基于快速傅里叶变换的CF4、SO2气体定量化研究

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  [摘 要]近些年来,随着时代经济的飞速发展以及科学技术的日新月异,现代化工业生产中傅里叶变换往往发挥着较为突出的作用,通过对原先难以处理的时域信号进行处理,进而逐渐转变为一种易于分析的频域信号。同时快速傅里叶变换在化学领域中的应用同样也有着一定的优越性,尤其是在对CF4气体和SO2气体的定量转换中,有着直接性的突出作用。
  [关键词]快速傅里叶;CF4气体和SO2气体;定量化;研究
  中图分类号:O433.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)29-0115-01
  一、 快速傅里叶变换原理
  快速傅里叶变换主要是对离散傅里叶变换方法加以采用,通过对原先难以处理的时域信号进行处理,进而逐渐转变为一种易于分析的频域信号。一般而言,快速傅里叶变换算法主要如式(1)所示:
  二、 电气设备简介
  以SF6气体当绝缘介质的电气设备称为SF6电气设备,其中包括变压器、断路器、隔离开关、接地刀闸、互感器、避雷器和套管等。由于SF6不燃不爆,不仅具有良好的化学性能,而且具有优异的电气性能,是目前理想的绝缘介质。自上世纪80年代后SF6电气设备得到广泛的应用。但由于设备在设计、材质、工艺和维护等存在一些薄弱环节和不确定因素,使设备内部存在一些缺陷,而目前的检测手段又难以检测出局部的绝缘隐患。
  三、 基于快速傅里叶变换的CF4、SO2气体定量化研究
  (一)快速傅里叶变换的CF4气体定量化研究
  快速傅里叶变换中CF4气体的定量化研究过程中,借助于红外光谱仪对其待测气体的红外光谱图获取,病害对其测量得到的光谱进行综合性的计算。
  在对吸收光谱获取的过程中,其仪器设备ThermoFisherScientificNicoletIS10FT-IR光谱仪加以采用,并对CF4气体的浓度进行选取,其浓度为0.005、0.015、.025、0.5、1.0,并用带压钢瓶进行贮存,标气测定的过程中,首先对其气体池进行真空抽取,CF4气体吸收的图片如图1所示,
  定量分析的过程中,对通用的光谱分析软件加以采用,并最偏最小二乘法加以采用,借助于最小化误差的平方和,对一组数据的最佳匹配进行找出,进而实现改善预测模型质量的效果。该CF4气体吸收图片吸收对比如图2所示。
  快速傅里叶变换对CF4气体定量化分析,不仅仅有着看快速灵活性的特点,同时对于浓度较强的CF4气体监测也有着相对较高的灵敏度和较强的选择性,是一种理想的气体浓度检测。
  (二)快速傅里叶变换的SO2气体定量化研究
  快速傅里叶变换的SO2气体变换的定量化分析,不仅仅实现了对SO2气体浓度的精确计算,同时也减少了相关的干扰。一旦被测烟气中存有几种气体吸收的过程中,就要借助于回归分析法对气体的浓度进行计算。而SO2气体的吸收系数往往有着相对较强的周期性,频域能量主要在少数几个频率上加以集中,首先对SO2气体采取差分吸收光谱进行某种程度上的波段滤波,并实现傅里叶的变换,在将噪音减少的基础上,并对其它被测气体的干扰加以降低。傅里叶变换滤波法主要是对式(4)加以采用,其浓度与的计算公式进而得到式(5):
  SO2气体吸收波段和吸收对比分别如图3和图4所示:
  一般而言,SO2气体浓度在实际的检测过程中,其检测系统主要有光源发射机、光源接收器、光纤和光谱仪等。当紫外可见光发射器在向接收器向具有光谱的紫外光束进行发射的过程中,其紫外光在光路中的作用下,逐渐的被 SO2被测物质加以吸收,并将其在CCD阵列上进行投射,并将其转换为一种电信号,将区域内的气体浓度进行检测,采取快速傅里叶转换对SO2气体浓度进行定量分析。
  总而言之,SO2气体监测过程中,快速傅里叶变换可以降低其他气体对 SO2气体浓度的影响,并将噪声降低,将其测量的精度全面提高,是一种较好的气体检测方法。
  结语:
  快速傅里叶变换这一方法在CF4气体和SO2气体的定量分析中结果表明,快速傅里叶变换可以降低其他气体对CF4气体和SO2气体浓度的影响,同时对于浓度较强的CF4气体和SO2气体监测也有着相对较高的灵敏度和较强的选择性,并将噪声降低,将其测量的精度全面提高,是一种较好的气体检测方法,对于六氟化硫分解物检测有着一定的积极作用。
  参考文献
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