zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1237Research ArticleАННОТАЦИИ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СТАТЕЙABSTRACTS ENGLISH-LANGUAGE ARTICLESМетод разделения перекрывающихся линий поглощения C2H4 в ближнем ИК-диапазоне как маркер самовозгорания угляSeparation Method for Cross-Aliased Near-IR Absorption Lines of C2H4: a Coal Spontaneous Combustion MarkerWangW.WangW.

Сиань, Шэньси

wgm20180326@163.com

Xi’an Shaanxi

wangwf@xust.edu.cnLiuH.LiuH.

Сиань, Шэньси

Xi’an Shaanxi

WeiG.WeiG.

Сиань, Шэньси

Xi’an Shaanxi

YangB.YangB.

Сиань, Шэньси

Xi’an Shaanxi

RenL.RenL.

Сиань, Шэньси

Xi’an Shaanxi

LiJ.LiJ.

Сиань, Шэньси

Xi’an Shaanxi

LiuB.LiuB.

Сиань, Шэньси

Xi’an Shaanxi

Школа науки и техники безопасности Сианьского университета науки и техники; Главная лаборатория по борьбе со стихийными бедствиями Министерства образования Сианьского университета науки и техникиSchool of Safety Science and Engineering at Xi’an University of Science and Technology; Key Laboratory of Mine and Disaster Prevention and Control of Ministry of Education at Xi’an University of Science and TechnologyКолледж электротехники и систем управления Сианьского университета науки и техникиCollege of Electrical and Control Engineering at Xi’an University of Science and Technology202304022023901123123Copyright © Wang W., Liu H., Wei G., Yang B., Ren L., Li J., Liu B., 20232023Wang W., Liu H., Wei G., Yang B., Ren L., Li J., Liu B.Wang W., Liu H., Wei G., Yang B., Ren L., Li J., Liu B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1237

Для решения проблем перекрестной интерференции между CH4 и C2H4 и интерференции линий C2H4 в ближнем ИК-диапазоне разработана основанная на функции Лоренца модель разделения, описывающая коэффициент поглощения C2H4, с помощью которой линии поглощения фонового газа и подлежащего измерению C2H4 отделены от линий поглощения газовой смеси. Таким образом выделена линия поглощения и точно измерена концентрация C2H4. Максимальные погрешности газометрического анализа C2H4 и CH4 5.3×10–6/201.7×10–6 и 57×10–6/5000×10–6. Предлагаемый способ эффективно устраняет ошибки, вызванные перекрестной интерференцией линий поглощения C2H4 в ближнем ИК-диапазоне, и повышает точность системы обнаружения газа TDLAS. 

To tackle the cross-interference problem between CH4 and C2H4 and the aliasing interference problem of C2H4 itself, on the basis of the sparse decomposition theory, multiple Lorentz function-based methods were proposed for separating the cross-aliasing interference of near-infrared (IR) C2H4 absorption lines. A quadruple Lorentz function-based separation model describing the absorption coefficient of C2H4 is developed, with which the absorption lines of background gas and to-be-measured C2H4 were separated from the absorption lines of mixed gas, thereby effectively separating the absorption line of C2H4 and accurately measuring its concentration. The results show that the maximum errors of C2H4 and CH4 gasometrical analyses are 5.3×10−6/201.7×10−6 and 57×10−6/5000×10−6, respectively. The proposed method effectively eliminates the errors caused by cross-aliasing interference of C2H4 absorption lines in the near-IR bands and improves the detection accuracy of the TDLAS gas detection system. The findings of this study provide a feasible solution to the cross-aliasing interference problem of IR absorption lines. 

самовозгорание углярепрезентативный газC2H4линия поглощенияинтерференцияcoal spontaneous combustionrepresentative gasC2H4absorption linealiasing interferenceThis work was supported by the National Key R & D Plan of China (No. 2021YFE0105000), the National Natural Science Foundation of China (No. 52074213), Shaanxi Key R & D Plan Project (Nos. 2021SF-472 and 2021GY-131), Yulin Science and Technology Plan Project (Nos. CXY-2020-036 and CXY-2020-037), Science and Technology Fund for outstanding young people of Xi'an University of Science and Technology (No. 2019YQ2-01), Xi’an Science and Technology Plan Project (No. 2020KJRC0068).ReferencesK. Brown, Science, 299, 1177 (2003).K. Brown, Science, 299, 1177 (2003).B. Qin, X. Zhong, D. Wang, et al., Coal Sci. Technol., 49, 66–99 (2011).B. Qin, X. Zhong, D. Wang, et al., Coal Sci. Technol., 49, 66–99 (2011).J. Deng, Z. Bai, M. Xiao, et al., Coal Mine Safety, 51, 118–125 (2020).J. Deng, Z. Bai, M. Xiao, et al., Coal Mine Safety, 51, 118–125 (2020).B. Du, Y. Liang, F. Tian, Fire Safety J., 121, 103298 (2021).B. Du, Y. Liang, F. Tian, Fire Safety J., 121, 103298 (2021).Y. Wang, X. Li, Z. Guo, Heat Transfer Res., 49, 827–845 (2018).Y. Wang, X. Li, Z. Guo, Heat Transfer Res., 49, 827–845 (2018).B. Demir, O. Oren, C. Sensogut, Arab. J. Geosci., 13, 730 (2020).B. Demir, O. Oren, C. Sensogut, Arab. J. Geosci., 13, 730 (2020).L. Ma, R. Guo, M. Wu, et al., Proc. Safety and Environ. Protection, 142, 370–379 (2020).L. Ma, R. Guo, M. Wu, et al., Proc. Safety and Environ. Protection, 142, 370–379 (2020).Y. Song, S. Yang, X. Hu, et al., Proc. Safety and Environ. Protection, 129, 8–16 (2019).Y. Song, S. Yang, X. Hu, et al., Proc. Safety and Environ. Protection, 129, 8–16 (2019).Y. Wei, J. Chang, J. Lian, et al., Photon. Sensors, 5, 67–71 (2015).Y. Wei, J. Chang, J. Lian, et al., Photon. Sensors, 5, 67–71 (2015).A. Dudzinska, Fuel, 246, 232–243 (2019).A. Dudzinska, Fuel, 246, 232–243 (2019).G. Wei, H. Wen, J. Deng, et al., Fuel, 284, 119043 (2021).G. Wei, H. Wen, J. Deng, et al., Fuel, 284, 119043 (2021).H. Niu, X. Deng, S. Li, et al., J. Central South University, 23, 2321–2328 (2016).H. Niu, X. Deng, S. Li, et al., J. Central South University, 23, 2321–2328 (2016).D. Zhang, X. Cen, W. Wang, et al., Fuel, 288, 119635 (2021).D. Zhang, X. Cen, W. Wang, et al., Fuel, 288, 119635 (2021).D.•G. Park, J. H. Wang, C. Lee, Clean Technol., 25, 316–323 (2019).D.•G. Park, J. H. Wang, C. Lee, Clean Technol., 25, 316–323 (2019).S.•G. Buckley, Spectroscopy, 33, 26–29 (2018).S.•G. Buckley, Spectroscopy, 33, 26–29 (2018).Z. Qu, O. Werhahn, V. Ebert, Appl. Spectrosc., 72, 853–862 (2018).Z. Qu, O. Werhahn, V. Ebert, Appl. Spectrosc., 72, 853–862 (2018).Q. Wang, P. Sun, Z. Zhang, et al., ACTA Phys. Sin., 70, 144203 (2021).Q. Wang, P. Sun, Z. Zhang, et al., ACTA Phys. Sin., 70, 144203 (2021).A. Sepman, Y. Ögren, Z. Qu, et al., Proc. Comb. Institute, 36, 4541–4548 (2017).A. Sepman, Y. Ögren, Z. Qu, et al., Proc. Comb. Institute, 36, 4541–4548 (2017).N. Jeong, S. So, D. Kim, et al., J. Energy Climate Change, 15, 128–141 (2020).N. Jeong, S. So, D. Kim, et al., J. Energy Climate Change, 15, 128–141 (2020).H. Chen, Y. Ju, L. Han, et al., Spectrosc. Spectr. Anal., 41, 1580–1585 (2021).H. Chen, Y. Ju, L. Han, et al., Spectrosc. Spectr. Anal., 41, 1580–1585 (2021).Z. Xin, J. Xing, Spectrosc. Spectr. Anal., 37, 2844–2848 (2017).Z. Xin, J. Xing, Spectrosc. Spectr. Anal., 37, 2844–2848 (2017).J. Jiang, M. Zhao, G. Ma, et al., IEEE Sens. J., 18, 2318–2325 (2018).J. Jiang, M. Zhao, G. Ma, et al., IEEE Sens. J., 18, 2318–2325 (2018).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.