示波分析新理論、儀器及重疊切口解析方法及應(yīng)用研究.pdf

1、示波分析是高鴻教授在我國(guó)創(chuàng)立的一個(gè)電分析化學(xué)研究領(lǐng)域。本論文圍繞示波分析在理論、儀器以及重疊切口解析等方面存在的問題，推導(dǎo)了脈沖示波計(jì)時(shí)電位理論公式和小示波圖的端點(diǎn)電位公式，構(gòu)建了基于LabVIEW的虛擬示波計(jì)時(shí)電位分析系統(tǒng)，提出了兩種重疊切口解析的新方法。該研究對(duì)于進(jìn)一步完善示波分析的理論、發(fā)展示波分析儀器、解決示波圖上重疊切口解析問題，擴(kuò)大示波分析的應(yīng)用范圍，進(jìn)而豐富電分析化學(xué)的研究?jī)?nèi)容具有重要意義。全文共分五章，主要貢獻(xiàn)如下：

2、 1、推導(dǎo)了脈沖示波計(jì)時(shí)電位公式。利用該公式能解釋當(dāng)施加于電解池的脈沖波交流電流的占空比變化時(shí)，示波圖的陰極支與陽極支的長(zhǎng)度比就會(huì)發(fā)生變化，使陰極支或陽極支上由去極劑產(chǎn)生的法拉第電流與充電電流的比值也隨之發(fā)生變化，從而影響陰極支或陽極支上切口靈敏度的現(xiàn)象。 與合作者一起提出了Hg-R<,1>和R<,2>-K兩種類型小示波圖，推導(dǎo)了小示波圖的端點(diǎn)電位公式考察了R<,2>-K型小示波圖的調(diào)節(jié)方法，并建立了基于小示波圖的示波計(jì)時(shí)電

3、位法。研究結(jié)果表明，將小示波圖用于示波測(cè)定具有以下特點(diǎn)：①由于示波圖的電位窗口較小，圖形穩(wěn)定性較好、共存物質(zhì)的干擾較小。②由于小示波圖所需的交流電流較小，使測(cè)定的靈敏度更高。③小示波圖的i<,0>/i<,1>比值隨小示波圖類型變化。對(duì)于R<,2>-K小示波圖，i<,0>/|i<,1>|更?。粚?duì)于Hg-R<,1>小示波圖，i<,0>/|i<,1>|更大，突顯出直流電流在示波計(jì)時(shí)電位法中的作用，從而改變了大交流小直流是交流示波計(jì)時(shí)電位法的一

4、個(gè)特征的說法，完善了示波法的理論。 2、基于虛擬儀器技術(shù)，構(gòu)建了基于LabVIEW的虛擬示波計(jì)時(shí)電位分析系統(tǒng)，并以高低頻示波分析和神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺和腎上腺素的示波行為研究為例檢驗(yàn)了該系統(tǒng)的性能。研究表明，該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)在線分析計(jì)算功能、可控信號(hào)顯示及回放、數(shù)據(jù)的頻譜分析和數(shù)據(jù)海量存儲(chǔ)等功能。該系統(tǒng)的研制使高低頻示波計(jì)時(shí)電位法等示波方法成為實(shí)際有用的分析方法。 3、將小波變換與Fourier變換結(jié)合用于對(duì)頻域信號(hào)的處理，提

5、出了用頻域小波變換獲得的模糊項(xiàng)作為線性函數(shù)的Fourier自去卷積法(FWTL-FSD)和用頻域小波變換獲得的不同模糊項(xiàng)替代原始信號(hào)并作為線性函數(shù)的Fourier去卷積法(FWTLD-FSD)，并用于示波分析中重疊切口和色譜重疊峰分辨。研究表明，經(jīng)兩種方法處理后的dE/dt-t曲線重疊切口深度均明顯增加，可以明顯改善多組分示波測(cè)定的下限和靈敏度；處理后的色譜重疊峰可完全實(shí)現(xiàn)基線分離。研究還表明，用FWTLD-FSD能對(duì)信噪比大于5的含噪

6、信號(hào)進(jìn)行分辨，但其分辨能力略遜于FWTL-FSD法。與傳統(tǒng)的Fourier自去卷積方法相比較，兩種新方法均具有不用選擇線性函數(shù)和較好的重疊峰分辨效果等優(yōu)點(diǎn)。 4、將化學(xué)計(jì)量學(xué)中偏最小二乘(PLS)、主成分回歸(PCR)及徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RBAN)分別用于示波重疊切口和色譜電化學(xué)重疊峰的解析，進(jìn)行了示波重疊切口和色譜電化學(xué)重疊峰信號(hào)解析方法的比較研究。研究表明，無論對(duì)于示波計(jì)時(shí)電位(OCP)重疊切口還是高低頻．示波計(jì)時(shí)電位(HL-