[發明專利]一種學習型的鹽酸濃度鐵離子濃度在線檢測系統和方法

在審

• 申請號: 201510317124.7
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104931538A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 夏志;周云根;海本增;梁芳;何濤;王朋波
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02;G01D21/02;G06N3/02
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

【技術領域】

本發明涉及冷軋帶鋼酸洗技術領域，特別是涉及一種學習型的鹽酸濃度鐵離子濃度在線檢測系統和方法。

【背景技術】

在冷軋帶鋼酸洗機組中，酸液濃度對帶鋼酸洗的質量影響很大，要實現對酸液濃度較高精度的控制，首先需要實現酸液濃度的檢測。

目前，酸洗機組酸液濃度的檢測主要采取人工取樣化驗的方式，這種方法化驗時間長，化驗結果出來，酸液的濃度可能已經有了較大的變化，需要能夠實現酸液濃度的在線檢測。

在一定溫度下，酸液的密度、電導率與鹽酸濃度和鐵離子濃度有較強的相關關系，可以考慮利用這種相關關系，在線檢測酸液的溫度、密度和電導率，然后利用這種相關關系反求出鹽酸濃度和鐵離子濃度。

針對人工取樣化驗的不足，本發明設計一種學習型的鹽酸濃度鐵離子濃度在線檢測系統解決上述方法存在的問題。

鑒于此，克服該現有技術所存在的缺陷是本技術領域亟待解決的問題。

【發明內容】

本發明要解決的技術問題是提供一種學習型的鹽酸濃度鐵離子濃度在線檢測系統。

本發明進一步要解決的技術問題是提供一種學習型的鹽酸濃度鐵離子濃度在線檢測系統。

本發明采用如下技術方案：

一方面，本發明實施例提供了一種學習型的鹽酸濃度鐵離子濃度在線檢測系統，所述檢測系統包括：酸液溫度傳感器、酸液密度傳感器、酸液電導率傳感器、采集器和服務器，其中，采集器連接所述溫度傳感器、密度傳感器和電導率傳感器，所述采集器通過以太網或者無線網絡，與所述服務器建立連接，具體的：

所述服務器包括存儲模塊、酸液濃度人工神經網絡模型訓練模塊和酸液支持數據生成模塊和酸液濃度計算模塊；其中，所述存儲模塊用于存儲酸液化驗樣本數據庫；所述酸液濃度人工神經網絡模型訓練模塊，用于根據樣本數據建立酸液溫度、酸液密度、酸液電導率三者和鹽酸濃度、鐵離子濃度兩者之間的映射關系；所述酸液支持數據生成模塊生成依據所述映射關系更新酸液濃度支持數據；所述酸液濃度計算模塊接收實時采集的酸液溫度、酸液密度和酸液電導率數據，匹配酸液濃度支持數據，求解鹽酸濃度和鐵離子濃度。

優選的，所述根據樣本數據建立酸液溫度、酸液密度、酸液電導率三者和鹽酸濃度、鐵離子濃度兩者之間的映射關系的方法，具體采用的是人工神經網模型方法。

優選的，所述人工神經網絡模型主要由輸入層、隱含層和輸出層三層組成，具體的：

所述輸入層，接收酸液溫度、鹽酸濃度和鐵離子濃度樣本數據的輸入；所述隱含層，對輸入數據進行轉換；所述輸出層，輸出酸液密度和酸液電導率數據。

優選的，所述人工神經網絡模型在使用時，需要預先設置酸液濃度參數，所述酸液濃度參數包括：

學習率、沖量因子、節點數和訓練代數，通過調整節點數和訓練代數，控制平均誤差在5％之內，得到酸液溫度、鹽酸濃度、鐵離子濃度三者與酸液密度、酸液電導率兩者之間的映射關系。

優選的，在使用所述人工神經網絡模型建立所述映射關系前，利用酸液濃度化驗樣本數據對酸液濃度人工神經網絡模型進行訓練，選擇其中80％數據作為樣本數據，20％數據作為驗證數據，選擇Sigmoid函數作為轉換函數，采用BP算法對酸液濃度人工神經網絡模型進行訓練并驗證，如果誤差控制在5％之內，則訓練得到人工神經網絡模型可用于所述映射關系的建立。

優選的，所述在酸液濃度人工神經網絡模型第二層的節點數為20，訓練代數為1000時，得到平均誤差在5％內的映射關系。

優選的，所述酸液支持數據生成模塊生成依據所述映射關系更新酸液濃度支持數據，具體包括：

利用訓練好的酸液濃度人工神經網絡模型，對酸液樣本數據進行更細粒度的插值計算，計算出相比樣本數據更精細化的酸液濃度支持數據，為后續酸液濃度計算模塊提供數據支持。

另一方面，本發明實施例還提供了一種學習型的鹽酸濃度鐵離子濃度在線檢測方法，其特征在于，所述方法涉及酸液溫度傳感器、酸液密度傳感器、酸液電導率傳感器、采集器和服務器，其中，采集器連接所述溫度傳感器、密度傳感器和電導率傳感器，所述采集器通過以太網或者無線網絡與所述服務器建立連接，則所述檢測方法包括：