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混合物成份光谱检测方法研究

作　者: 王志平
导　师: 唐延林
学　校: 贵州大学
专　业: 理论物理
关键词: 混合体系光谱定量分析法分子光谱线型自加强对数-导数
分类号: O657.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文分析了前人关于混合体系不分离光谱定量分析技术的研究成果,提出需要引入一个合理、可靠的约束条件来解决该问题的思路。以此为基础,通过对分子光谱谱线线型的分析,提出两种新的分析手段:待测组分光谱加强法(SIPS)与对数—导数法(LDS),分别利用了分子光谱谱线的对称特性与高斯特性。其中待测组分光谱加强法利用了对称信号(曲线)的Fourier变换特殊性质,实现了待测组分纯光谱在变换结果曲线原点处的加强以及在该点处未知干扰组分光谱影响的削弱,最后借助于变换结果曲线原点处小波系数作为定量分析依据,实现了混合体系的不分离定量分析;而对数—导数法则利用了分子光谱谱线的高斯性,把未知干扰组分光谱理解为一组高斯函数的叠加曲线,把残余光谱的对数——阶导数曲线中直线范围之和最大作为混合物光谱中已知纯光谱成分完全剔除的标准,以此判断混合光谱中纯光谱的含量,该含量即为混合物中待测化合物的含量。对于过程中的求导运算,为了抑制导数运算对噪音的放大,提出并应用了一种新的近似导数方法,即用信号与正交多项式的卷积替代常规导数运算,结果表明,该方法噪音抑制效果良好。这两种定量分析方法均具有无校正集、过程参数固定、人为因素影响小等优点。并从理论分析、MATLAB编程、模拟分析等不同方面对两种方法做了深入探讨,包括过程抗噪性能、稳定性等;将其应用于实际混合体系的分析中,对实验样品中待测组分含量进行了预测,并分析了预测误差,讨论了误差产生的可能原因。最后分析了两种方法的发展前景。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
第一章绪论  6-23
  1.1 光谱学的发展  6-7
  1.2 分子光谱线型及线宽  7-11
    1.2.1 谱线的基本概念  8-9
    1.2.2 吸收、发射与Einstein的辐射理论  9
    1.2.3 谱线的基本线型  9-10
    1.2.4 谱线的展宽及其线宽度  10-11
  1.3 光谱定量分析进展  11-23
    1.3.1 导数光谱法  11-13
    1.3.2 比光谱-导数吸光度法  13-16
    1.3.3 Fourier自去卷积法(FSD)  16-18
    1.3.4 褶合光谱技术  18-19
    1.3.5 通用H点标准加入法  19-21
    1.3.6 正交函数光谱法  21-23
第二章方法研究  23-35
  2.1 困难分析  23-24
  2.2 思路设想  24-26
    2.2.1 问题把握  24
    2.2.2 途径分析  24-26
  2.3 待测组分光谱加强法(SIPS)  26-30
    2.3.1 Fourier变换  26-27
    2.3.2 重新组合  27-28
    2.3.3 小波变换  28-30
    2.3.4小波尺度的选取  30
  2.4 对数-导数法(LDS)  30-35
    2.4.1 对于r的初始估计  32
    2.4.2 直线范围确定及降噪  32-33
    2.4.3 微分过程噪音抑制  33-35
第三章模拟与实验验证  35-49
  3.1 模拟检验  35-41
    3.1.1 模拟信号  35-36
    3.1.2 过程的计算机编程实现  36-39
    3.1.3 模拟检验  39-41
  3.2 实验验证  41-49
    3.2.1 实验仪器  41
    3.2.2 实验药品及试剂  41-42
    3.2.3 样品配制  42-43
    3.2.4 光谱测量  43-44
    3.2.5 分析结果  44-49
第四章总结与展望  49-51
致谢  51-52
参考文献  52-55
附录  55-56

混合物成份光谱检测方法研究

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