不同分辨率下FT-IR光譜的定量分析誤差研究.pdf

1、本論文以牧場附近測量的大氣FTIR光譜中的NH3為研究對象，在四種分辨率（分別為1cm-1、2cm-1、4cm-1和8cm-1）下，系統(tǒng)研究了如何獲得樣品參考濃度。以Beer定律為定量依據(jù)，系統(tǒng)研究了不同分辨率下FTIR的定量分析誤差。以偏最小二乘法建立定量分析模型，系統(tǒng)研究了分辨率對FTIR定量分析誤差的影響。具體工作包括以下三個方面:
　　 1.FTIR定量分析的前提是待測樣品參考濃度的獲得。本文通過選取NH3的最大吸收波段

2、、次大吸收波段和最小吸收波段，系統(tǒng)研究了參考濃度計算時，波段的選取問題。結(jié)果表明：在樣品參考濃度計算時，分辨率為1cm-1時，應(yīng)選用次大吸收波段和最小吸收波段進行定量；分辨率為2cm-1或4cm-1時，可選用三個波段中的任一吸收波段進行定量:分辨率為8cm-1時，應(yīng)選用次大吸收波段和最大吸收波段進行定量。本研究為不同分辨率下樣品參考濃度的計算提供了參考依據(jù)。
　　 2.通過分析牧場附近測量的大氣FTIR光譜中NH3在四種分辨率下

3、的濃度，基于Beer定律，系統(tǒng)研究了不同分辨率下FTIR光譜定量分析的誤差。選擇72個實測光譜作為研究對象，其中NH3的光程積分濃度(path-integratedconcentration,PIC)分布在40～1300ppm-m。分析了NH3的最大吸收峰和次大吸收峰的選取對定量的影響。結(jié)果表明:選用NH3的次大吸收峰的定量誤差更小；在允許的誤差范圍內(nèi)（本研究中設(shè)為5％），不需要制作工作曲線，通過選用多個濃度適當?shù)膮⒖脊庾V，直接應(yīng)用Be

4、er定律仍能實現(xiàn)氣體樣品的定量分析；并且分辨率越低，定量分析所需的參考光譜數(shù)目越多。本研究通過合理選用多個參考光譜，實現(xiàn)了不同分辨率下FTIR光譜的定量分析，既充分利用了Beer定律，又克服了吸光度-濃度在低分辨率下的非線性問題，為不同分辨率下氣體樣品FTIR光譜的定量分析提供了參考。
　　 3.采用偏最小二乘法(PLS)建立測定大氣中NH3的含量的FTIR光譜定量分析模型，研究了不同光譜分辨率對所建PLS模型的定量分析誤差的影