基于LIF技术的光谱特征提取在油类检测中的应用

陈至坤; 郭蕊; 程朋飞

doi:doi:10.3788/LOP57.133002

激光与光电子学进展, 2020, 57 (13): 133002, 网络出版: 2020-07-09

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Application of LIF Technology-Based Spectral Feature Extraction in Oil Detection

陈至坤 ^**郭蕊 ^*程朋飞 ^***

作者单位

华北理工大学电气工程学院, 河北唐山 063210

图 & 表

图 1. 实验系统结构图

Fig. 1. Experimental system structure

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图 2. 0^#柴油的荧光光谱。(a)等高线图;(b)激发光谱;(c)发射光谱

Fig. 2. Fluorescence spectra of 0^# diesel. (a) Contour plot; (b) excitation spectrum; (c) emission spectrum

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图 3. 95^#汽油的荧光光谱。(a)等高线图;(b)激发光谱;(c)发射光谱

Fig. 3. Fluorescence spectra of 95^# gasoline. (a) Contour plot; (b) excitation spectrum; (c) emission spectrum

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图 4. 煤油的荧光光谱。(a)等高线图;(b)激发光谱;(c)发射光谱

Fig. 4. Fluorescence spectra of kerosene. (a) Contour plot; (b) excitation spectrum; (c) emission spectrum

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图 5. 敏感特征值的聚类分析树

Fig. 5. Cluster analysis tree of sensitive feature values

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图 6. 3种机油的质量浓度和相对荧光强度的拟合曲线

Fig. 6. Fitting curves of three oils between mass concentration and relative fluorescence intensity

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表 1荧光光谱的特征参数

Table1. Characteristic parameters of fluorescence spectra

Sample No.	Standarddeviation	Centerdistance	Kurtosiscoefficient
1	4.3512	0.1374	3.5932
2	5.8319	0.2294	3.7956
3	6.1134	0.2219	3.6099
4	5.2552	0.2033	3.8401
5	5.8961	0.1946	3.9123
6	3.8364	0.3472	1.4372
7	3.8235	0.4138	1.5961
8	2.8896	0.3274	1.7832
9	4.1812	0.2945	1.8155
10	3.6519	0.2129	1.6694
11	1.9623	0.2367	2.1922
12	2.2256	0.1851	2.4096
13	1.7825	0.2711	2.3629
14	2.4728	0.2362	2.2162
15	2.5641	0.1153	2.7013
16	2.1752	0.2381	2.2591
17	3.3793	0.3254	1.6511
18	2.5837	0.2289	2.5912
19	4.0214	0.1942	3.8561
20	5.8516	0.2374	3.6937

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表 2未知油的质量浓度

Table2. Mass concentration of unknown oil

SampleNo.	Typeof oil	Massconcentration /(mg·L^-1)	True massconcentration /(mg·L^-1)
16	Kerosene	74	75
17	Gasoline	9	10
18	Kerosene	85	85
19	Diesel	6	5
20	Diesel	68	65

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陈至坤, 郭蕊, 程朋飞. 基于LIF技术的光谱特征提取在油类检测中的应用[J]. 激光与光电子学进展, 2020, 57(13): 133002. Zhikun Chen, Rui Guo, Pengfei Cheng. Application of LIF Technology-Based Spectral Feature Extraction in Oil Detection[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2020, 57(13): 133002.

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图 1. 实验系统结构图

Fig. 1. Experimental system structure

图 2. 0^#柴油的荧光光谱。(a)等高线图;(b)激发光谱;(c)发射光谱

Fig. 2. Fluorescence spectra of 0^# diesel. (a) Contour plot; (b) excitation spectrum; (c) emission spectrum

图 3. 95^#汽油的荧光光谱。(a)等高线图;(b)激发光谱;(c)发射光谱

Fig. 3. Fluorescence spectra of 95^# gasoline. (a) Contour plot; (b) excitation spectrum; (c) emission spectrum

图 4. 煤油的荧光光谱。(a)等高线图;(b)激发光谱;(c)发射光谱

Fig. 4. Fluorescence spectra of kerosene. (a) Contour plot; (b) excitation spectrum; (c) emission spectrum

图 5. 敏感特征值的聚类分析树

Fig. 5. Cluster analysis tree of sensitive feature values

图 6. 3种机油的质量浓度和相对荧光强度的拟合曲线

Fig. 6. Fitting curves of three oils between mass concentration and relative fluorescence intensity

表 1荧光光谱的特征参数

Table1. Characteristic parameters of fluorescence spectra

表 2未知油的质量浓度

Table2. Mass concentration of unknown oil

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图 1. 实验系统结构图

Fig. 1. Experimental system structure

图 2. 0#柴油的荧光光谱。(a)等高线图;(b)激发光谱;(c)发射光谱

Fig. 2. Fluorescence spectra of 0# diesel. (a) Contour plot; (b) excitation spectrum; (c) emission spectrum

图 3. 95#汽油的荧光光谱。(a)等高线图;(b)激发光谱;(c)发射光谱

Fig. 3. Fluorescence spectra of 95# gasoline. (a) Contour plot; (b) excitation spectrum; (c) emission spectrum

图 4. 煤油的荧光光谱。(a)等高线图;(b)激发光谱;(c)发射光谱

Fig. 4. Fluorescence spectra of kerosene. (a) Contour plot; (b) excitation spectrum; (c) emission spectrum

图 5. 敏感特征值的聚类分析树

Fig. 5. Cluster analysis tree of sensitive feature values

图 6. 3种机油的质量浓度和相对荧光强度的拟合曲线

Fig. 6. Fitting curves of three oils between mass concentration and relative fluorescence intensity

表 1荧光光谱的特征参数

Table1. Characteristic parameters of fluorescence spectra

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图 2. 0^#柴油的荧光光谱。(a)等高线图;(b)激发光谱;(c)发射光谱

Fig. 2. Fluorescence spectra of 0^# diesel. (a) Contour plot; (b) excitation spectrum; (c) emission spectrum

图 3. 95^#汽油的荧光光谱。(a)等高线图;(b)激发光谱;(c)发射光谱

Fig. 3. Fluorescence spectra of 95^# gasoline. (a) Contour plot; (b) excitation spectrum; (c) emission spectrum