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原文传递一种基于太赫兹光谱技术定量测定煤炭灰分的方法及系统

专利名称：	一种基于太赫兹光谱技术定量测定煤炭灰分的方法及系统
摘要：	本发明提供一种基于太赫兹光谱技术定量测定煤炭灰分的方法及系统，涉及煤炭灰分测定技术领域，包括获取若干组煤炭样品以及对应的参考灰分值，对每组煤炭样品进行压片处理得到对应的片状样品；对各片状样品进行光谱采集得到对应的太赫兹时域光谱，随后将各太赫兹时域光谱进行数据处理得到对应的太赫兹吸收谱；构建初始分析模型，利用各片状样品对应的太赫兹吸收谱和参考灰分值训练初始分析模型得到定量分析模型；将待检测煤炭样品进行压片处理后采集得到对应的太赫兹时域光谱并进行数据处理得到对应的太赫兹吸收谱，将太赫兹吸收谱输入定量分析模型得到对应的灰分预测值。有益效果是具有操作简单、检测周期短、无污染，检测结果准确等优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	内蒙古;15
申请人：	国家能源集团煤焦化有限责任公司
发明人：	魏巍;朱立江
专利状态：	有效
申请日期：	2023-07-10T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-03T00:00:00+0800
申请号：	CN202310842784.1
公开号：	CN116990255A
代理机构：	上海申新律师事务所
代理人：	吴轶淳
分类号：	G01N21/3581;G01N21/3586;G01N21/3563;G06F18/214;G06N20/10;G;G01;G06;G01N;G06F;G06N;G01N21;G06F18;G06N20;G01N21/3581;G01N21/3586;G01N21/3563;G06F18/214;G06N20/10
申请人地址：	016030 内蒙古自治区乌海市海南区西来峰工业园区
主权项：	1.一种基于太赫兹光谱技术定量测定煤炭灰分的方法，其特征在于，包括：步骤S1，获取若干组煤炭样品以及对应的参考灰分值，对每组所述煤炭样品进行压片处理得到对应的片状样品；步骤S2，对各所述片状样品进行光谱采集得到对应的太赫兹时域光谱，随后将各所述太赫兹时域光谱进行数据处理得到对应的太赫兹吸收谱；步骤S3，构建初始分析模型，利用各所述片状样品对应的所述太赫兹吸收谱和所述参考灰分值训练所述初始分析模型得到定量分析模型；步骤S4，将待检测煤炭样品进行压片处理后采集得到对应的太赫兹时域光谱并进行数据处理得到对应的太赫兹吸收谱，将所述太赫兹吸收谱输入所述定量分析模型得到对应的灰分预测值。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S11，获取若干组所述煤炭样品，随后通过国标方法测得对应的所述参考灰分值；步骤S12，将各组所述煤炭样品均匀混合聚乙烯粉末，随后对各组所述煤炭样品进行压片处理得到对应的所述片状样品。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还预先设置有参考组样品，则所述步骤S2包括：步骤S21，对每个所述片状样品进行光谱采集得到对应的多个样品太赫兹时域光谱，以及对所述参考组样品进行光谱采集得到参考太赫兹时域光谱；步骤S22,将每个片状样品的各所述样品太赫兹时域光谱的平均值和所述参考太赫兹时域光谱进行傅里叶变化得到对应的样品频域谱和参考频域谱，将各所述样品频域谱与所述参考频域谱的差值进行滤波处理后作为对应的所述太赫兹吸收谱。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：步骤S31，将各所述片状样品对应的所述太赫兹吸收谱分为校正集和验证集并建立初始分析模型；步骤S32，以校正集中的各所述太赫兹吸收谱为输入，以对应的所述参考灰分值为输出训练所述初始分析模型得到所述定量分析模型；步骤S33，将所述验证集输入所述定量分析模型得到对应的灰分预测值，根据将所述验证集中各所述太赫兹吸收谱对应的所述灰分预测值和对应的所述参考灰分值对所述定量分析模型进行模型验证判断所述定量分析模型是否合格：若是，则转向所述步骤S4；若否，则返回所述步骤S32。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S33包括：步骤S331，将所述验证集输入所述定量分析模型得到对应的所述灰分预测值；步骤S332，根据所述验证集中的各所述太赫兹吸收谱对应的所述灰分预测值和所述参考灰分值计算得到相关系数，随后判断所述相关系数是否大于预设的系数阈值：若是，则所述定量分析模型合格，随后转向所述步骤S4；若否，则所述定量分析模型不合格，随后返回所述步骤S32。 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始分析模型采用偏最小二乘回归，或支持向量机回归，或多元线性回归的其中一种。 7.一种基于太赫兹光谱技术定量测定煤炭灰分的系统，其特征在于，应用如权利要求1-6中任意一项所述的方法，所述系统包括：压片模块，用于获取若干组煤炭样品以及对应的参考灰分值，随后对每组所述煤炭样品进行压片处理得到对应的片状样品；扫描模块，连接所述压片模块，用于对各所述片状样品进行光谱采集得到对应的太赫兹时域光谱，随后将各所述太赫兹时域光谱进行数据处理得到对应的太赫兹吸收谱；模型建立模块，连接所述扫描模块，用于构建初始分析模型，利用各所述片状样品对应的所述太赫兹吸收谱和所述参考灰分值训练所述初始分析模型得到定量分析模型；检测模块，连接所述模型建立模块，用于将待检测煤炭样品进行压片处理后采集得到对应的太赫兹时域光谱并进行数据处理得到对应的太赫兹吸收谱，随后将所述太赫兹吸收谱输入所述定量分析模型得到对应的灰分预测值。 8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述压片模块包括：第一压片单元，用于获取若干组所述煤炭样品，随后通过国标方法测得对应的所述参考灰分值；第二压片单元，连接所述第一压片单元，用于将各组所述煤炭样品均匀混合聚乙烯粉末，随后对各组所述煤炭样品进行压片处理得到对应的所述片状样品。 9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还预先设置有参考组样品，则所述扫描模块包括：第一扫描单元，用于对每个所述片状样品进行光谱采集得到对应的多个样品太赫兹时域光谱，以及对所述参考组样品进行光谱采集得到参考太赫兹时域光谱；第二扫描单元，连接所述第一扫描单元，用于将每个片状样品的各所述样品太赫兹时域光谱的平均值和所述参考太赫兹时域光谱进行傅里叶变化得到对应的样品频域谱和参考频域谱，将各所述样品频域谱与所述参考频域谱的差值进行滤波处理后作为对应的所述太赫兹吸收谱。 10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述模型建立模块包括：建立单元，用于将各所述片状样品对应的所述太赫兹吸收谱分为校正集和验证集并建立初始分析模型；训练单元，连接所述建立单元，用于以所述校正集中的各所述太赫兹吸收谱为输入，以对应的所述参考灰分值为输出训练所述初始分析模型得到所述定量分析模型；验证单元，连接所述训练单元，用于将所述验证集输入所述定量分析模型得到对应的灰分预测值，根据所述验证集中各所述太赫兹吸收谱对应的所述灰分预测值和对应的所述参考灰分值对所述定量分析模型进行模型验证。
所属类别：	发明专利