[發明專利]一種通過噪聲數據特征實現納濾膜污染預測的方法

在審

• 申請號: 202210187154.0
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114636654A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 陳曉琪;李遙;劉煌彬;葉邦端
• 申請（專利權）人: 廈門牧云數據技術有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01H17/00;G06F16/63;G06F17/14;G06N20/00
• 代理公司: 合肥上博知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34188
• 代理人: 張果果

1.一種通過噪聲數據特征實現納濾膜污染預測的方法，其特征在于：其包括以下步驟：

S1：依據納濾膜未受污染時的大量健康噪聲特征值，建立健康納濾膜噪聲特征模型庫；

S2：依據納濾膜受污染時的大量污染噪聲特征值，建立污染納濾膜噪聲特征模型庫；

S3：以固定周期采集當前納濾膜產水時的當前噪聲數據，通過數據處理，獲得當前噪聲特征值；

S4：將當前噪聲特征值與污染納濾膜噪聲特征模型庫中污染噪聲特征值進行偏差運算，獲得污染偏差值，并判斷污染偏差值是否在預設污染閾值內，若是，則執行步驟S7，若否，則執行步驟S5；

S5：將當前噪聲特征值與健康納濾膜噪聲特征模型庫中健康噪聲特征值進行偏差運算，獲得健康偏差值，并判斷健康偏差值是否在預設健康閾值內，若是，則執行步驟S6，若否，則執行步驟S7；

S6：預測納濾膜未受污染，并將當前噪聲特征值作為健康噪聲特征值補充至健康納濾膜噪聲特征模型庫；

S7：預測納濾膜受污染，并將當前噪聲特征值作為污染噪聲特征值補充至污染納濾膜噪聲特征模型庫。

2.根據權利要求1所述的通過噪聲數據特征實現納濾膜污染預測的方法，其特征在于：步驟S1中建立健康納濾膜噪聲特征模型庫的方法為：在納濾膜未受污染時，采集大量不同進水流量和進水壓力狀態下納濾膜產水時的健康噪聲數據，通過數據處理，獲得健康噪聲特征值，依據不同狀態的大量健康噪聲特征值，建立健康納濾膜噪聲特征模型庫。

3.根據權利要求1所述的通過噪聲數據特征實現納濾膜污染預測的方法，其特征在于：步驟S2中建立污染納濾膜噪聲特征模型庫的方法，包括以下步驟：

S2.1：在納濾膜正常產水時，采集大量不同進水流量和進水壓力狀態下納濾膜產水時的樣本噪聲數據，通過數據處理，獲得樣本噪聲特征值；

S2.2：將樣本噪聲特征值與健康納濾膜噪聲特征模型庫中健康噪聲特征值進行偏差運算，獲得樣本偏差值；

S2.3：判斷樣本偏差值是否在預設健康閾值內，若是，則執行步驟S2.4，若否，則執行步驟S2.5；

S2.4：將樣本噪聲特征值作為健康噪聲特征值，以補充至健康納濾膜噪聲特征模型庫；

S2.5：將樣本噪聲特征值作為污染噪聲特征值，以建立污染納濾膜噪聲特征模型庫。

4.根據權利要求1-3之一所述的通過噪聲數據特征實現納濾膜污染預測的方法，其特征在于：通過數據處理的方法為：通過頻譜分析獲取噪聲頻譜數據，將噪聲頻譜數據經過連續傅里葉變換后，形成預處理數據，然后將預處理數據通過多輪周期性歸一化處理。

5.根據權利要求1所述的通過噪聲數據特征實現納濾膜污染預測的方法，其特征在于：步驟S3中以固定周期采集當前納濾膜產水時的當前噪聲數據時，通過噪聲采集器采集當前納濾膜產水時的當前噪聲數據，同時通過流量傳感器和壓力傳感器獲取當前納濾膜產水時的進水流量和進水壓力，通過數據處理，獲得的當前噪聲特征值與進水流量和進水壓力建立關聯。

6.根據權利要求1或者5所述的通過噪聲數據特征實現納濾膜污染預測的方法，其特征在于：步驟S3中在采集當前納濾膜產水時的當前噪聲數據前，先判斷當前納濾膜是否正常產水，若是，則進行采集，若否，則不采集。

7.根據權利要求1所述的通過噪聲數據特征實現納濾膜污染預測的方法，其特征在于：步驟S4中將當前噪聲特征值與污染納濾膜噪聲特征模型庫中污染噪聲特征值進行偏差運算，獲得污染偏差值，偏差運算公式如下式(1)：

其中，C'表示污染納濾膜噪聲特征模型庫中污染噪聲特征值與當前噪聲特征值的絕對偏差，k表示第k個頻率點，m表示第m幀數據，Y′_k(m)表示污染噪聲特征值中噪聲頻譜的第k個頻率點的第m幀數據的特征值，N_k(m)表示當前噪聲特征值中噪聲頻譜的第k個頻率點的第m幀數據的特征值。

8.根據權利要求1所述的通過噪聲數據特征實現納濾膜污染預測的方法，其特征在于：步驟S5中將當前噪聲特征值與健康納濾膜噪聲特征模型庫中健康噪聲特征值進行偏差運算，獲得污染偏差值，偏差運算公式如下式(2)：

其中，C表示健康納濾膜噪聲特征模型庫中健康噪聲特征值與當前噪聲特征值的絕對偏差，k表示第k個頻率點，m表示第m幀數據，Y_k(m)表示健康噪聲特征值中噪聲頻譜的第k個頻率點的第m幀數據的特征值，N_k(m)表示當前噪聲特征值中噪聲頻譜的第k個頻率點的第m幀數據的特征值。