为了实现甲烷浓度的测量, 设计了基于差分吸收检测原理的甲烷浓度检测系统。检测系统中的气室部分使用了全反射棱镜配合凹面镜的方法来增加光程, 使光能够被气体充分吸收, 达到了提高测量精度的效果。在测量过程中, 受到环境因素的影响, 使得接受的信号中存在大量的噪声, 为此提出利用小波优化EEMD的方法对接收的信号进行去噪处理, 得到的信噪比为16.9925, 均方根误差为1.5447×10-4。实验结果表明相比于EEMD或小波的去噪方法, 使用小波优化后的EEMD具有更好的噪声抑制效果, 方法适用于甲烷收发谱信号的去噪处理。

食品安全隐患越来越受到重视, 而食品添加剂的过量使用更是个重要的因素。应用FS920荧光光谱仪, 研究了防腐剂山梨酸钾的荧光特性, 得到山梨酸钾荧光特征峰于λex/λem=375/490nm采用基于最小二乘支持向量机对橙汁溶液中防腐剂山梨酸钾进行检测, 通过改进的遗传算法寻优最小二乘支持向量机参数。经过样本训练得到橙汁溶液山梨酸钾的回归模型, 对未知浓度的溶液进行预测, 将新算法与基本遗传算法寻优的模型和BP神经网络对比。结果表明, 自适应遗传-最小二乘支持向量机建立的预测模型在平均相对误差3.54%和平均回收率96.46%都是最优的,是一种准确有效的橙汁中山梨酸钾浓度检测方案。

对羟基苯甲酸甲酯钠是一种常见的食品添加剂，如果长时间食用或者超量食用会对人体造成一定的危害。采用FS920荧光光谱仪对对羟基苯甲酸甲酯钠橙汁溶液和水溶液进行检测，实验结果表明两者的特征峰发生了明显的变化。经分析得出，对羟基苯甲酸甲酯钠橙汁溶液的荧光光谱受到橙汁荧光特性干扰，一定浓度范围的溶液光谱图存在较大差距，对羟基苯甲酸甲酯钠浓度与荧光强度之间的关系复杂。为了精确地检测橙汁中对羟基苯甲酸甲酯钠的浓度，结合荧光光谱法与最小二乘支持向量机，建立了橙汁溶液中对羟基苯甲酸甲酯钠的检测模型，使用改进的粒子群优化算法得到影响模型性能的正则化参数和核函数。实验得到了较为理想的结果，与普通反向传播（BP）神经网络、基本粒子群寻参的最小二乘支持向量机等方法相比，该方法性能最优，得到的平均回收率为97.05%，平均相对误差为2.71%，均方根误差为3.04%，模型输出与真实值之间的相关系数是0.9999。该方案可以做为橙汁中对羟基苯甲酸甲酯钠浓度的精确检测方法。

基于多环芳烃中苯并［k］荧蒽(BkF)的强荧光特性, 构建了荧光检测实验系统, 并制备了10个不同浓度的BkF甲醇溶液样品, 分析了样品荧光特性。为了更好地进行定性和定量分析, 采用经验模态分解(EMD)改进阈值法结合数学形态学对荧光光谱信号进行去噪处理, 并与EMD阈值去噪法进行对比。结果表明, 提出的方法使去噪后的荧光光谱更加平滑, 荧光强度与样品浓度的线性相关系数更高, 达到0.99746; 信噪比有所提高; 原始信号与去噪后信号的均方误差由0.0053降低至0.0012。提出的方法去噪效果显著, 有效地提高了光谱的分析精度, 为荧光光谱预处理提供了一种新方法。

山梨酸钾是一种常用防腐剂，应用非常广泛，但食用过量会严重危害人体健康。研究了山梨酸钾在水溶液和橙汁中的荧光特性，山梨酸钾水溶液荧光特征峰为λex /λem = 375 nm/485 nm ，山梨酸钾和橙汁的混合溶液除了存在此荧光特征峰，还有一个侧峰λex /λem = 470 nm/540 nm 。在混合溶液中，橙汁和山梨酸钾的荧光特性相互干扰，加大了山梨酸钾浓度检测的难度。为准确测定混合溶液中山梨酸钾的浓度，采用微粒群算法优化的误差逆向传播(PSO-BP)神经网络对其进行检测。3 组预测样本的平均回收率为98.97%，PSO-BP 神经网络能够精确测定混合溶液中山梨酸钾的质量浓度范围为0.1~2.0 g/L。预测结果表明荧光光谱法和PSO-BP 神经网络相结合的方法能有效地检测山梨酸钾在橙汁中的浓度。

基于罗丹明6G 的分子荧光原理，通过对比不同实验条件下得到的罗丹明6G 荧光光谱，得出pH 为1条件下的相对荧光强度最大。罗丹明6G 试剂中加入钼酸铵、磷酸二氢钾、硫酸试剂生成络合物后，罗丹明6G 的相对荧光强度值有所下降，在一定范围内表现出线性关系，罗丹明6G 荧光峰的位置没有发生变化。基于遗传算法-逆向误差传播(GA-BP)神经网络构建了输入节点数为36×18的矩阵、输出节点数为1×18的矩阵、以检测磷酸盐浓度为目的的非线性模型。网络训练中，误差精度为10-3，输出与期望的相关系数为0.998，网络预测中，平均回收率为99%，平均标准偏差值为1.79%，达到了理想的检测效果。证明此网络适用于检测0~2.00 mg/L 的磷酸盐溶液。提供了一种快速、有效检测磷酸盐浓度的方法，有助于环境检测技术的发展和应用。

以空芯光子带隙光纤(PBGF)作为气体传感部件, 分析了PBGF 内部导光机制及其甲烷在纤芯缺陷区域的扩散特性, 设计多段PBGF 连接耦合弯曲成圈在一起组成的传感气室, 构建一套全光纤甲烷浓度检测系统。引入分布式反馈光纤激光器的调控机制, 采用谐波检测技术, 实现了整体对全光纤甲烷浓度检测系统的优化。经实验, 可证明由该传感部件组成的全光纤甲烷浓度检测系统能够实现甲烷浓度在线实时检测, 并且甲烷浓度与相对强度成良好的线性关系, 其线性度可达99.8%。

介绍了偏微分方程(PDE)图像处理的基本原理,构造偏微分方程模型的变分法和常见的滤波模型,并给出常见滤波模型的能量泛函。回顾了近几年偏微分方程图像处理技术在电子散斑干涉(ESPI)条纹处理中的应用成果,包括应用偏微分方程图像处理方法同时实现电子散斑干涉条纹图和相位图的滤波和增强处理,提出用于密集电子散斑干涉条纹处理的方向偏微分方程模型及提取电子散斑干涉条纹骨架线的偏微分方程方法。介绍了这些方法与传统方法相比的优势,并进一步展望了偏微分方程图像处理在光测技术中的发展趋势。