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多成分有机气体的近红外光谱定量检测方法齐汝宾,尹立,杜振辉’,刘瑾,徐可欣引言1琉ǖ牟ǔし段新,杨摘要在环境检测领域,运用近红外光谱分析技术对多成分挥发性有机物进行连续的在线监测具有重要意义。本文分析了三种挥发性有机物——丙烷、丙烯和甲苯的近红外光谱特征和丙烯浓度与吸光度的线性关系,采用线性回归建模方法——偏最小二乘法对丙烷、丙烯和甲苯混合气体存在特征吸收的近红外光谱近年来,近红外光谱分析技术与化学计量学方法的结合[5]体——丙烷、丙烯和甲苯的吸收光谱,在此基础上,采用偏;采用自制的多光程气体样品池,其基本长度为件扣除,每个光谱图扫描次后取平均。)体样品。然后,对丙烷、丙烯和甲苯进行混合气体样品的制第卷,第期2光谱学与光谱分析天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津nm)价。实验结果表明,近红外光谱技术可以方便、准确的定量分析有机性挥发气体的多组分含量,可以应用于多成分挥发性有机物的连续在线监测。关键词近红外光谱;挥发性有机物;偏最小二乘法04334ADOI103964jissn1000-0593(2008)12285504(volatile琕是一类成分极其复杂的空气污染物,对生态环境系统和人类健康[1]VOCs[2](gas珻推嘁恢势琢S肹,方法、电化学探测法和红外吸收光谱法。电化学方法需要对待测气GCGC-MS的进样装置,其过程复杂、时间较长,无法满足实时自动化连续监测的需要。[4]于现场快速检测和实时在线分析。但是,在近红外区环境以及条件变化露取⑹6取⒀沽会导致背景漂移,影[6]元回归模型进行分析和预测。常用的校正方法包括多元线性回归regressionMLR)[8]regressionPCR)[g],,人工神经网络和拓扑方法等。本文采用傅里叶近红外光谱仪测量了挥发性有机物气(PLS)分析了样品中多气体成分的含量,并对模型进行了评价。实验设备与参数设置使用美国ElmerSpectrumI015总光程长为mSignal公MoD21气体按照个浓度比例%~进行混合。实验条件为温度.℃;相对湿度%;每次更(99995)样品气体。以纯氮气作为光谱测量的背景,由光谱仪软气体样品(C3I-h)(GH6)约叭制灏床煌ǘ扰浔鹊幕旌掀大连光明特首先,对三种标准气体进行采样制得三种单一组分的气备,采用了不同浓度进行配置样品,共个浓度,每个浓度分别配置两组样品,一组用于回归建模,另一组用作校验收稿日期:薅┤掌冢—基金项目:国家高技术研究发展计划项目”,吞旖蚴凶匀豢蒲Щ鹣钅资助作者简介:齐汝宾,年生,天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室博士研究生,獻m:.*:
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42量3n批”批唤頼研抛钉昭。啪对于未知样品的光谱兄,,其浓度预测为加似¨伯;笔船椭凹韶m弱伽啪n度与浓度的曲线,可以看出线性度比较好,所以可以近似认‰一産’光谱学与光谱分析第卷1光谱采集采用近红外光谱仪对所有气体样品进行近红外光谱扫3min他浓度气体、到混合的时间约为近红外光谱特征的分布1l,而在其他波段的谱图没有显著特征。因此,以下将在此波段进行建模和定量分析。丙烯的线性度分析(C3Hs)2所示。毒墨Concentration(mgm从图卸员┰处的特征吸收峰峰值在浓度从·的情况下进行分析,得到的吸光为要进行建模的混合气体模型是一个线