Page 1 - Метод байесовских оценок в задаче лазерного оптико-акустического газоанализа

ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Приборостроение». 2012

100

УДК 621.378:551.508

Л. Н. Е р е м е н к о , М. Л. Б е л о в ,

В. И. А л е х н о в и ч , В. А. Г о р о д н и ч е в

МЕТОД БАЙЕСОВСКИХ ОЦЕНОК В ЗАДАЧЕ

ЛАЗЕРНОГО ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКОГО

ГАЗОАНАЛИЗА

Описаны процедуры обработки сигналов, основанные на методе

байесовских оценок решения задачи восстановления концентраций

газов при лазерном оптико-акустическом газоанализе. Приведены

результаты обработки экспериментальных данных. Показано,

что использование метода байесовских оценок позволяет эффек-

тивно решать задачу восстановления концентраций газов как для

мало-, так и для многокомпонентных газовых смесей даже в слу-

чае газов, имеющих гладкий спектр поглощения без заметных

максимумов.

E-mail:

ekomonit@bmstu.ru

Ключевые слова

:

лазер, оптико-акустика, газоанализ, байесовские

оценки

.

Лазерные методы являются наиболее перспективными для опера-

тивного локального газоанализа [1—3]. Одной из проблем, возника-

ющих при этом, является необходимость применения специальных

алгоритмов обработки для определения концентраций газов при мно-

гокомпонентном газоанализе.

Для определения концентраций газов в многокомпонентных сме-

сях используется метод регуляризации Тихонова с применением раз-

личных способов (как детерминистических, так и статистических)

выбора параметра регуляризации или метод поиска квазирешений

[3]. Однако оба этих метода не позволяют восстановить концентра-

цию газового компонента смеси, имеющего для выбранных спек-

тральных каналов измерения гладкий спектр поглощения без замет-

ных максимумов. Кроме того, метод поиска квазирешений требует

большого объема вычислений (даже при таком эффективном методе

подбора решений, как генетический метод [3]).

Данная работа посвящена методу определения концентраций га-

зов в многокомпонентных смесях, основанному на построении байе-

совской оценки решения. Описывается процедура построения байе-

совской оценки, приводятся результаты обработки данных измерений

лазерного оптико-акустического газоанализатора (ЛОАГ) и сравне-

ние методов регуляризации Тихонова и поиска квазирешений.

Задача определения концентраций газов по результатам многос-

пектральных измерений ЛОАГ для узкополосного лазерного источ-