Оптимизация алгоритмов и методов работы дифференциальных спектрометров с произвольной спектральной адресацией в задачах анализа газовых смесей

• Автор: Фадеев, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОПТИМИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА РАБОТЫ

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ СПЕКТРОМЕТРОВ С ПРОИЗВОЛЬНОЙ СПЕКТРАЛЬНОЙ АДРЕСАЦИЕЙ В ЗАДАЧАХ АНАЛИЗА ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ

1.1 Физические основы использования дифференциальных

спектрометров с произвольной спектральной адресацией в задачах анализа газовых смесей

1.1.1 Актуальность проблемы газоанализа

1.1.2 Классификация методов газоанализа

1.1.3 Обзор оптических методов газоанализа

1.1.3.1 Абсорбционные методы газоанализа

1Л .3.2 Методы рассеяния в задачах газоанализа

1Л.З.З Методы люминесценции и эмиссионные методы в
задачах газоанализа
1Л .4 Использование дифференциальных спектрометров с
произвольной спектральной адресацией в задачах газоанализа
1.1.5 Преимущества использования свойства произвольной спектральной адресации
1.2 Постановка задачи нахождения оптимального набора спектральных каналов в алгоритмах работы дифференциальных спектрометров с произвольной спектральной
адресацией
1.3 Анализ многокомпонентной газовой смеси на основании данных спектральных измерений
1.4 Анализ вариантов решения обратной задачи количественного
анализа газовой смеси
1.5 Анализ вариантов решения задачи качественного анализа газовой смеси

1.6 Разработка процедуры нахождения оптимального набора спектральных каналов для дифференциального спектрометра с произвольной спектральной адресацией
1.7 Моделирование работы дифференциального спектрометра с произвольной спектральной адресацией с использованием процедуры нахождения оптимального набора спектральных
каналов
1.8 Особые случаи задачи анализа многокомпонентной газовой смеси
1.9 Выводы
ГЛАВА 2. ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ КАЛИБРОВКИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ СПЕКТРОМЕТРОВ С ПРОИЗВОЛЬНОЙ СПЕКТРАЛЬНОЙ АДРЕСАЦИЕЙ В ЗАДАЧАХ АНАЛИЗА-ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ
2.1 Введение
2.2 Разработка оптимизированной методики калибровки
газоанализатора с произвольной спекфальной адресацией
2.2.1 Классическая методика калибровки газоанализатора с
произвольной спектральной адресацией
2.2:2 Оптимизированная методика калибровки газоанализатора с
произвольной спектральной адресацией
2.2.3 Анализ структуры погрешности процедуры газоанализатора с
произвольной спектральной адресацией
2.3 Экспериментальное исследование оптимизированной методики
калибровки газоанализатора с произвольной спектральной адресацией
2.4 Оптимизация существующего программного обеспечения для
работы с оптимизированной методикой калибровки
2.5 Выводы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА НАБОРА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ

3.1 Введение
3.2 Разработка программы для тестирования и моделирования работы газоанализатора с произвольной спектральной адресацией
3.3 Разработка базы данных для централизованного хранения спектральных данных и программного обеспечения для ее редактирования
3.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

обеспечивающаяся использованием АО спектрометров, позволяет радикально изменять алгоритм анализа спектра, оптимизируя его под конкретную задачу.
Таким образом, возможность осуществления- произвольной спектральной адресации дает АО спектрометрам определенные технические преимущества при измерении спектров [А1, А2] по сравнению со спектрометрами сканирующего типа. Это преимущество может быть охарактеризовано параметром, равным отношению времен, затрачиваемых на всю процедуру измерения сканирующим (СС) спектрометром и АО спектрометром. В общем случае полное время измерения складывается из времени накопления во всех точках и времени перестройки, и- параметр выигрыша Ст приближенно описывается следующей формулой:
где К — общее число измеряемых точек, Тнак — время накопления сигналав одной точке, (предполагается одинаковым во всех точках), (Лш„, )-т1Х) — измеряемый спектральный
времени пробега акустической волны по кристаллу АО фильтра).
Проанализируем параметры, входящие в формулу (1.5).
Число точек КЛОС <КСС- соотношение зависит от используемого метода измерений: если оба спектрометра используют метод выборочной регистрации, то это число одинаково. В то же время обычно такой режим в СС не предусмотрен и такой спектрометр вынужденно регистрирует все точки в интервале.
Время накопления ТА°С < за счет высокой светосилы АО спектрометра.
(Л -Л )
Чтобы оценить второе слагаемое запишем его в виде: —— — А7’, где АЛ

спектральное разрешение, АТ - время перестройки СС на ширину окна пропускания АЛ.
исследуемом интервале. Число измеряемых точек не превышает этой величины > Ксс > КА0С. Если для решения задачи достаточно выборочной регистрации, то
(1.5)
интервал, (йЛ/с1Т)СС - скорость перестройки сканирующего спектрометра, Т„ер - время перестройки спектрометра (время перестройки АО спектрометра ТА°С ~ 10'5 с равно
общее число разрешимых положений спектрометра в