本申請涉及物理化學性質(zhì)檢測，具體涉及一種全自動煙塵檢測方法及測試儀。
背景技術(shù)：
1、隨著工業(yè)化進程的不斷推進，燃煤鍋爐、鋼鐵生產(chǎn)、高爐等工業(yè)設施的煙塵排放已成為影響大氣環(huán)境質(zhì)量的重要因素。為了有效控制和減少工業(yè)煙塵的排放，確?？諝赓|(zhì)量和公共健康，煙塵排放的實時監(jiān)測顯得尤為重要?，F(xiàn)有的非接觸式煙塵檢測技術(shù)中，光散射法由于具備連續(xù)實時檢測、體積小、成本低、靈敏度高等優(yōu)點，而廣泛應用于煙塵檢測領(lǐng)域。然而，光散射法在進行煙塵檢測時，主要會受到煙塵中相對濕度的影響，從而產(chǎn)生誤差，因此需要對光散射法所檢測的煙塵濃度結(jié)果進行校正。
2、使用校正系數(shù)對光散射結(jié)果進行校正，是一種常見的消除光散射系統(tǒng)偏差的方法。然而現(xiàn)有技術(shù)在使用校正系數(shù)進行校正時，雖然考慮到了相對濕度對于光散射的影響，卻只是采用固定參數(shù)來對濃度校正因子進行計算，并未考慮到不同相對濕度對于煙塵濃度的影響并不一致，從而導致對光散射的校正效果不好，不能精準的獲取煙塵的濃度數(shù)據(jù)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問題，本申請的目的在于提供一種全自動煙塵檢測方法及測試儀，所采用的技術(shù)方案具體如下：
2、第一方面，本申請實施例提供了一種全自動煙塵檢測方法，該方法包括以下步驟：
3、獲取煙道內(nèi)壁在相同時間內(nèi)的濃度序列、溫度序列和相對濕度序列，并分別進行歸一化處理；
4、將溫度序列劃分為多個溫度子序列，根據(jù)單個溫度子序列在序列中的位序獲取對應位序的濃度子序列和相對濕度子序列；根據(jù)單個溫度子序列的自相關(guān)程度和數(shù)據(jù)離散程度獲取單個溫度子序列的噪聲含量指數(shù)；根據(jù)單個溫度子序列的噪聲含量指數(shù)獲取濾波器在單個溫度子序列的濾波窗口大小，根據(jù)所述濾波窗口大小，分別對單個溫度子序列以及其對應位序的濃度子序列和相對濕度子序列進行濾波；
5、獲取所有濃度子序列和相對濕度子序列的峰值和谷值，獲取各個峰值的峰內(nèi)元素；根據(jù)各個峰值的峰內(nèi)元素數(shù)量、峰內(nèi)元素的變異系數(shù)以及其所在子序列中與其他峰值的變異系數(shù)的差異，獲取各個峰值的劇烈指數(shù)，并與預設閾值進行比較，得到異常峰值；
6、根據(jù)單個濃度子序列與相同位序的相對濕度子序列之間異常峰值的差異，以及每個濃度異常峰值與其最近鄰的濕度異常峰值之間的位序距離，獲取單個濃度子序列的濕度無關(guān)系數(shù)；根據(jù)單個濃度子序列的濕度無關(guān)系數(shù)和相同位序的相對濕度子序列中的元素均值獲取單個濃度子序列的濃度校正因子，對對應濃度子序列進行校正。
7、優(yōu)選地，所述噪聲含量指數(shù)的確定方法為：將單個溫度子序列作為自相關(guān)函數(shù)的輸入，輸出一組自相關(guān)系數(shù)值；將所述自相關(guān)系數(shù)值的均值記為單個溫度子序列的自相關(guān)指數(shù)；獲取單個溫度子序列的擬合直線，獲取單個溫度子序列中每個數(shù)據(jù)點到擬合直線的最短距離，將單個溫度子序列中所有所述最短距離之間的差異程度記作單個溫度子序列的離散指數(shù)；將單個溫度子序列的自相關(guān)指數(shù)和離散指數(shù)之和記作單個溫度子序列的噪聲含量指數(shù)。
8、優(yōu)選地，所述單個溫度子序列的濾波窗口大小的計算方法為：，式中，表示濾波器在第z個溫度子序列的濾波窗口大小，為取整函數(shù)，為以自然常數(shù)e為底的指數(shù)函數(shù)，為第一預設閾值，為第二預設數(shù)值，表示第z個溫度子序列的噪聲含量指數(shù)。
9、優(yōu)選地，所述各個峰值的峰內(nèi)元素指的是各個峰值的前一個最近鄰的谷值和后一個最近鄰的谷值之間的所有元素，若峰值的前面或后面沒有谷值，則所述峰值的峰內(nèi)元素是指該峰值與序列首部谷值或尾部谷值之間的所有元素。
10、優(yōu)選地，所述劇烈指數(shù)的計算方法為：，式中，為第i個峰值的劇烈指數(shù)，為第i個峰值的所有峰內(nèi)元素之間的變異系數(shù)，為第i個峰值的變異系數(shù)與所在子序列中所有峰值變異系數(shù)之間的絕對差值的均值，為第i個峰值的峰內(nèi)元素個數(shù)。
11、優(yōu)選地，所述濕度無關(guān)系數(shù)的確定方法為：
12、將濃度子序列和相對濕度子序列中的各個異常峰值分別記作濃度異常峰值和濕度異常峰值；
13、將單個濃度子序列中所有濃度異常峰值組成的序列記作濃度異常峰值序列，將單個相對濕度子序列中所有濕度異常峰值組成的序列記作濕度異常峰值序列；
14、計算單個濃度子序列的濃度異常峰值序列與相同位序的相對濕度子序列的濕度異常峰值序列之間的dtw距離，將所述dtw距離記作單個濃度子序列的濕度異步指數(shù)；
15、根據(jù)單個濃度子序列中每個濃度異常峰值與其最近鄰的濕度異常峰值的位序距離獲取單個濃度子序列的濕度響應間隔；
16、將單個濃度子序列的濕度異步指數(shù)與濕度響應間隔的乘積記為單個濃度子序列的濕度無關(guān)系數(shù)。
17、優(yōu)選地，所述濕度響應間隔的確定方法為：在單個濃度子序列和相同位序的相對濕度子序列中，將與各個濃度異常峰值為最近鄰且位序小于或等于對應各個濃度異常峰值位序的濕度異常峰值，記為各個濃度異常峰值的前置濕度峰值；將各個濃度異常峰值的位序與其前置濕度峰值的位序之間的絕對差異記作各個濃度異常峰值的濕度響應指數(shù)；將單個濃度子序列中所有濃度異常峰值的濕度響應指數(shù)的均值記作單個濃度子序列的濕度響應間隔。
18、優(yōu)選地，所述濃度校正因子的計算方法為：，式中，為第z個濃度子序列的濃度校正因子；為第z個濃度子序列的歸一化后的濕度無關(guān)系數(shù)；為第z個相對濕度子序列中所有元素的均值。
19、優(yōu)選地，所述對對應濃度子序列進行校正的過程為：將各個濃度子序列中的每個元素與各個濃度子序列的濃度校正因子的比值作為校正后的各個濃度子序列。
20、第二方面，本申請實施例還提供了一種全自動煙塵檢測測試儀，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述任意一項所述一種全自動煙塵檢測方法的步驟。
21、本申請至少具有如下有益效果：
22、本申請考慮到在煙塵排放時，電子元件會受到外界影響，從而導致采集數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差的情況，通過構(gòu)建噪聲含量指數(shù)，對采集數(shù)據(jù)進行濾波處理，提高數(shù)據(jù)精度，從而能夠為后續(xù)計算提供數(shù)據(jù)支持。然后根據(jù)相對濕度對于煙塵濃度的影響，通過構(gòu)建劇烈指數(shù)，從而能夠從濃度子序列中挑選出顯著數(shù)據(jù)；接著根據(jù)單個濃度子序列與相同位序的相對濕度子序列之間異常峰值的差異，以及每個濃度異常峰值與其最近鄰的濕度異常峰值之間的位序距離，構(gòu)建濕度無關(guān)系數(shù)，從而能夠反映同一工藝參數(shù)下相對濕度對于濃度的影響程度；最后根據(jù)濕度無關(guān)系數(shù)對濃度校正因子進行優(yōu)化，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本申請能夠針對不同工藝參數(shù)自適應的調(diào)節(jié)濃度校正因子，從而提高煙塵濃度的檢測精度。
1.一種全自動煙塵檢測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的一種全自動煙塵檢測方法，其特征在于，所述噪聲含量指數(shù)的確定方法為：將單個溫度子序列作為自相關(guān)函數(shù)的輸入，輸出一組自相關(guān)系數(shù)值；將所述自相關(guān)系數(shù)值的均值記為單個溫度子序列的自相關(guān)指數(shù)；獲取單個溫度子序列的擬合直線，獲取單個溫度子序列中每個數(shù)據(jù)點到擬合直線的最短距離，將單個溫度子序列中所有所述最短距離之間的差異程度記作單個溫度子序列的離散指數(shù)；將單個溫度子序列的自相關(guān)指數(shù)和離散指數(shù)之和記作單個溫度子序列的噪聲含量指數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種全自動煙塵檢測方法，其特征在于，所述單個溫度子序列的濾波窗口大小的計算方法為：，式中，表示濾波器在第z個溫度子序列的濾波窗口大小，為取整函數(shù)，為以自然常數(shù)e為底的指數(shù)函數(shù)，為第一預設數(shù)值，為第二預設數(shù)值，表示第z個溫度子序列的噪聲含量指數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種全自動煙塵檢測方法，其特征在于，所述各個峰值的峰內(nèi)元素指的是各個峰值的前一個最近鄰的谷值和后一個最近鄰的谷值之間的所有元素，若峰值的前面或后面沒有谷值，則所述峰值的峰內(nèi)元素是指該峰值與序列首部谷值或尾部谷值之間的所有元素。
5.如權(quán)利要求1所述的一種全自動煙塵檢測方法，其特征在于，所述劇烈指數(shù)的計算方法為：，式中，為第i個峰值的劇烈指數(shù)，為第i個峰值的所有峰內(nèi)元素之間的變異系數(shù)，為第i個峰值的變異系數(shù)與所在子序列中所有峰值變異系數(shù)之間的絕對差值的均值，為第i個峰值的峰內(nèi)元素個數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種全自動煙塵檢測方法，其特征在于，所述濕度無關(guān)系數(shù)的確定方法為：
7.如權(quán)利要求6所述的一種全自動煙塵檢測方法，其特征在于，所述濕度響應間隔的確定方法為：在單個濃度子序列和相同位序的相對濕度子序列中，將與各個濃度異常峰值為最近鄰且位序小于或等于對應各個濃度異常峰值位序的濕度異常峰值，記為各個濃度異常峰值的前置濕度峰值；將各個濃度異常峰值的位序與其前置濕度峰值的位序之間的絕對差異記作各個濃度異常峰值的濕度響應指數(shù)；將單個濃度子序列中所有濃度異常峰值的濕度響應指數(shù)的均值記作單個濃度子序列的濕度響應間隔。
8.如權(quán)利要求1所述的一種全自動煙塵檢測方法，其特征在于，所述濃度校正因子的計算方法為：，式中，為第z個濃度子序列的濃度校正因子；為第z個濃度子序列的歸一化后的濕度無關(guān)系數(shù)；為第z個相對濕度子序列中所有元素的均值。
9.如權(quán)利要求1所述的一種全自動煙塵檢測方法，其特征在于，所述對對應濃度子序列進行校正的過程為：將各個濃度子序列中的每個元素與對應各個濃度子序列的濃度校正因子的比值作為校正后的各個濃度子序列。
10.一種全自動煙塵檢測測試儀，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-9任意一項所述一種全自動煙塵檢測方法的步驟。