由于紅外光譜中的多種氣體分子信號之間的重疊和干擾,銀日如何通過激光吸收光譜同時測試多種氣體混合通常需要額外的傳感器區(qū)分不同氣體分子的譜線。或者,通過多個激光和時分復(fù)用技術(shù)結(jié)合,分別單獨掃描每種氣體分子的吸收峰,從而避免測試氣體分子受到其他氣體分子干擾。但是這種裝置和檢測手段不可避免的增加系統(tǒng)的價格,導(dǎo)致氣體通道更加復(fù)雜。
有鑒于此,中國科學(xué)院合肥物理研究所Guishi Wang等報道使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)去耦算法進行光譜處理,從而能夠同時檢測CH4、H2O、C2H6氣體。
本文要點
(1)
這種神經(jīng)算法處理光譜的技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)CH4、H2O、C2H6氣體的最低檢測限達到6.04 ppb、118.44 ppb、1 ppb,同時平均檢測時間3 s。
(2)
這種氣體傳感器的優(yōu)異性能說明神經(jīng)算法網(wǎng)絡(luò)和波長調(diào)制光譜結(jié)合的光譜解耦算法具有高靈敏度、價格便宜、復(fù)雜程度低等優(yōu)勢,有望應(yīng)用于同時檢測多種低含量氣體的場景。
參考文獻
Hao Xiong, Ligang Shao, Yuan Cao, Guishi Wang*, Ruifeng Wang, Jiaoxu Mei, Kun Liu, and Xiaoming Gao, Neural Network Based Aliasing Spectral Decoupling Algorithm for Precise Mid-Infrared Multicomponent Gases Sensing, ACS Sensors 2024
DOI: 10.1021/acssensors.4c01514
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.4c01514