Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: OP-FTIR

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

The spectrum length method in quantitative interpretation of selected optical spectra

Wawrzyk Martyna

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

2022

T. 12, nr 2

20-23

Different algorithms are used for the quantitative interpretation of optical spectra. Regression methods e.g CLS (Classical Least Squares) or PLS (Partial Least Squares) are often used in typical problems of laboratory spectroscopy. The spectra analysis is generally a multi-step process, in which, depending on the spectra type, modification of individual regression methods or special dedicated methods are applied. For example, contour length method or spectra length algorithm are used in this purpose. The basic version of the algorithm is very simple in terms of mathematics. It has been proposed for the analysis of spectra in the OP-FTIR open path spectroscopy, where there are significant fluctuations in the spectrum baseline. The spectrum length is a parameter closely related to the content of the analyzed gas component. Independently of spectral length algorithm, a method has been developed in which difference length of two spectra (measured and reference) is used to compare the spectra. The minimum length of the spectral difference is an indicator of their best fitting. The article presents two ways of using the spectrum length: as a direct and indirect parameter indicating the measured quantity on the basis of the spectrum. There were performed the spectrum length algorithm as a digital differentiating filter with a specific frequency response. There were also analyzed more advanced differentiating filter and the possibility of frequency spectrum filter design used in an analysis of optical spectral signal. There were performed the analysis of the spectrum length method in the case of the synthetic calibration involving the use of model spectra from simulations realized by HITRAN database. There were analyzed numerically the problem of the Instrument Line Shape influence on the synthetic spectra and results of the determining the content of components by the minimizing the difference of spectral length.

Do ilościowej interpretacji widm optycznych wykorzystuje się wiele różnych algorytmów. W typowych zagadnieniach spektroskopii laboratoryjnej wykorzystuje się m. in. metody regresji CLS, PCR PLS. Interpretacja widm to często proces wieloetapowy, w którym w zależności od rodzaju widm wykorzystuje się modyfikację poszczególnych metod regresji lub też stosuje się specjalne metody dedykowane. Jedną z takich metod jest algorytm długości konturu lub też długości widma. Jego podstawowa wersja jest bardzo prosta pod względem matematycznym. Została zaproponowana do analizy widm ze spektroskopii otwartej ścieżki OP-FTIR, dla której występują znaczące fluktuacje linii bazowej widma. Długość widma jest parametrem, który jest odwzorowany bezpośrednio na zawartość danego składnika gazowego. Niezależnie od algorytmu długości widma powstała metoda, w której długość różnicy dwóch widm (mierzonego i odniesienia) służy do porównania widm. Minimalna długość różnicy widm jest wskaźnikiem ich najlepszego dopasowania. W pracy porównane zostaną obydwa sposoby wykorzystania długości widma: jako parametru bezpośrednio lub pośrednio wskazującego wielkość poszukiwaną na podstawie widma. Przeanalizowany zostanie algorytm długości widma jako cyfrowy filtr różniczkujący posiadający określoną charakterystykę częstotliwościową. Przeanalizowane zostanie zagadnienie wykorzystania bardziej zaawansowanego filtru różniczkującego oraz możliwość uwzględnienia w wyborze i projektowaniu filtra widma częstotliwościowego optycznego sygnału spektralnego. Kolejno poruszanym zagadnieniem będzie analiza metody długości widma w przypadku tzw. kalibracji syntetycznej polegającej na wykorzystaniu jako widm wzorcowych widm pochodzących z symulacji wykorzystujących bazę danych Hitran. Przeanalizowany numerycznie zostanie problem wpływu kształtu odpowiedzi instrumentu pomiarowego na syntetyczne widma i wyniki wyznaczania zawartości składników metodą minimalizacji długości różnicy widm.

Analiza widm emisyjnych procesów spalania jako zagadnienie odwrotne w pomiarach pośrednich

Wójcik W., Cięszczyk S., Kisała P., Komada P.

Pomiary Automatyka Kontrola

2009

R. 55, nr 2

121-125

Artykuł przedstawia problem pomiarów in situ zawartości gazów oraz temperatury w procesach spalania. Pomiary takie przeprowadzone być mogą z wykorzystaniem spektrometru FTIR o otwartej ścieżce pomiarowej. Analizę widm transmisyjnych oraz emisyjnych procesów o zmieniającej się temperaturze potraktować można jako rozwiązanie zagadnienia odwrotnego. Zagadnienie proste jest wtedy modelowaniem widm w zależności od temperatury oraz zawartości składników. Przedstawiono pomiary promieniowania procesu spalania oraz ich analizę ilościową z wykorzystaniem opisanej metody.

The paper presents a problem of in-situ measurements of gas concentration and temperature of combustion processes. Such measurements can be carried out by using an open path FTIR. The analysis of transmission and emission spectra of changeable temperature processes can be treated as an inverse problem. Modelling of the spectrum as a function of temperature and species concentration is then a direct problem. In this paper there are presented combustion process measurements and the quantitative analysis as an inverse problem is performed. In the introduction the need for investigations of the combustion process is discussed. Recently biomass gasification and combustion have been playing a significant role due to the environmental protection. What is important, the process should be analysed by an in-situ method. The access to some processes can be so difficult that only remote measurements are possible. In those cases an OP-FTIR spectrometer (Open Path Fourier Transform Infrared Spectrometer) can be used. The analysis of the classical FTIR spectrum is shown in Section 2. This method consists in using a set of calibration samples for preparing the calibration curve. Unknown concentration of species is determined with this curve. Calibration and measurements have to be carried out in the same temperature. Section 3 describes the problem of simultaneous analysis of concentration and temperature of gases based on infrared spectrum measurements. The inverse problem method is one of the solutions of this problem. The direct problem consists in modeling the spectrum modeling of known temperature and concentration. There are two kinds of methods for modeling the synthetic spectrum of gases - physical (line by line) and statistical one. The spectra in Fig. 3 are calculated for the temperature profiles of Fig. 2. The misfit minimisation between the synthetic and measurement spectrum by means of an optimization method is called the inverse problem. Section 4 describes the measurements of the process infrared spectrum. The spectrum measurements based on the spectral gas models and the inverse problem are analysed. The FTIR spectra measured are shown in Figs. 7 and 9, whereas the adequate analyses are depicted in Figs. 6 and 8. The paper is summarised with some conclusions.