基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)拉曼光譜系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，中國(guó)正在經(jīng)歷前所未有的水問題轉(zhuǎn)型。未來中國(guó)的發(fā)展將面臨多重水危機(jī)。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，GDP維持在一個(gè)很高的水平，對(duì)環(huán)境造成的巨大破壞也越來越嚴(yán)重。水污染治理仍是重中之重，水污染治理是一項(xiàng)花費(fèi)巨大的工作。因此，在水污染治理過程中，對(duì)污染源的監(jiān)控，防患未然顯得尤為重要。對(duì)水質(zhì)污染的檢測(cè)有很多種方法，本文設(shè)計(jì)了一種檢測(cè)水污染的拉曼光譜系統(tǒng)。拉曼光譜是一種散射光譜，光入射以后與分子相互作用，散射光的頻率會(huì)發(fā)生變化，通過頻

2、率的變化來反映分子的結(jié)構(gòu)和成分。拉曼光譜用在水污染的檢測(cè)的方法有很多的優(yōu)勢(shì)，制樣簡(jiǎn)單，設(shè)備成本較低，檢測(cè)范圍廣泛，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的微量檢測(cè)，實(shí)時(shí)實(shí)地進(jìn)行并且可以定性、定量的分析。 本文先對(duì)中國(guó)的水資源狀況，水污染的情況作了一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，水資源的污染檢測(cè)和治理刻不容緩。接著介紹了拉曼光譜的基本原理，拉曼光譜的產(chǎn)生機(jī)理，從拉曼散射的經(jīng)典理論和量子理論等進(jìn)行了闡述，簡(jiǎn)單介紹了拉曼光譜的在化學(xué)、材料、生物科學(xué)等方面應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，接著討

3、論了拉曼光譜儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。然后介紹了神經(jīng)元理論和模型，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的基本理論和發(fā)展，著重分析了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法，算法的局限性以及改進(jìn)的算法。第四章研究了光譜的預(yù)處理，包括壓縮、平滑、去噪，接著分析了BP網(wǎng)絡(luò)算法對(duì)拉曼光譜的處理流程，然后利用BP網(wǎng)絡(luò)對(duì)拉曼光譜識(shí)別，并給出了識(shí)別的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并討論了改變相關(guān)參數(shù)對(duì)結(jié)果的影響，接著采用改進(jìn)BP的算法說明了識(shí)別的情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明BP網(wǎng)絡(luò)對(duì)拉曼光譜識(shí)別有較高準(zhǔn)確性，適合對(duì)拉曼光譜的識(shí)別。最