紫外差分吸收光谱气体检测系统

多组分痕量气体在线高精度检测

将卷积注意力神经网络与紫外差分吸收光谱结合，解决光谱重叠问题，同时高精度检测SO₂、CS₂和NO三种污染气体。

Gao, Jie · Zhang, Xinyu · Rui, Zhu · Mu, Li · Changyin, Li · Fei, Xie · Yucun, Zhang · 张云刚 · Bentian, Fu

Sensors and Actuators, B: Chemical 2025

参数信息

R²（SO₂）

0.9995

R²（CS₂）

0.9995

R²（NO）

0.9993

RMSE（SO₂）

0.070 ppm

RMSE（CS₂）

0.077 ppm

RMSE（NO）

0.081 ppm

最低检测限（SO₂）

4.7 ppb⋅m

最低检测限（CS₂）

6.3 ppb⋅m

技术优势

光谱重叠不再碍事

注意力机制动态调整各光谱特征权重，使模型能自动聚焦于关键信息，无需人工选择无干扰波段。

三种气体一把测准

多任务损失函数精确控制各气体组分在训练中的贡献，使SO₂、CS₂、NO在重叠光谱下同时达到高精度。

应用场景

• 大气污染物监测：直接实时测出烟气中SO₂、CS₂、NO的浓度，无需离线采样。
• 环境传感网络：系统可在线运行，易于接入多节点监测网络，实现区域污染分布。
• 在线分析仪器：整机方案避免了人工特征选择，适合作为长期在线分析仪器部署。