煤矿井下环境气体组分复杂且具有必需性、致灾性、预警性的特点，煤矿气体的定量检测对矿井灾害危险性早期辨识、继发性及次生灾害准确预警、应急救援科学决策具有重要意义。本书系统总结了煤矿气体的分析方法和监测技术，介绍了傅里叶变换红外光谱气体分析原理，分析了煤矿气体红外光谱预处理方法，建立了煤矿气体红外光谱分析模型，提出了目标气体特征变量提取与选择方法，并阐述了煤矿气体红外光谱分析系统的结构、使用方法及其应用等内容。
本书可供从事煤矿、消防、化工、环保等相关领域气体红外光谱分析研究的科技工作者、高等院校师生、工程技术人员参考使用。

前言
第1章 绪论
1.1 煤矿气体概述
1.1.1 煤矿气体来源
1.1.2 煤矿气体性质
1.2 煤矿气体检测方法
1.2.1 传感器检测法
1.2.2 气相色谱法
1.2.3 光谱法
1.3 煤矿气体检测方法的发展与应用
1.3.1 传感器检测法
1.3.2 气相色谱法
1.3.3 不分光红外光谱法
1.3.4 可调谐半导体激光吸收光谱法
1.3.5 傅里叶变换红外光谱法
1.4 技术适用性对比分析
1.5 本书主要内容及特色27参考文献
第2章 傅里叶变换红外光谱气体分析原理
2.1 光谱波段划分
2.2 分子振动与光谱吸收
2.2.1 分子的转动光谱
2.2.2 分子的纯振动光谱
2.2.3 分子的振-转光谱
2.3 朗伯-比尔定律
2.4 傅里叶变换红外光谱获取
2.4.1 迈克耳孙干涉仪
2.4.2 干涉图的获取
2.4.3 有限分辨率的影响
2.4.4 光谱的形成
2.4.5 FTIR的结构
2.5 本章小结63参考文献
第3章 煤矿气体红外光谱预处理方法
3.1 光谱基线处理
3.1.1 光谱基线发生漂移的原因
3.1.2 光谱基线处理方法
3.2 平滑处理
3.2.1 红外光谱噪声来源与特点
3.2.2 平滑处理方法
3.3 插值
3.3.1 插值目的
3.3.2 插值方法
3.4 谱带拟合
3.5 光谱差分
3.6 光谱解卷积
3.7 本章小结110参考文献
第4章 煤矿气体红外光谱分析模型
4.1 最小二乘法
4.1.1 前向最小二乘法
4.1.2 逆向最小二乘法
4.1.3 应用示例
4.2 主元回归法
4.2.1 主元回归原理
4.2.2 主元回归算法
4.2.3 应用示例
4.3 偏最小二乘法
4.3.1 偏最小二乘回归原理
4.3.2 偏最小二乘回归算法
4.3.3 应用示例
4.4 神经网络法
4.4.1 神经网络理论基础
4.4.2 神经网络建模方法
4.4.3 应用示例
4.5 支持向量机法
4.5.1 支持向量机理论基础
4.5.2 支持向量机回归学习方法
4.6 本章小结180参考文献
第5章 红外光谱特征变量提取与选择
5.1 光谱定量分析中的常用特征
5.2 特征变量选择算法
5.2.1 前向选择法
5.2.2 后向剔除法
5.2.3 正则化模型
5.2.4 遗传-偏最小二乘法
5.2.5 非线性回归模型的特征变量提取
5.3 特征变量选择应用
5.3.1 常用参量的定量分析
5.3.2 前向选择法
5.3.3 后向剔除法
5.3.4 遗传-偏最小二乘法
5.3.5 套索算法
5.4 本章小结213参考文献
第6章 煤矿气体红外光谱分析系统
6.1 煤矿气体红外光谱分析系统主要部件
6.1.1 红外光谱仪
6.1.2 微型工控机
6.1.3 传感器
6.1.4 除尘除湿装置
6.1.5 双锥形新型气室
6.1.6 多气室切换装置
6.1.7 电源模块设计
6.2 煤矿气体红外光谱分析系统软件设计
6.2.1 光谱扫描模块的结构
6.2.2 分析计算模块的算法及结构
6.2.3 人机交互模块的内容与结构
6.3 煤矿气体红外光谱仪的工作方式
6.3.1 井下工作方式
6.3.2 离线工作方式
6.3.3 束管监测方式
6.4 煤矿气体红外光谱仪的操作规范
6.4.1 软件的安装
6.4.2 软件的使用
6.5 煤矿气体红外光谱仪的性能检测
6.6 本章小结
参考文献
索引