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公开(公告)号：CN114739960B
公开(公告)日：2024-08-16
申请号：CN202210272881.7
申请日：2022-03-18
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于荧光光谱的总氮快速检测方法、装置、设备及介质，方法为：步骤1，采用微型荧光光谱仪获取N个水样各自在消解过程中的混叠荧光光谱，并进行去噪处理；步骤2，采用独立成分分析法，对每个水样去噪处理后的混叠荧光光谱进行解混，得到水样中各种物质的荧光光谱以及其浓度系数；步骤3，根据所有水样的各种物质浓度系数和水样已知的总氮浓度，训练基于支持向量机回归模型的总氮快速在线检测模型；步骤4，对于总氮待检测的水样，按步骤1‑2相同的方法获取内部各种物质的浓度系数，然后输入至步骤3训练得到的总氮快速在线检测模型，输出得到待检测水样的总氮浓度。本发明对总氮检测速度更快且精度更高。
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公开(公告)号：CN117092064A
公开(公告)日：2023-11-21
申请号：CN202310772312.3
申请日：2023-06-28
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于对数法的免校准谐波信号解调方法，该方法将气体吸收光谱信号取对数后再通过锁相滤波获取谐波信号。本发明通过较为简便的方法有效抑制了光强信号对与气体浓度线性相关的谐波信号的干扰，相比传统锁相放大方法，省去了对光强信号进行校准的步骤，操作更加简洁，计算速度更快，占用资源更少，适用范围更广。
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公开(公告)号：CN114062312B
公开(公告)日：2023-05-23
申请号：CN202111236863.5
申请日：2021-10-24
Applicant: 中南大学
IPC: G01N21/39
Abstract: 本申请公开了一种TDLAS气体检测中的锁相放大方法和系统，该方法包括：获取待检测气体对应的调制电流的幅度和频率；获得所述气体吸收光谱信号It中一倍频分量的相角，其中，所述一倍频分量的相角为η为信号偏移相角；设置一个参数并将作为k倍频参考信号的相位；反复调节直到k次谐波与理想谐波波形相近；获取k次谐波与理想谐波波形相近时的值，并将所述值赋值给根据所述一倍分量的相角和所述得到所述η，以实现锁相。通过本申请解决了现有技术中使用硬件锁相环来进行气体检测中的锁相放大所导致的问题，从而降低了硬件成本，并在一定程度上提高了气体检测的精度。
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公开(公告)号：CN116609293B
公开(公告)日：2024-09-20
申请号：CN202310657407.0
申请日：2023-06-05
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及气体检测技术领域，具体公开了一种基于线性卷积的波长调制谐波信号获取方法，包括以下步骤：步骤S001，获取经过气体分子吸收后的光谱信号，并将气体分子吸收后的光谱信号分别与余弦参考信号、正弦参考信号进行线性卷积并获得对应的表达式；步骤S002，将步骤S001中获得的表达式联立方程组，根据方程组解得谐波信号分量Xk和剩余调制幅度分量Yk，在线性卷积对吸收信号进行锁相的基础上，通过将获取的卷积结果进行联立求解得到所需要的谐波信号，相较IQ解调方法，本方法提高了信号的信噪比，减少了背景噪声信号的干扰，为进一步求解气体参数提供了保障；并且无需低通滤波器处理，计算速度更快，占用资源更少。
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公开(公告)号：CN114739959B
公开(公告)日：2024-09-03
申请号：CN202210247492.9
申请日：2022-03-14
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于低秩表征的混叠荧光光谱总氮在线快速检测装置及方法。通过可调节宽谱激发光源，改变激发光源光强，从而激发待测溶液在不同光强下产生混叠荧光光谱；同时，利用微型荧光光谱仪原位高频记录激发光强变化变化下待测溶液的整个荧光光谱图变化过程；结合低秩表征特征提取算法，根据荧光光谱在不同光强下的不同激发特点，剔除冗余噪声，自适应的建立低维原子特征表征子空间；并加入稀疏性约束假设，引入最小二乘回归项，构建基于变光强混叠荧光光谱的总氮光谱检测模型，实现待测水样的总氮浓度的快速在线检测。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN118275389A
公开(公告)日：2024-07-02
申请号：CN202410380719.6
申请日：2024-03-31
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明涉及气体检测技术领域，具体公开了基于自然对数的谐波背景信号去除方法，步骤A1：采集气体分子吸收光谱信号和相同环境条件下的无吸收参考光谱信号，此处所指的无吸收光谱信号为待测气体浓度为0时的光谱信号；步骤A2：对气体分子吸收光谱信号和无吸收参考光谱信号同时进行取对数处理；步骤A3：对取对数后的气体分子吸收光谱信号和无吸收参考光谱信号进行锁相滤波，以获取原始k次谐波信号和其对应的背景信号；步骤A4：以原始k次谐波信号减去背景信号即可获取与浓度信息线性相关的k次谐波信号，解决了传统的以TDLAS‑WMS技术检测工业气体检测的过程中，采用自然对数法实现免校准谐波的提取过程中，背景信号会影响检测精度的问题。
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公开(公告)号：CN114062313B
公开(公告)日：2023-07-14
申请号：CN202111289869.9
申请日：2021-11-02
Applicant: 中南大学
IPC: G01N21/39
Abstract: 本发明公开了一种基于谐波特征三角形的气体浓度反演模型，模型构建包括如下步骤：采集多个浓度下的大量二次谐波数据；分别提取出各浓度下连续信号中每个二次谐波信号中峰值与左右谷值的位置与幅度，构成谐波特征三角形；提取谐波特征三角形中具备强浓度信息的所有变量，包括边长，重心距，角度，面积这四大类变量信息；对提取的这些变量进行综合评估与筛选；在确定浓度反演模型的维度以及所选用的变量之后，利用已知浓度的数据作为定位点进行曲线拟合，并完成非线性插值，从而实现对全浓度范围的浓度反演模型构建。本发明提供一种全新的气体浓度反演模型构建方法，突破了传统气体浓度反演模型依赖于二次谐波峰值或峰峰值的限制。
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公开(公告)号：CN114047160B
公开(公告)日：2023-06-13
申请号：CN202111260783.3
申请日：2021-10-28
Applicant: 中南大学
IPC: G01N21/39
Abstract: 本发明提供了一种二次谐波穿线寻峰方法，首先对谐波数据进行小区间等间隔分割，利用标准差阈值对每个小区间的谐波数据进行判别，以此过滤无效片段后得到有效谐波片段；使用有效片段的均值和标准差计算出横穿线位置，结合区域均值差分法确定横穿线与二次谐波的穿线点，根据穿线形态具体又分上、下穿线点；根据各个穿线点来确定单个谐波的区间，在区间内可搜索得单个谐波的峰峰值；对所有波的峰峰值去极值求平均后，即可获得表征该瓶浓度的二次谐波峰峰值。与相关技术相比，本发明提供的二次谐波穿线寻峰方法，在不同采样率和采样时间下均可应用，具有较强抗噪能力和适应能力，同时计算简单，资源占用少，可在产线的嵌入式设备上应用。
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公开(公告)号：CN115979997A
公开(公告)日：2023-04-18
申请号：CN202211654671.0
申请日：2022-12-22
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种TDLAS气体检测中基于线性卷积的锁相放大方法，该方法将气体分子吸收光谱信号与正/余弦参考信号进行线性卷积，利用线性卷积中积分器的低通滤波特性可将卷积序列中的高频项近似为0，最后经过平方和即可获取多次谐波信号。本发明通过较为简便的方法实现了锁相放大功能，相比传统锁相放大方法，计算速度更快，占用资源更少。
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公开(公告)号：CN114739959A
公开(公告)日：2022-07-12
申请号：CN202210247492.9
申请日：2022-03-14
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种基于低秩表征的混叠荧光光谱总氮在线快速检测方法，通过可调节宽谱激发光源，改变激发光源光强，从而激发待测溶液在不同光强下产生混叠荧光光谱；同时，利用微型荧光光谱仪原位高频记录激发光强变化变化下待测溶液的整个荧光光谱图变化过程；结合低秩表征特征提取算法，根据荧光光谱在不同光强下的不同激发特点，剔除冗余噪声，自适应的建立低维原子特征表征子空间；并加入稀疏性约束假设，引入最小二乘回归项，构建基于变光强混叠荧光光谱的总氮光谱检测模型，实现待测水样的总氮浓度的快速在线检测。
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