经验模态分解对瞬态电化学响应的滤波处理

用经验模态分解(EMD)对恒电量瞬态响应信号进行滤波处理. 通过计算机仿真实验评估EMD的滤波效果. 为了提高EMD滤波的实用性和减少滤波过程的主观性, 仿真实验主要针对混迭了白噪声、高频噪声和市电干扰以及上述混合噪声的恒电量瞬态响应. 在此基础上, 阐述了EMD滤波对多个时间常数恒电量瞬态响应的重要性, 并利用电化学阻抗谱结果验证了EMD滤波后的恒电量频谱. 结果表明, 经过EMD滤波的恒电量频谱和EIS有很好的相关性. 恒电量瞬态响应的EMD滤波, 采用前两项内在模函数(IMF)和IMF4的50 Hz成分置零的固定模式, 可以获得满意的滤波结果.     

多个时间常数线性体系恒电量响应的频谱分析

从线性条件出发,利用拉普拉斯变换及其逆运算推导多个时间常数体系在恒电量激励条件下线性响应暂态方程,并推导出恒电量激励下Rs(C₁(R₁(C₂(R₂(C₃R₃)))))电路模型的极化电位响应式. 通过线性响应方程的理论验证以及与实际腐蚀体系的EIS进行对比,结果表明：对恒电量瞬态响应进行频谱分析,可以促进恒电量测量结果与EIS进行更加细致的对比验证. 对含有多时间常数的电极过程,利用阻抗拟合软件进行局部拟合,可以确定初始值的设置,以避免时域的曲线拟合时出现多种结果的局面,大大地提高了恒电量瞬态响应数据解析的准确性.     

基于提升格式的小波变换用于处理化学信号

将提升haar小波变换应用于对不同类型含高噪声化学信号的处理,提出1种用于高噪声化学信号中滤除噪声的快速新方法——提升小波滤噪法,并使之与重叠峰分辨技术联用;以优选的小波分解层数对低信噪比的分析化学信号进行基于提升格式的小波变换处理,取得满意的结果;方法简单、快捷、准确、易行．运算速度是传统小波变换的一半,对高噪声化学信号的处理结果信噪比提高几百倍,峰位置相对误差小于1．5％;应用于氨基酸体系毛细管电泳检测信号的处理,有效降低了实验噪声的影响,分辨提取了难以察觉的信号．结果峰形变窄,峰高增加．大大提高了峰的分辨率．验证和显示了方法的可行性和优越性。     

一种基于二进小波变换的自适应滤波方法

根据信号和噪声经小波变换后在不同尺度上有不同的特征，将相邻尺度二进小波变换值的相关量进行归一化处理并与小波变换值比较来判断信号与噪声，以噪声在各尺度的方差作为终止迭代的标准，提出了一种基于二进小波变换小波域选择噪声的自适应滤波方法。研究了模拟信号的去噪过程、半峰宽和信噪比对去噪结果的影响，并对模拟含噪信号和含噪毛细管电泳信号去噪前后的结果进行了比较。实验结果表明：由于该方法具有良好的自适应性和显著的滤波效果，必将得到广泛的应用。     

尿液中常见毒品微量检测的表面增强拉曼光谱识别

通过将自适应平滑滤波器和结合小波变换的支持向量机(Support vector machine,SVM)分类器有机组合,建立了低信噪比拉曼光谱的模式识别方法。首先,通过自适应平滑滤波器进行光谱去噪,滤波窗口宽度根据信噪比估计值进行调整,从而在保证特征峰信号强度的同时达到更好的噪声滤波效果;其次,由小波变换实现光谱数据降维,通过小波分解层数优化可以获得训练集的最佳分类准确率;最后,由SVM进行分类,通过交叉验证(Cross validation,CV)实现SVM参数寻优,并根据交叉验证与分类器之间的准确率关系,得出分类器可用参数需满足的条件。基于表面增强拉曼光谱技术,本方法实现了人体尿液中甲基苯丙胺(Methamphetamine,MAMP)和亚甲基二氧基甲基苯丙胺(3,4-Methylenedio-xymethamphetamine,MDMA)的定性微量分析。实验使用中国科学院合肥智能机械研究所研发的金纳米棒拉曼光谱增强基底,由Delta Nu公司的Inspector型便携拉曼光谱仪采集光谱,激发光波长785 nm,曝光时间为5 s,整体检测准确率高于95.0%。     

小波包去噪信号的分形特征

将分形理论与小波包滤波相结合，用盒维数的大小来评判信号曲线的滤波情况。随着小波包分解尺度的增大，滤波后信号曲线的盒维数逐渐减小，并最后趋于稳定值。因此可以根据盒维数-分解尺度曲线来选择最佳分解尺度。对仿真含噪信号进行了滤波实验，结果表明：即使在信噪比低至0．5时仍能得到较好的结果，并且该法用于毛细管电泳实验数据的处理结果同样令人满意。     

一种时序信号分类算法在纳米孔道离子电流信号识别中的应用

纳米孔道单分子分析技术通常利用阻断电流的时域特征进行识别.但对于结构、分子量等相似的物质,由于其时域特性交叠,采用传统的纳米孔道识别方法难以准确分辨.为了充分挖掘具有差异性的深层特征,提升纳米孔道离子流信号识别准确率,提出了一种时序信号分类算法.通过有重叠的滑动窗口对原始信号进行分帧,并利用连续小波变换对逐帧信号进行处理,可准确获取单分子事件的时频域浅层特征信息.在此基础上,利用多分支层间特征融合网络处理获取深层特征.采用可信统计预测策略对子信号的分类概率统计,该算法对单氨基酸差异多肽的纳米孔道离子电流信号的识别准确率高达99.00%,可显著提高纳米孔道对分子量相似甚至相同的单分子的传感能力.     

一种新的小波滤波方法在化学谱图信号滤噪中的应用

仪器分析测定中，噪声的存在往往影响分析的准确度和仪器的检出限。小波变换多分辨分析的特性使得它成为一种很好的滤噪方法。基于小波分解后信号与噪声的小波系数随尺度变化规律不同的特性，提出了一种新的滤波滤方法-空域相关法，即通过不同尺度上相关系数模值与小波系数模模值的比较，达到滤波滤的目的。本文提出的方法具有无需人为选定无需人为选定滤噪阈值和小波函数、方法简单、失真度小等优点，可以大在提高信号的信噪比。模拟数据和ICP-AES实验数据证明了该方法的有效性。     

混合控制下腐蚀过程的电化学动力学参数测定

通过恒电量脉冲技术测定Q235碳钢在天然海水中腐蚀过程的电化学动力学参数. 分别利用不同极化幅度的恒电量瞬态响应分析获得极化电阻和Tafel斜率, 进而计算腐蚀电流icorr. 并对比了恒电量方法和考虑扩散影响的稳态极化曲线方法的测量结果. 结果表明, 采用恒电量强极化积分算法(CPSI)获得的Tafel斜率与极化曲线方法有很好的相关性. 同时, CPSI测定的阴极Tafel斜率符合氧还原反应的理论Tafel斜率值. 因此, 采用恒电量瞬态响应测量大大减小了浓差极化的影响, 有利于快速测定电荷传递和扩散传质混合控制下腐蚀过程的电化学动力学参数.     

基于料酒的三维同步荧光光谱模式识别研究

提出了一种应用同步荧光光谱技术无损快速鉴别料酒品牌的新方法.利用主成分分解法和小波变换法对料酒样品的同步荧光光谱信号进行了压缩处理,分别采用同步荧光光谱数据的第一主成分和小波细节系数为特征变量进行主成分分析和聚类分析,分类结果表明小波系数作为料酒的特征变量对料酒品牌分类正确率更高.利用偏最小二乘和径向基人工神经网络方法...     

一种有效提取微弱信号的新方法

根据小波变换能进行时频局部化分析的特性,本文提出一种用小波分段分析处理信号的方法。对任意长度的信号数据,在不增减信号点的情况下,提高分析信号的信噪比,有效地从信号中提取有用信息。将它应用于微弱信号检测,效果满意。     

Suppressing the charged coupled device noise in univariate thin-layer videoscans: A comparison of several algorithms

The digital processing of chromatographic thin-layer plate images has increasing popularity among last years. When using a camera instead of flatbed scanner, the charged coupled device (CCD) noise is a well-known problem—especially when scanning dark plates with weakly fluorescing spots. Various techniques are proposed to denoise (smooth) univariate signals in chemometric processing, but the choice could be difficult. In the current paper the classical filters (Savitzky–Golay, adaptive degree polynomial filter, Fourier denoising, Butterworth and Chebyshev infinite impulse response filters) were compared with the wavelet shrinkage (31 mother wavelets, 3 thresholding techniques and 8 decomposition levels). The signal obtained from 256 averaged videoscans was treated as the reference signal (with noise naturally suppressed, which was found to be almost white one). The best choice for denoising was the Haar mother wavelet with soft denoising and any decomposition level larger than 1. Satisfying similarity to reference signal was also observed in the case of Butterworth filter, Savitzky–Golay smoothing, ADPF filter, Fourier denoising and soft-thresholded wavelet shrinkage with any mother wavelet and middle to high decomposition level. The Chebyshev filters, Whittaker smoother and wavelet shrinkage with hard thresholding were found to be less efficient. The results obtained can be used as general recommendations for univariate denoising of such signals.     

基于小波变换平滑主成分分析

小波变换具有很强的信号分离能力,很容易把随机噪音从信号中分离出来,从而提高信号的信噪比。本文把小波变换引入到因子分析中,提出了基于小波变换平滑主成分分析,该算法既保留普通主成分分析的正交分解,又具备了小波变换的信号分离能力。模拟数据和实验数据的结果表明,该算法具有从低信噪比的数据中提取出有用信息,并提高信号的信噪比。迭代目标变换因子分析处理实验数据的结果表明,基于小波变换平滑主成分分析的处理结果优     

评价混凝土中钢筋腐蚀的恒电量技术

本文综述了恒电量技术在混凝土中钢筋腐蚀上的应用研究 ,和其他化学技术相比较 ,可以认为恒电量技术具有测量速度快、反应灵敏、无损检测和近乎原位的腐蚀测量以及不受介质阻力影响等优点 .恒电量技术在研究钢筋的腐蚀中有着良好的应用前景 ,同时这种方法目前也还存在着有待解决的几个难点     

薄层缓蚀剂液膜对907A钢防蚀效果的电化学测量技术

本文研究饱和海水湿气环境中对 90 7A钢施加缓蚀剂的防蚀作用 ,利用恒电量技术等电化学方法对同材质的三电极大气腐蚀监测探头 (ACM )进行腐蚀测量 .结果表明 :利用电化学方法监测薄层缓蚀剂液膜的防蚀效果可以更清楚地获知缓蚀剂成膜的过程 ,并对薄层缓蚀剂液膜防蚀效果作出快速评价     

Multivariate calibration of near infrared spectra by orthogonal WAVElet correction using a genetic algorithm

Orthogonal WAVElet correction (OWAVEC) is a pre-processing method aimed at simultaneously accomplishing two essential needs in multivariate calibration, signal correction and data compression, by combining the application of an orthogonal signal correction algorithm to remove information unrelated to a certain response with the great potential that wavelet analysis has shown for signal processing. In the previous version of the OWAVEC method, once the wavelet coefficients matrix had been computed from NIR spectra and deflated from irrelevant information in the orthogonalization step, effective data compression was achieved by selecting those largest correlation/variance wavelet coefficients serving as the basis for the development of a reliable regression model. This paper presents an evolution of the OWAVEC method, maintaining the first two stages in its application procedure (wavelet signal decomposition and direct orthogonalization) intact but incorporating genetic algorithms as a wavelet coefficients selection method to perform data compression and to improve the quality of the regression models developed later. Several specific applications dealing with diverse NIR regression problems are analyzed to evaluate the actual performance of the new OWAVEC method. Results provided by OWAVEC are also compared with those obtained with original data and with other orthogonal signal correction methods.     

缓蚀剂对船用钢在潮湿大气中的防蚀研究

模拟 90 7A钢在海水的潮湿大气环境和表面覆有薄层缓蚀剂液膜状态下其腐蚀受抑制的情况 ,利用恒电量仪连接ACM控头 ,监测其腐蚀状态 ,结合电化学阻抗谱 (EIS)的测量 ,探讨 90 7A钢在薄层缓蚀剂液膜下的腐蚀受到抑制机理 .结果表明 :此时大气腐蚀反应已转变为阳极过程控制占优势 ,在浸润后期的EIS呈现出由腐蚀介质扩散和电化学放电混合控制特征 ,如果利用恒电量激励下的等效电路模型解析 ,则可以更清楚地获知薄层缓蚀剂液膜下金属表面膜层的信息     

毛细管电泳激光诱导荧光检测信号的小波滤噪

采用小波滤噪方法对毛细管电泳激光诱导荧光检测信号进行了处理，研究了小波变换中小波基的选择及噪声阈值的选择对滤噪的影响。结果表明，采用DB4小波基能有效消除毛细管电泳激光诱导荧光检测信号中存在的噪声，使信噪比得到较大改善。