[發明專利]一種基于多元線性回歸的煤質工業分析方法

有效

• 申請號: 201110260869.6
• 申請日: 2011-09-05
• 公開（公告）號: CN102313722A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 姚順春;陸繼東;陳世和;董美蓉;潘鳳萍;李軍;張曦;李俊彥;鐘子銘;盧偉業
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣東電網公司電力科學研究院
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

技術領域

本發明涉及一種煤質工業分析方法，特別涉及一種基于多元線性回歸的煤質工業分析方法。

背景技術

在煤炭利用行業，煤質特性尤其是工業分析指標的快速檢測對于提高煤炭資源和能源利用率至關重要。傳統檢測方法需要對原煤采樣后在實驗室進行離線分析，整個分析周期一般需要幾個小時，難以達到工業過程中煤質特性快速檢測的要求。

隨著技術光電和計算機技術的發展，逐漸出現了一些煤質在線分析儀，目前市場上比較有代表性的煤質快速分析裝置包括基于X射線熒光光譜分析技術的煤質分析儀和基于γ射線技術及中子活化分析技術(PGNAA)的煤質在線分析儀。X射線熒光光譜分析技術難以分析原子量小于23的元素，而且分析精確度有待提高。中子瞬發γ射線活化分析技術中γ射線存在明顯的安全隱患，雙能γ射線投射法測量精度受重礦物(如鐵)含量波動的影響較大，同時該類設備的成本較高，不利于市場推廣。

近些年來，激光誘導擊穿光譜(Laser-Induced?Breakdown?Spectroscopy，LIBS)技術因為具有無需樣品預處理，能夠實現多組分同步快速測量等優點，已經逐步發展成為一種潛在的在線檢測技術，被嘗試應用于各種工業過程的質量控制和過程監測。LIBS技術在煤質工業分析指標在線檢測中的應用一般需要先根據等離子體光譜信息定量分析得到相關元素的含量，再通過擬合關聯式計算得到相應的工業分析指標，分析結果的精確度受到較大限制。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的缺點與不足，提供一種基于多元線性回歸煤質工業分析方法，該方法利用LIBS煤質在線分析系統，選取合適的元素譜線信息，再通過多元線性回歸關聯式直接計算得到工業分析指標值。

本發明的技術方案是：

一種基于多元線性回歸的煤質工業分析方法，其特征是該方法包括了如下步驟：

第一步首先利用各工業分析指標值(主要為水分、灰分、揮發分、固定碳和熱值)已知的一組燃煤樣品進行定標；利用基于LIBS的煤質在線分析系統對燃煤樣品進行檢測，得到不同燃煤樣品的激光等離子體光譜數據，再根據原子光譜數據庫中不同元素的發射譜線標示，記錄對應的譜線強度；

第二步利用第一步中一組定標燃煤樣品的元素特征譜線強度，建立各工業分析指標值初始的多元線性回歸關聯式，即

Cj0=β00+β10I1+β20I2+K+βm0Im+ϵ0---(1)]]>

上式中：為定標樣品中工業分析指標j的質量含量；

I_m為元素m的特性譜線強度；

為元素m的回歸系數，通過最小二乘法確定；

ε₀為回歸誤差，通過最小二乘法確定；

第三步針對式(1)建立的各工業分析指標值初始的多元線性回歸關聯式分別進行回歸關聯式的顯著性檢驗、回歸系數的顯著性檢驗；

第四步重復步驟第二步、第三步，逐個剔除對各工業分析指標值不具有顯著貢獻的譜線強度值，分別保留對水分、灰分、揮發分、固定碳和熱值具有顯著貢獻的元素譜線強度，最終建立各工業分析指標值的多元線性回歸關聯式，如下式所示：