FTIR光谱分析数据处理技术研究.pdf

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1、FTIR光谱分析数据处理技术研究StudyonFTIRspectroscopydataprocessingtechnology学位类型堂压亟±——学科、专业擅蜜丛墨丞扭越——研究方向邀墨邀麦蟹篚丝．——导师及职称金瞳莶教授．——2011年3月合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：廖衫私研萨≯唑六莓互瓜江台杪乒必批刭敬故矽别缇组导风余婊钒地内咨拶甏．独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所

2、知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得盒目垦王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字：名晰签字日期：易，，年中月彩日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金起王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金目巴王些太堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以

3、采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文者签名：般孝嘉导师签名：签字日期：Z，，／年驴月刀日签字日期：纠，年矿月刀日学位论文作者毕业后去向：Z∥I作单位：1l移{9§铜雏；弊七ot．砌雾锺通讯地垃：移硝力拓孝镝澎面翟_岁善电话：邮编：岁了2矿07FTIR光谱分析数据处理技术研究摘要本学位论文选题来源于中国电子科技集团第41研究所委托项目--FTIR光谱仪技术研究(项目号：101．433009)，该课题研究的是新型小型化开放式傅里叶变换红外光谱仪，该光谱仪测量光谱范围为

4、3“m～14pm(3300cm-l～700em。1)，光谱分辨率为lcm一，速度为1次／秒，波数精度为0．01em一，信噪比为5000：l。开放式红外光谱技术正以其独特的优点成为分析测量领域的研究热点之一，并广泛应用于物理、天文、遥感、医学等领域。开放式傅里叶变换红外光谱仪采集到的红外光信号具有信号弱、干扰强和噪声大等特点。要对开放式傅里叶变换光谱进行高精度的分析处理，要求傅里叶变换光谱数据处理系统具有良好的弱信号分析处理性能，以尽量降低测量环节引起的各种干扰和噪声对精度的影响，保证红外光谱测量可以稳定可靠地进行。本文对傅

5、里叶红外光谱分析数据处理进行了深入的研究，主要包括以下几个方面的内容：1．FTIR光谱仪是利用傅里叶变换将离散的干涉图转换成光谱图，由于干涉图为有限截取的单边干涉图，存在随机噪声、能量泄露和相位误差等缺点。本论文用FTIR光谱数据前期处理方法对红外光谱数据进行前期处理，该方法能有效的降低随机噪声、减少能量泄露和校正相位误差。2．针对传统红外光谱谱峰辨识与定位方法的不足，提出了内插法和能量重心法来进行红外光谱谱峰的辨识与定位的新方法(论文已被《光电工程》录用)。结果表明该方法可以准确辨识和定位独立峰和重叠峰，在波数重叠非常严

6、重的条件下波数精度能提高5—10倍，在波数重叠不严重的条件下波数精度能提高103倍以上。3．由于离散光谱图谱线条数为有限条，在谱线间的光谱信息不能通过光谱图直接读到。要对光谱图进行精确分析时必须进行光谱细化。本论文提出了一种新的细化方法一基于ChirpZ变换的红外光谱细化法(论文已发表在《光电工程》上)，由于ChirpZ变换红外光谱细化法能在最大光程差不变的前提下对红外光谱进行细化，因此能获得更为细致的红外光谱图，在测量瞬态信号时效果尤为明显。ChirpZ变换是算出干涉图数据的Z变换在Z平面单位圆上要细化波段的等角度抽样值

7、。实验结果表明Chirp变换的红外光谱细化法能有效的对红外光谱进行细化。_z4．根据FTIR光谱分析数据处理对处理系统的实时、快速性要求编写完成了FTIR光谱分析数据处理软件，该软件能实时快速地对红外光谱进行分析处理，提取红外光谱中的重要信息。实验结果表明该软件具有操作简单、界面友好、处理速度快、数据精度高等特点。关键词：红外光谱测量，FFT变换，谱峰辨识与定位，Chirp—Z变换，光谱细化StudyonFTIRspectroscopydataprocessingtechnologyABSTRACTThedissertat

8、ionisbasedontheprojectoftheNo．41ResearchInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation-theResearchofFTIRspectrometer(GrantNo101．433009)．Theresear