Анализ спектров поглощения газовых проб при помощи фазорного подхода | Известия вузов. Физика. 2025. № 12. DOI: 10.17223/00213411/68/12/10

ГлавнаяАрхивАнализ спектров поглощения газовых проб при помощи фазорного подхода | Известия вузов. Физика. 2025. № 12. DOI: 10.17223/00213411/68/12/10

Анализ спектров поглощения газовых проб при помощи фазорного подхода

Анализ спектров поглощения газовых проб проводится путем его представления в виде суперпозиции спектров поглощения отдельных компонент пробы. Определение концентрации молекулярных компонент сводится к решению системы линейных алгебраических уравнений. Такой подход затруднен, когда состав пробы неизвестен, а также при наличии шума в экспериментальных спектрах. В настоящее время активно развиваются методы из области искусственного интеллекта и компьютерного зрения, основанные на представлении спектральных данных в виде 2D-образов. В работе анализируется подход к преобразованию спектров поглощения газовых проб в графический образ на плоскости с использованием фазорного подхода. В качестве тестовых объектов рассмотрены спектры отдельной линии поглощения, имеющей профиль Лоренца, дублета таких линий и комбинации двух молекулярных компонент с различным соотношением между их концентрациями. Результаты анализа показали, что вид графических образов зависит от ширины и центральной частоты линии поглощения. По результатам анализа смеси двух молекулярных компонент установлено, что положение графического образа суммарного спектра зависит от соотношения концентраций компонент.

Ключевые слова

спектры поглощения газов, определение концентрации газов, фазорный подход, преобразование Фурье

Авторы

ФИООрганизацияДополнительноE-mail
Лопес Гуардадо Давид АаронНациональный исследовательский Томский государственный университетмл. науч. сотр. лаборатории экофотоникиaa.ron.29@hotmail.com
Николаев Виктор ВладимировичНациональный исследовательский Томский государственный университетк.ф.-м.н., зав. лабораторией экофотоники, зав. лабораторией новых информационных технологий в образовании, доцент кафедры общей и экспериментальной физикиvik-nikol@bk.ru
Зеар АунгНациональный исследовательский Томский государственный университетк.т.н., ассистент кафедры интелектуальных технических системzayaraung53@gmail.com
Кистенeв Юрий ВладимировичНациональный исследовательский Томский государственный университетд.ф.-м.н., профессор, зав. лабораторией лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения, профессор кафедры общей и экспериментальной физики, ведущ. науч. сотр. лаборатории экофотоникиyuk@iao.ru
Всего: 4

Ссылки

Xu M. et al. // Sensors. - 2022. - V. 22. - No. 3. - P. 836. - DOI: 10.3390/s22030836.
Khan S., Newport D., Le C. // Sensors. - 2019. - V. 19. - No. 23. - P. 5210. - DOI: 10.3390/s19235210.
Wang F. et al. // Measurement Sci. Technol. - 2010. - V. 21. - No. 4. - P. 045301. - DOI: 10.1088/0957-0233/21/4/045301.
Harren F.J.M., Cristescu S.M. // Encyclopedia of Analytical Chemistry / ed. R.A. Meyers. - 2019. - DOI: 10.1002/9780470027318.a0718.pub3.
Al-Jalal A. et al. // Measurement. - 2019. - V. 146. - P. 613-617. - DOI: 10.1016/j.measurement.2019.07.022.
Griffith D.W.T. et al. // Atmospheric Measurement Techn. - 2018. - V. 11. - No. 3. - P. 1549-1563. - DOI: 10.5194/amt-11-1549-2018.
Hodgkinson J., Tatam R.P. // Measurement Sci. Technol. - 2012. - V. 24. - No. 1. - P. 012004. - DOI: 10.1088/0957-0233/24/1/012004.
Cui S., Cohen M. // Building and Environment. - 2015. - V. 84. - P. 162-169. - DOI: 10.1016/j.buildenv.2014.11.007.
Lundin P. et al. // Appl. Phys. Lett. - 2013. - V. 103. - No. 3. - DOI: 10.1063/1.4813860.
Ivanov S.V., Panchenko V.Y. // J. Appl. Spectrosc. - 2004. - V. 71. - No. 4. - P. 580-587. - DOI: 10.1023/B:JAPS.0000046302.51673.2a.
Colmont J.-M., Nguyen L., Rohart F. // J. Mol. Spectrosc. - 2007. - V. 246. - No. 1. - P. 86-97. - DOI: 10.1016/j.jms.2007.08.003.
Barth A. // Spectrochimica Acta Part A: Mol. and Biomol. Spectrosc. - 2000. - V. 56. - No. 6. - P. 1223-1232. - DOI: 10.1016/S1386-1425(00)00228-6.
Liang Y.-Z., Kvalheim O.M., Manne R. // Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems. - 1993. - V. 18. - No. 3. - P. 235-250. - DOI: 10.1016/0169-7439(93)85001-W.
Clayton A.H.A., Hanley Q.S., Verveer P.J. // J. Microscopy. - 2004. - V. 213. - No. 1. - P. 1-5. - DOI: 10.1111/j.1365-2818.2004.01265.x.
Zuhayri H. et al. // Pharmaceutics. - 2023. - V. 15. - No. 2. - P. 595. - DOI: 10.3390/pharmaceutics15020595.
Vergeldt F.J. et al. // Sci. Rep. - 2017. - V. 7. - No. 1. - P. 861. - DOI: 10.1038/s41598-017-00864-8.
Franssen W.M.J. et al. // J. Phys. Chem. Lett. - 2020. - V. 11. - No. 21. - P. 9152-9158. - DOI: 10.1021/acs.jpclett.0c02319.
Franssen W.M.J. et al. // Sci. Rep. - 2022. - V. 12. - No. 1. - P. 19840. - DOI: 10.1038/s41598-022-23872-9.
Mukherjee S.S., Bhargava R. // Anal. Chem. - 2023. - V. 95. - No. 30. - P. 11365-11374. - DOI: 10.1021/acs.analchem.3c01539.
Stegemann J. et al. // arXiv preprint arXiv:2407.21684. - 2024. - DOI: 10.48550/ARXIV.2407.21684.
Анализ спектров поглощения газовых проб при помощи фазорного подхода | Известия вузов. Физика. 2025. № 12. DOI: 10.17223/00213411/68/12/10

Анализ спектров поглощения газовых проб при помощи фазорного подхода | Известия вузов. Физика. 2025. № 12. DOI: 10.17223/00213411/68/12/10