国家自然科学基金(60772016)
- 作品数：8 被引量：46H指数：4
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- 相关机构：西安交通大学空军工程大学上海化工研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金陕西省科学技术研究发展计划项目更多>>
- 相关领域：机械工程石油与天然气工程理学更多>>
- 层次式SVM子集含烃类混合气体光谱分析方法被引量：3
- 2008年
- 含烃类混合气体具有组分多、组分浓度范围大的特点。为了解决海量混合气体光谱数据样本实际上是无法实现的难题,在大量调查的基础上,研究探索了实际工程中可能出现的混合气体分布模式,最后确定为15种混合气体分布子模式,共计5500个光谱数据样本用于训练与检验。在此基础上,按照混合气体分布子模式识别→混合气体分析→结果输出的思路,提出了2层15子集的含烃类混合气体分析方法。多层次多子集软件集成框架以15种混合气体分布子模式为基本框架,由于应用了基于样本关联规则及混合气体分布模式中心集的SVM快速在线分类方法,可向原基本框架在线实时的加入新的混合气体分布子模式。实验结果显示,混合气体组分浓度分析的最大绝对误差为0.41%,最大平均绝对误差为0.04%。可用于其他混合气体的红外光谱分析,具有实际应用价值。
- 白鹏谢文俊刘君华
- 关键词：子集红外光谱
- 基于空芯光子晶体光纤气体吸收腔的乙炔检测系统被引量：7
- 2010年
- 介绍了一种基于空芯光子晶体光纤(HC-PCF)气体吸收腔的气体检测系统。采用20μm芯径、40cm长的HC-PCF作为气体吸收腔,利用连接套管实现HC-PCF和单模光纤(SMF)的对接。连接套管上留有50μm的缝隙,使环境气体可通过缝隙扩散进入HC-PCF吸收腔。结合可调谐光纤环形激光器构建了全光纤气体检测系统。光纤激光器输出的高功率、窄带宽探测光对待测气体具有很好的选择性,克服了传统检测方法中常见的交叉敏感现象。以乙炔气体为测量对象,对该系统测量性能进行实验验证。实验结果表明,在自然扩散条件下,乙炔气体在HC-PCF气体腔内的扩散时间约为6min,系统响应与乙炔气体体积分数近似呈线性关系,最低检测限为0.1%。
- 崔俊红丁晖李仙丽董少飞杨乐
- 关键词：空芯光子晶体光纤光纤环形激光器光纤光栅气体检测
- 基于SVM的混合气体分布模式红外光谱在线识别方法被引量：3
- 2008年
- 针对混合气体组分浓度分析中海量训练样本的获取、分析精度及实时在线分析等问题,将支持向量机这一新的信息处理方法和红外光谱分析法结合,提出了混合气体分布模式的概念。在此基础上,采用先进行混合气体分布模式识别,然后再进行混合气体分析的思路,在大量调查的基础上,研究探索了实际应用中可能出现的混合气体分布模式,确定60种混合气体分布模式,共计6000个混合气体红外光谱数据样本用于模型的训练与检验。采用SMO算法实现了减量和增量的在线学习,最终建立了基于SVM的混合气体分布模式红外光谱在线识别模型。模型由模式识别和结果输出2层组成,模式识别层完成混合气体模式分布模式识别任务;结果输出层由60个SVM校正模型组成,完成具体的浓度分析任务。实验结果表明,该方法对混合气体分布模式的正确识别率不低于98.8%,可在小样本条件下对混合气体的分布模式进行在线识别,可在线实时加入新的混合气体分布模式,具有实际应用价值。
- 白鹏冀捐灶张发启李彦刘君华朱长纯
- 关键词：支持向量机红外光谱模式识别
- 基于支持向量机的红外光谱天然气分析系统被引量：3
- 2007年
- 针对天然气组分浓度分析过程中海量训练样本无法实现、天然气组分气体的主次特征吸收谱线重叠严重、气相色谱分析法分析速度慢、无法进行实时在线分析等问题,将支持向量机(SVM)这一新的信息处理方法与红外光谱分析法结合,应用于天然气组分浓度分析中,利用SVM处理小样本的能力解决海量样本问题;通过建立反映天然气光谱数据样本与天然气组分浓度关系的SVM校正模型,解决天然气组分气体主、次特征吸收谱线重叠严重的问题;利用红外光谱分析速度快的优点,缩短分析时间。设计研制了基于SVM和红外光谱的天然气分析系统。该系统使用傅立叶红外光谱仪获取天然气红外光谱数据样本,对红外光谱数据样本进行数据预处理后,通过SVM校正模型进行计算分析,得出天然气组分浓度。实验结果表明,该方法的最大偏差为3.95%,与气相色谱分析法相比,具有分析速度快、可实时在线分析等优点。
- 杨开武白鹏李彦金伟刘君华
- 关键词：支持向量机红外光谱天然气组分
- 粒子群优化算法在光纤光栅传感器波长解调中的应用被引量：11
- 2010年
- 为了提高光纤光栅(FBG)解调系统的波长解调精度,采用粒子群优化(PSO)算法结合参考光纤光栅(FBG),对常用波长解调器Fabry-Perot型光纤滤波器(FPF)的透射光谱中心波长与控制电压之间存在的非线性和回滞特性进行了研究,并提出一种实时建立FPF透射光中心波长与其控制电压之间关系模型的方法。该方法利用粒子群优化算法收敛快、易实现的特点,保证了FPF模型建立的准确性和实时性。实验结果证明,利用所建模型可有效提高FBG传感系统的波长测量准确度,测量误差不超过25 pm。系统结构简单,对提高FBG传感系统的测量准确度具有重要意义。
- 丁晖吴相楠梁建奇李仙丽
- 关键词：光纤光栅传感器粒子群优化算法
- 基于差分光谱吸收技术的双光纤光栅乙炔测量系统被引量：11
- 2009年
- 提出一种基于双光纤光栅(FBG)差分光谱吸收技术的乙炔测量系统。以光纤光栅反射出的窄带光作为探测光,基于红外吸收理沦实现乙炔浓度的检测。通过引入参考光栅,有效抑制了光路噪声、暗电流等干扰因素,实现了大背景信号下微弱信号的测量;利用数字滤波技术,消除了系统响应信号中的低频干扰,提高了系统的稳定性和可靠性。实验结果证明系统具有良好的测试重复性和较高的测试灵敏度,最低检测限约为25×10^(-6)。本文的研究成果对进一步研究实现多组分混合气体的测试具有重要的意义。
- 丁晖梁建奇熊志辉
- 关键词：光谱学气体检测
- 基于SVM回归模型的混合气体组分种类光谱识别方法被引量：7
- 2008年
- 针对混合气体红外光谱分析中无法采用同一模型同时进行混合气体组分浓度的定量分析和组分种类的定性分析的问题,本文提出了基于SVM回归模型的混合气体组分种类光谱识别方法.通过详细推导,证明混合气体组分种类识别完全可以通过组分浓度分析的SVM回归模型来求解,混合气体组分种类识别是一种特殊的回归.实验结果显示,该方法的混合气体组分种类的正确识别率不小于92.5%.
- 白鹏王建华王宏柯张发启刘君华
- 关键词：支持向量机红外光谱
- 窄带吸收光谱扫描技术在气体定量检测中的应用被引量：2
- 2010年
- 提出一种基于窄带气体吸收光谱扫描技术的气体定量测量系统。利用可调谐光纤滤波器(TOF)输出的窄带光作为探测光,结合波长调制技术,克服不同气体间的交叉敏感,提高了对环境中待测气体测量的选择性。为克服TOF非线性特性对测量结果的影响,提高系统运行稳定性,系统以光纤光栅反射光谱作为参考波长,实现了TOF透射光波长调制范围以及调制中心的稳定控制。为提高系统测试灵敏度,开发了以同步累积器为核心的微弱信号检测电路,实现了系统微弱响应信号的高灵敏度提取。以乙炔气体为实验气体,通过实验证明系统响应与输入乙炔气体浓度之间具有良好的线性关系。当信噪比为3时,系统最低检测限为5×10-6。
- 丁晖梁建奇崔俊红吴相楠李仙丽
- 关键词：吸收光谱波长调制光纤光栅
