Physically-Based Models for the Analysis of Raman Spectra (Aachener Beiträge zur Technischen Thermodynamik) - Softcover

Beumers, Peter

Softcover

ISBN 10: 3958863191 ISBN 13: 9783958863194

Verlag: Verlag Günter Mainz, 2020

Inhaltsangabe

Die Spektroskopie hat in den letzten Jahren sowohl für wissenschaftliche Fragestellungen als auch im industriellen Einsatz immer mehr an Bedeutung gewonnen, um Gemisch-Zusammensetzungen quantitativ zu bestimmen. Mit der zunehmenden Verbreitung stellt sich die Frage, wie die gewonnenen Daten optimal genutzt werden können. Neben statistischen Verfahren wie Partial Least Squares (PLS) hat sich die Methode des Indirect Hard Modeling (IHM) zur Spektrenauswertung etabliert. IHM ist ein nichtlineares Verfahren und kann daher nichtlineare Effekte wie Peakverschiebungen besonders gut berücksichtigen. In dieser Arbeit wird IHM weiterentwickelt, um eine Anwendung auf neue Fragestellungen zu ermöglichen. Da IHM nichtlineare Effekte schon in der Spektrenauswertung berücksichtigt, wird eine lineare Kalibrierung möglich, die die direkte Proportionalitat des Raman-Signals zur Konzentration einer Komponente ausnutzt. Dieses lineare Kalibriermodell eignet sich sehr gut zur Extrapolation. Daher bietet sich IHM an, wenn es darum geht, reaktive Gemische zu untersuchen, in denen oft nur binäre Randsysteme zur Kalibration herangezogen werden können. Bisher lassen sich reaktive Systeme mit Zwischenkomponenten jedoch nur mit Hilfe von thermodynamischen Modellen kalibrieren. In der vorliegenden Arbeit wird ein Vorgehen vorgestellt, das eine Kalibration allein anhand von Reaktionsmechanismus sowie von Stöchiometrie und Elektroneutralitätsbedingung ermöglicht. Spektrale Untergründe, z.B. Fluoreszenzen, lassen sich im Rahmen von IHM durch Spektrenvorbehandlung oder Untergrundmodelle behandeln. Allerdings sind Untergrundsignale trotzdem eine häufige Fehlerursache. Ableitungen von Spektren werden in statistischen Verfahren seit langem genutzt, um breitbandige Untergrundsignale von schmalbandigen Ramansignalen zu trennen. Daher wird IHM in dieser Arbeit so angepasst, dass sich auch die erste Ableitung eines Spektrums auswerten lässt. In der Kalibration von IHM werden im Wesentlichen nur relative spektrale Intensitäten der beteiligten Stoffe berücksichtigt. Um die Information der Kalibrationsspektren vollständiger zu nutzen, wird in dieser Arbeit ein Verfahren gezeigt, das die Peakfreigabe von IHM durch eine feste konzentrationsabhängige Parametrisierung der nichtlinearen Effekte ersetzt. Die üblichen Peakmodelle spiegeln die Physik in einem Detektor nur unzureichend wider. Das kann bei schmalen Peaks dazu führen, dass sich die Intensität des modellierten Peaks durch Peakverschiebung ändert. Um dieses unphysikalische Verhalten zu korrigieren, wird in dieser Arbeit ein neues Peakmodell vorgestellt, welches sich näher an der Physik im Detektor orientiert.

Details zur Ausgabe

• Verlag: Verlag Günter Mainz
• Erscheinungsdatum: 2020
• Sprache: Englisch
• ISBN 10: 3958863191
• ISBN 13: 9783958863194
• Einband: Taschenbuch
• Auflage: 1
• Anzahl der Seiten: 136
• Kontakt zum Hersteller: Nicht verfügbar
• Verantwortliche Person: Nicht verfügbar