[發明專利]一種基于最優融合算法的粉塵濃度檢測方法

有效

• 申請號: 202010426450.2
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111579446B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 趙政;李德文;劉國慶;李征真;吳付祥;惠立鋒;焦敏;張強;晏丹;羅小博
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;G06F17/18
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種基于最優融合算法的粉塵濃度檢測方法，屬于粉塵濃度檢測技術領域。該方法具體包括：S1：通過調節融合單元的自動換向閥，分別獲取光散射子單元和電荷感應子單元的AD值；S2：將獲取的AD值進行最值歸一化，然后分別繪制光散射子單元和電荷感應子單元的AD值曲線a(x)和b(x)；S3：將AD值曲線一段區間分成n個節點；根據數據融合和最優化原理，將某次測試的a(x)和b(x)的AD值進行融合，得到AD融合值；S4：根據不同粉塵濃度的AD融合值，建立粉塵濃度與融合值的檢測回歸方程；S5：將AD融合值帶入到檢測回歸方程中，得到最優融合的粉塵濃度值。本發明減小了檢測誤差和提高了標定分辨率、線性度。

技術領域

本發明屬于粉塵濃度檢測技術領域，涉及一種基于最優融合算法的粉塵濃度檢測方法。

背景技術

粉塵對人體危害很大，長期吸入會引發塵肺病；環境粉塵濃度達到一定程度還存在爆炸 隱患。因此，對粉塵濃度進行在線連續檢測是防患未然的重要手段。目前，應用最多的粉塵 濃度在線檢測方法主要是光散射法、電荷感應法，而基于兩種方法的粉塵濃度檢測技術的推 廣，證明了兩種方法對礦山粉塵在線檢測的可行性。

肖賽在文獻“粉塵顆粒光散射特性研究”中，研究了單個粉塵顆粒的光散射特性，計算 了不同尺寸粉塵顆粒的散射強度以及消光系數、散射系數隨尺寸參數的變化。Xueshan Han 等在文獻“Influences of refractive index on forward lightscattering[J].Optics Communications,2014,316:198-205”中，基于MIE理論，研究了粉塵顆粒周圍介質對散射信號 的影響，發現歸因于介質的相對折射率。Luis A.Clementi等在文獻“Arturo Quirantes. Characterization of spherical core–shell particlesby static light scattering.Estimation of the core-and particle-sizedistributions[J].Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer,2012,113(17):2255-2264”中提出了一種通過靜態光散射測量來表征球形粉塵顆粒的數值方法。 Juliusz B.Gajewski建立了探針電位與動態空間的粉塵顆粒電荷密度和凈電荷之間的數學模 型；劉東旭等基于電荷感應原理，設計了電荷感應法粉塵濃度傳感器，對粉塵濃度與感應電 流之間的關系進行試驗研究。

國內外學者已對光散射法和電荷感應法檢測粉塵濃度進行了宏觀和微觀研究，但目前大 部分學者，比如李德文等發現：光散射法適用于低粉塵濃度檢測，電荷感應法則相反；并提 出粉塵濃度檢測的最優方案是光散射法與電荷感應法相結合。因此，針對兩種檢測方法的局 限性，亟需一種新的粉塵濃度檢測技術來提高粉塵濃度檢測的精準度。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于最優融合算法的粉塵濃度檢測方法，克服光 散射法和電荷感應法對粉塵濃度檢測的局限性，集中了兩者的優點來減小檢測誤差和提高標 定分辨率、線性度。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于最優融合算法的粉塵濃度檢測方法，具體包括以下步驟：

S1：通過調節融合單元的自動換向閥，分別獲取光散射子單元和電荷感應子單元的AD 值；

S2：預處理獲取的AD值，然后分別繪制光散射子單元和電荷感應子單元的AD值曲線 a(x)和b(x)；

S3：劃分AD值曲線，根據數據融合和最優化原理，將某次測試的a(x)和b(x)的AD值進行融合，計算得到AD融合值f_i(x)，從而得到AD融合值曲線c(x)；

S4：根據不同粉塵濃度的AD融合值，建立粉塵濃度與融合值的檢測回歸方程F(x)；