[發明專利]一種海水檢測前處理方法

有效

• 申請號: 201610219539.5
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105758795B
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 程巖;吳丙偉;高楊;劉東彥;王茜;曹璐;張穎;張穎穎;侯廣利
• 申請（專利權）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: G01N21/00
• 分類號: G01N21/00;G01N21/31;G01N21/64
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 邵新華

本發明公開了一種海水檢測前處理方法，利用多臺不同的檢測儀器對待測海水進行光照檢測，并接收各臺檢測儀器進行光電轉換后輸出的電壓信號；對所述電壓信號進行傅里葉變換，生成功率譜；設定基頻段，針對每一臺檢測儀器所對應的頻譜數據，遍歷所述的基頻段，查找基頻段中每一個存在能量的頻率點H所對應的連續n個倍頻處是否均有能量存在，并且在所述頻率點H所對應的寬頻和波帶內除該頻率點H以外還有其它頻點存在能量，則判定所述頻率點H為干擾頻率，所述n為大于1的正整數，且最多為5。在對待測海水中的物質進行檢測前，通過執行本發明所提出的海水檢測前處理方法，可以準確地檢測出干擾頻率，提高海水中物質測量結果的準確性和可信度。

技術領域

本發明屬于海水檢測技術領域，具體地說，是涉及一種在對海水中的物質進行采樣檢測前所執行的前處理方法。

背景技術

對海洋環境進行綜合測量，是獲取海洋多種信息、提高海洋測量效率所必須的，是目前國內海洋測量發展的方向。目前，海水物質檢測是海洋環境監測最重要的項目之一。現有的海水環境監測方法通常是在實驗室平臺上進行的，以假定海水中待測物質所對應的檢測信號是平穩的或時不變的為前提，然后，利用檢測到的信號計算出海水中待測物質的含量。

但是，實際的海洋現場檢測環境是復雜多變的，干擾因素很多。在實際作業過程中發現，海洋環境的變化對海洋物質的測量存在干擾，其現象是檢測到的電壓信號的幅度會出現無規律的變化，干擾形式在模擬記錄方式中呈現出連續線性模式。基于檢測系統工作頻率的關系及其所形成的干擾影響，可以認為海水中各種海洋生物以及物理環境在特定的頻率以及頻帶范圍內會產生干擾諧波。由于海水物質的結構和濃度受時空影響大，多數處于相互關聯、相互影響的狀態，而現有技術中對海水的測量方法是以假定海水體中的待測物質所對應的檢測信號是平穩的或時不變的為前提的，因此，測量結果的準確性和代表性將受到質疑。

基于以上原因，現有的用于檢測海水中待測物質的方法，其檢測結果的準確性不高，可靠性較差。

發明內容

本發明為了提高海水中物質檢測的準確性，提出了一種海水檢測前處理方法，以用于消除海洋環境對海水中待測物質的檢測結果造成的干擾。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種海水檢測前處理方法，包括：利用多臺不同的檢測儀器對待測海水進行光照檢測，并接收各臺檢測儀器進行光電轉換后輸出的電壓信號；對所述電壓信號進行傅里葉變換，以生成各臺檢測儀器輸出的電壓信號所對應的功率譜；設定基頻段，針對每一臺檢測儀器所對應的頻譜數據，遍歷所述的基頻段，查找基頻段中每一個存在能量的頻率點H所對應的連續n個倍頻處是否均有能量存在，并且在所述頻率點H所對應的寬頻和波帶內除該頻率點H以外還有其它頻點存在能量，則判定所述頻率點H為干擾頻率，所述n為大于1的正整數，且最多為5。

為了避免因干擾頻率判定錯誤導致后期的海水檢測結果不準確，所述檢測儀器應至少使用三臺，且各臺檢測儀器都是基于光照檢測原理設計的水體檢測儀器，并且儀器中用于進行光電轉換的部件的采樣頻率相同。

為了避免因為某一類型的檢測儀器所存在的固有缺陷，導致干擾頻率的檢測結果不準確的問題，本發明在選擇檢測儀器時，優選采用基于不同的光照檢測原理設計的水體檢測儀器，或者是基于相同光照檢測原理設計的用于檢測海水中不同待測物質的水體檢測儀器，分別對待測海水同時進行檢測，以獲取所述的功率譜。

優選的，所述基頻段優選在5Hz-20Hz的范圍內選定。

進一步的，在所述查找基頻段中每一個存在能量的頻率點H的過程中，以所述基頻段中存在的最大能量為基準，將大于所述最大能量至少5%的能量確定為有效能量，所述頻率點H為存在有效能量的頻率點。