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基于近红外吸收光谱的西林瓶内氧气残留浓度反演研究
引用本文:申帅,贺建军,罗旗舞.基于近红外吸收光谱的西林瓶内氧气残留浓度反演研究[J].红外与毫米波学报,2020,39(3):311-317.
作者姓名:申帅  贺建军  罗旗舞
作者单位:中南大学自动化学院,中南大学自动化学院,中南大学自动化学院
基金项目:国家自然科学基金 61873282国家自然科学基金(61873282)
摘    要:利用一种基于760.88 nm处近红外吸收光谱的氧气浓度探测方法,可以实现开放环境中西林瓶内氧气残留浓度在灯检机上的原位、非接触测量检测。该方法采用基于TDLAS的波长调制光谱技术(WMS),在开放光路环境下利用主成分提取法(PCA)对WMS的二次谐波进行主特性提取,在抑制噪声的同时可降低数据量,提高了后期数据处理速度,然后利用遗传算法(GA)优化的BP神经网络建立浓度反演模型。实验结果证明:该方法相对利用半峰值面积的最小二乘拟合方法其平均相对误差从8.32%减少到1.12%,决定系数提升了8.86%,相比单独PCA-BP神经模型的平均相对误差从3.80%减少到1.12%,决定系数提升了2.81%,该方法有效地抑制了开放光路环境所致测量仪器的信号随机扰动,提高了西林瓶内氧气残留浓度检测的准确度和稳定性。

关 键 词:可调谐二极管激光吸收光谱  波长调制光谱技术  主成分提取  神经网络  遗传算法
收稿时间:2019/11/12 0:00:00
修稿时间:2020/4/22 0:00:00

Inversion of oxygen residual concentration in vials based on near-infrared absorption spectroscopy
SHEN Shuai,HE Jian-Jun and LUO Qi-Wu.Inversion of oxygen residual concentration in vials based on near-infrared absorption spectroscopy[J].Journal of Infrared and Millimeter Waves,2020,39(3):311-317.
Authors:SHEN Shuai  HE Jian-Jun and LUO Qi-Wu
Institution:School of automation, central south university ,Changsha 410038, China,School of automation, central south university ,Changsha 410038, China,School of automation, central south university ,Changsha 410038, China
Abstract:
Keywords:TDLAS  WMS  PCA  BP neural network  GA
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