王志芳
- 作品数：18 被引量：118H指数：6
- 供职机构：燕山大学电气工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金河北省自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程理学一般工业技术自动化与计算机技术更多>>
- 种荧光光谱法和PSO-BP神经网络相结合的山梨酸钾浓度测定的新方法（英文）被引量：3
- 2015年
- 研究了山梨酸钾在水溶液和橙汁中的荧光特性,结果表明在两种溶液中山梨酸钾的荧光特性虽然有很大的区别,但是它们的荧光特征峰都存在于λex/λem=375/490nm。从二维荧光光谱可以看出,橙汁中山梨酸钾的浓度和相对荧光强度关系错综复杂,两者不再满足线性关系。为了准确测定橙汁中山梨酸钾的浓度,提出了一种微粒群（PSO）算法优化的误差逆向传播（BP）神经网络的新方法。两组预测浓度的相对误差分别为1.83%和1.53%,预测结果表明该方法具有可行性。在浓度范围为0.1~2.0g·L-1内,PSO-BP神经网络能够完成橙汁中梨酸钾浓度的准确测定。
- 王书涛陈东营王兴龙魏蒙王志芳
- 关键词：荧光光谱山梨酸钾PSO-BP神经网络
- 三维荧光光谱结合HGA-RBF神经网络在多环芳烃浓度检测中的应用（英文）被引量：4
- 2017年
- 采用FS920荧光光谱仪分析了苯并[k]荧蒽(BkF)、苯并[b]荧蒽(BbF)和两者混合物的荧光特性.结果表明BkF的两个荧光峰分别位于306nm/405nm和306nm/430nm,BbF的两个荧光峰分别位于306nm/410nm和306nm/435nm.BkF和BbF不同浓度配比及其相互间的荧光干扰,使得混合物荧光特性差异较大,荧光强度和浓度间关系变得复杂.为准确测定混合物中BkF和BbF的浓度,采用递阶算法优化的径向基神经网络对其进行检测,结果表明BkF和BbF的平均回收率分别为98.45%和97.71%.该方法能够实现多环芳烃类污染物共存成分的识别和浓度预测.
- 王书涛郑亚南王志芳马晓晴王昌冰程琪
- 关键词：光谱学三维荧光光谱多环芳烃
- 空芯光子晶体带隙光纤用于甲烷检测的研究被引量：3
- 2019年
- 基于甲烷的光谱吸收理论,设计了一套利用空芯光子晶体带隙光纤(HC-PBGF)做传感气室的全光纤甲烷检测系统。根据HITRAN2012数据库和HAWKS软件确定甲烷的检测波长;利用气泵在HC-PBGF两端形成压力差来加快甲烷气体的扩散,利用反射镜延长光程至2倍;通过实验得到190 s后气体扩散完成,0.5 h内系统示值波动为0.012%,平均重复率为99.63%。最后配制0~2.5%浓度的甲烷气体进行浓度检测,得出甲烷浓度与相对吸收强度呈线性关系,线性度为99.92%。该系统成功实现了将HC-PBGF的空芯结构用于甲烷的吸收检测,加快了系统的响应速度,实现了仪器的小型化,使在线检测更加方便。
- 王志芳王书涛王贵川车先阁
- 关键词：计量学甲烷检测气体传感气体填充
- 基于小波优化EEMD的甲烷浓度检测信号研究被引量：6
- 2019年
- 为了实现甲烷浓度的测量,设计了基于差分吸收检测原理的甲烷浓度检测系统。检测系统中的气室部分使用了全反射棱镜配合凹面镜的方法来增加光程,使光能够被气体充分吸收,达到了提高测量精度的效果。在测量过程中,受到环境因素的影响,使得接受的信号中存在大量的噪声,为此提出利用小波优化EEMD的方法对接收的信号进行去噪处理,得到的信噪比为16.9925,均方根误差为1.5447×10-4。实验结果表明相比于EEMD或小波的去噪方法,使用小波优化后的EEMD具有更好的噪声抑制效果,方法适用于甲烷收发谱信号的去噪处理。
- 王书涛车先阁王志芳王贵川龚乐
- 关键词：光谱学小波去噪
- 基于小波优化EEMD的二氧化硫检测被引量：8
- 2020年
- 为解决检测SO2时系统接收到的荧光信号微弱、易被噪声淹没的问题,提出了小波优化总体经验模态分解(EEMD)的方法对SO2荧光信号进行去噪。搭建了SO2紫外荧光检测系统对SO2浓度进行检测,检测的平均相对误差为0.0011,SO2浓度与荧光强度的线性相关系数为0.9787。利用小波优化EEMD去噪方法对SO2荧光信号去噪,得到的信噪比为224.7958,均方误差为1.01×10^-7,波形相似系数为0.9973,SO2浓度与荧光强度的线性相关系数为0.9936。相比于EEMD和小波去噪方法,小波优化的EEMD去噪方法对SO 2荧光信号的去噪效果更好,能够达到理想的去噪效果。
- 王志芳王书涛王贵川车先阁
- 关键词：计量学去噪
- 光谱吸收式多种类痕量气体检测系统优化设计研究
- 随着我国经济的发展和社会进步，大气污染问题日益严重。在恶劣环境中进行有毒有害气体的高精度检测是长期存在的难题。在气体检测技术中，光谱分析技术因灵敏度高、重复性好、操作过程简单、使用寿命长等优势，得到快速发展。在光谱式气体...
- 王志芳
- 关键词：气体检测系统吸收光谱法优化设计噪声处理
- 文献传递
- 粒子群优化BP神经网络在甲烷检测中的应用被引量：21
- 2019年
- 为了准确、快速地检测和预测甲烷气体的浓度,设计了基于红外差分吸收法的甲烷浓度检测系统.为了降低系统部件不稳定带来的影响,检测系统采用双气室结构,气室的输入和输出接口处通过渐变折射率透镜连接到传输光纤,以降低光强的损耗.系统对甲烷检测结果的平均误差为0.007 5.基于粒子群优化的误差反向传播神经网络算法构建了甲烷预测模型,以浓度在0.2%～2.0%范围内的甲烷气体为研究对象.在样本训练过程中,预测模型的精度达到10-4,实际输出值与期望值线性回归的相关系数为0.998 8,最大相对标准偏差为0.248%.实验结果表明,在甲烷浓度预测中,相对于误差反向传播神经网络预测模型,粒子群优化误差反向传播神经网络的预测性能更优.
- 王志芳王书涛王贵川
- 关键词：吸收光谱误差反向传播神经网络甲烷
- 基于光谱吸收法和荧光法的甲烷和二氧化硫检测系统的研究被引量：9
- 2016年
- 根据污染气体的光谱吸收特性与荧光特性,设计了一套时分复用检测系统,既可以使用光谱吸收法检测甲烷和二氧化硫又可以使用荧光法检测二氧化硫。系统采用组合可切换光源、共用光路、气室及信号处理部分,首先进行光谱吸收和荧光的特性测量,然后进行光谱吸收法检测甲烷与二氧化硫浓度实验,以及紫外荧光法检测二氧化硫浓度实验。经过光谱吸收和荧光的特性测量得出吸收法测二氧化硫和甲烷的吸收峰处的激发波长分别为280nm和1.64μm,荧光法测二氧化硫最佳激发波长为220nm。经光谱吸收法实验可得甲烷浓度与相对强度的线性关系和二氧化硫浓度与输出电压的线性关系,线性度分别为98.7%,99.2%;经荧光法实验可得二氧化硫浓度与电压成线性关系,线性度达到了99.5%。研究表明,该系统能使用于污染气体的光谱吸收检测和紫外荧光检测。将两种测量方式组合在一起,降低了成本与体积,同时此系统也可用于其他气体的检测,有一定的应用价值。
- 王书涛王志芳刘铭华魏蒙陈东营王兴龙
- 关键词：紫外荧光光谱吸收SO2CH4
- 荧光光谱法和ABC-RBF神经网络在多环芳烃浓度检测中的应用被引量：6
- 2017年
- 多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbon,PAHs)具有强致癌性,极大威胁着人类身体健康。因此,寻找一种高效、精确的多环芳烃浓度检测方法十分必要。采用FS920荧光光谱仪分析了苯并(k)荧蒽(BkF)、苯并(b)荧蒽(BbF)、苯并(a)芘(BaP)混合溶液的荧光光谱特性。发现在激发波长260~400 nm、发射波长300~500 nm范围内,混合溶液的荧光光谱重叠严重。当混合物浓度配比不同时,荧光特性也存在很大差异。针对光谱图不能直接反映混合物各组分浓度的特点,将人工蜂群(ABC)算法优化的径向基函数(RBF)神经网络应用于浓度检测中,对比分析普通RBF和ABC-RBF神经网络模型。结果表明,ABC-RBF神经网络模型预测误差相对较小,训练到95次时,均方差精度达到10^(-3)。BkF、BbF和BaP的回收率平均值分别为99.20%、99.12%和99.23%,证明此网络适用于检测多环芳烃溶液,为检测多环芳烃浓度提供了一种快速、有效的新方法。
- 王书涛郑亚南王志芳苑媛媛马晓晴杨雪莹
- 关键词：多环芳烃荧光光谱
- 基于荧光光谱技术和GA-BP神经网络的对羟基苯甲酸甲酯钠含量的测定被引量：4
- 2015年
- 对羟基苯甲酸甲酯钠是一种使用广泛的防腐剂,食用过量将会危害身体健康,因此各国对对羟基苯甲酸甲酯钠的用量有严格规定。采用FS920荧光光谱仪分析了对羟基苯甲酸甲酯钠在水和橙汁溶液中的荧光光谱特性,发现水溶液的荧光特征峰位于λex/λem=380/510nm,橙汁溶液两个荧光特征峰,分别位于λex/λem=440/530nm和470/530nm,最佳激发波长为440nm。从实验结果可以看出两者的特征峰发生了明显的变化。经分析得出,对羟基苯甲酸甲酯钠橙汁溶液与对羟基苯甲酸甲酯钠水溶液相比,荧光特征峰发生变化是由橙汁的荧光特性干扰引起的。为了准确测定鲜橙汁中对羟基苯甲酸甲酯钠含量,根据对羟基苯甲酸甲酯钠橙汁溶液在激发波长λex=440nm时的相对荧光强度和对羟基苯甲酸甲酯钠含量的关系,基于GABP神经网络构建了橙汁中对羟基苯甲酸甲酯钠含量检测数学模型,当网络训练过程中误差精度达到10-3时,网络输出与期望的相关系数为0.996,预测样本的平均回收率为99.52%,平均相对标准偏差为0.86%,预测结果较为理想。结果证明,当浓度范围为0.02-1.0g·L-1时,荧光光谱技术和GA-BP神经网络相结合的方法能够准确地测定鲜橙汁中对羟基苯甲酸甲酯钠的含量,此方法具有新颖简便性,同时有望应用于一般饮品中对羟基苯甲酸酯类钠盐含量的快速测定。
- 王书涛陈东营侯培国王兴龙王志芳魏蒙
- 关键词：GA-BP神经网络
