大氣污染監(jiān)測系統(tǒng)的算法研究與硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展，大氣污染已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)問題。近幾年來，相關(guān)的空氣污染監(jiān)測技術(shù)的研究已經(jīng)取得很大進(jìn)展，有些技術(shù)已經(jīng)得到實(shí)際應(yīng)用。但已有的大氣污染監(jiān)測技術(shù)還無法滿足多組分在線監(jiān)測污染物氣體的要求。本文以超短脈沖激光與空氣互相作用產(chǎn)生的非線性熒光光譜為基礎(chǔ)，通過對該類光譜的分析研究，探討了超快激光技術(shù)在污染氣體實(shí)時(shí)監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用的可行性。本文在光譜數(shù)據(jù)壓縮去噪、污染氣體的定性識別與污染物濃度定量分析三個(gè)方面作了深入研究，具體內(nèi)容如下：<

2、br>　　 1.針對光譜數(shù)據(jù)噪聲大，部分特征被淹沒的特點(diǎn)，提出了一種基于光譜特征峰/谷沿匹配的算法，成功地對分子基團(tuán)與特征十分接近的1-丁烯，N-丁烷和乙烯三種氣體27條濃度在25％-0.05％的氣體譜進(jìn)行了分類，同時(shí)給出匹配的相似度。特別在所關(guān)心的低濃度情況下(0.05％)，能正確地分類且區(qū)分度與高濃度時(shí)相比沒有顯著下降，表明本方法有識別更低濃度氣體的能力。
　　 2.根據(jù)光譜形成的機(jī)理，在特征峰/谷沿輔助選點(diǎn)的基礎(chǔ)上將光譜

3、劃分為6個(gè)峰團(tuán)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果表明2個(gè)主成分即可包含98％的光譜信息。采用2個(gè)主成分對不同濃度下的譜線強(qiáng)度進(jìn)行擬合與誤差計(jì)算，有效地提取了與氣體濃度有關(guān)的特征參量，實(shí)現(xiàn)了氣體的定量分析。同已有的定量分析方法相比，定量分析的精度有較大提高，特別在所關(guān)心的低濃度情況下，定量分析的精度改善更為明顯。3種氣體的擬合與計(jì)算顯示同以往方法相比誤差由0.2694下降為0.02。
　　 3.根據(jù)所提出的小波濾波去噪、光譜峰團(tuán)劃分、主成分提取