申请/专利权人：武汉飞博乐环保工程有限公司

申请日：2023-12-24

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN117964139B

主分类号：G06F17/10

分类号：G06F17/10;C02F9/00;G01N27/416;G01N27/48

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2024.05.21#实质审查的生效;2024.05.03#公开

摘要：本发明涉及电化学测量技术领域，提出了一种有色冶炼行业初期雨水处理装置及其处理方法，包括：采集电势信号及辅助信号；对电势信号通过ICA分解得到两个分量信号，获取每个分量信号的高斯性特征因子；获取目标分量信号及非目标分量信号，并对目标分量信号获取解析信号；获取重金属离子在电化学反应的特征频率，获取若干局部信号段，获取目标分量信号中每个局部信号段的高斯性保留程度；构建目标函数并得到最佳分解结果，获取补偿判定因子并对反应条件进行补偿；进行重金属离子浓度的监测及后续处理。本发明旨在解决对雨水中重金属离子浓度进行检测时受检测信号混合影响导致检测结果不准确而影响处理效率的问题。

主权项：1.一种有色冶炼行业初期雨水处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：采集PFS反应池雨水处理过程中与重金属离子浓度相关的电势信号，基于离子导电率获取辅助信号；对电势信号通过ICA分解得到两个分量信号，结合正态分布获取每个分量信号的高斯性特征因子；所述每个分量信号的高斯性特征因子，包括的具体方法为：获取标准正态分布曲线的峰度值及偏度值；对于任意一个分量信号，获取该分量信号中所有信号幅值的中位数、均值、峰度值及偏度值，该分量信号的高斯性特征因子的计算方法为： ；其中，表示该分量信号中所有信号幅值的峰度值，表示标准正态分布曲线的峰度值，表示该分量信号中所有信号幅值的偏度值，表示标准正态分布曲线的偏度值，表示该分量信号中所有信号幅值的中位数，表示该分量信号中所有信号幅值的均值，表示求绝对值；获取目标分量信号及非目标分量信号，并对目标分量信号获取解析信号；所述获取目标分量信号及非目标分量信号，并对目标分量信号获取解析信号，包括的具体方法为：对于两个分量信号，将频率最小的分量信号，记为目标分量信号；频率最大的分量信号，记为非目标分量信号；将目标分量信号通过傅里叶变换转换为频谱图，利用希尔伯特变换，在目标分量信号上引入90度相移的虚部，生成目标分量信号的解析信号；获取重金属离子在电化学反应的特征频率，对辅助信号及目标分量信号分别获取若干局部信号段，根据局部信号段、解析信号及特征频率，获取目标分量信号中每个局部信号段的高斯性保留程度；所述对辅助信号及目标分量信号分别获取若干局部信号段，包括的具体方法为：对辅助信号获取极值点，将每个极值点作为分段的最后一个数据点，对辅助信号分段得到若干局部信号段；对辅助信号中每个局部信号段进行最小二乘法拟合，得到每个局部信号段的拟合曲线，每个数据点对应横坐标在拟合曲线上的纵坐标值，记为每个数据点的拟合值；根据辅助信号中各局部信号段的横坐标区间，获取目标分段信号的若干局部信号段；所述目标分量信号中每个局部信号段的高斯性保留程度，具体的获取方法为：根据解析信号获取目标分量信号中每个数据点的瞬时频率，目标分量信号中第个局部信号段的高斯性保留程度的计算方法为： ；其中，表示目标分量信号中第个局部信号段的高斯性保留因子，表示目标分量信号中第个局部信号段所有数据点的瞬时频率的均值，表示特征频率，表示辅助信号中第个局部信号段中数据点的数量，表示辅助信号中第个局部信号段中第个数据点的信号幅值，示辅助信号中第个局部信号段中第个数据点的拟合值，表示求绝对值，为避免分母为0的超参数；获取目标分量信号中每个局部信号段的高斯性保留因子，对所有高斯性保留因子进行线性归一化，得到的结果记为目标分量信号中每个局部信号段的高斯性保留程度；根据分量信号及其高斯性特征因子，以及目标分量信号中每个局部信号段的高斯性保留程度，构建目标函数；所述构建目标函数，包括的具体方法为：根据目标分量信号中每个局部信号段的若干信号幅值，基于信号幅值对每个局部信号段进行方差贡献率的计算，得到的结果记为目标分量信号中每个局部信号段基于信号幅值的方差贡献率；根据分量信号的高斯性特征因子，以及目标分量信号中每个局部信号段的高斯性保留程度及基于信号幅值的方差贡献率，构建目标函数；所述目标函数的具体公式为： ；其中，表示目标函数的输出值，表示目标分量信号的高斯性特征因子，表示非目标分量信号的高斯性特征因子，表示目标分量信号中局部信号段的数量，表示目标分量信号中第个局部信号段基于信号幅值的方差贡献率，表示目标分量信号中第个局部信号段的高斯性保留程度，表示求绝对值，为避免分母为0的超参数；通过使目标函数收敛得到最佳分解结果，根据最佳分解结果中两个分量信号的信号幅值，获取补偿判定因子并对反应条件进行补偿；所述补偿判定因子，具体的获取方法为：根据最佳分解结果获取最终目标分量信号及最终非目标分量信号；对最终目标分量信号获取所有信号幅值的极差，记为最终目标分量信号的幅值极差；获取最终非目标分量信号中所有信号幅值的极差，记为最终非目标分量信号的幅值极差；将最终非目标分量信号的幅值极差，与最终目标分量信号的幅值极差的比值，记为补偿判定因子；所述最终目标分量信号及最终非目标分量信号，具体的获取方法为：将最佳分解结果中的目标分量信号，作为最终目标分量信号；最佳分解结果中的非目标分量信号作为最终非目标分量信号；对PFS反应池处理结束的雨水进行重金属离子浓度的监测，基于监测结果进行后续处理。

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