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原文传递一种用于氢氟酸生产的在线浓度检测方法

专利名称：	一种用于氢氟酸生产的在线浓度检测方法
摘要：	本发明涉及溶液浓度检测，具体涉及一种用于氢氟酸生产的在线浓度检测方法，构建标准吸收光谱图像库，并获得待测样本多个待测光谱图像；基于待测光谱图像与标准吸收光谱图像的MSGA值，对待测光谱图像进行筛选，得到目标光谱图像；在目标光谱图像内各波段上分别从吸收谷点沿横向方向的曲线上前后选取多个目标曲线；按照波段由小到大对目标曲线进行组合，形成光强分布图像；根据光强分布图像建立溶液浓度分析模型，利用溶液浓度分析模型得到第一溶液浓度检测结果；本发明提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的对氢氟酸浓度检测的准确性较低、时效性较差的缺陷。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	宣城亨泰电子化学材料有限公司
发明人：	江伟;胡洪峰;谢钺;金国军
专利状态：	有效
申请日期：	2022-09-20T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-23T00:00:00+0800
申请号：	CN202211144976.7
公开号：	CN115508293A
代理机构：	合肥律众知识产权代理有限公司
代理人：	殷娟
分类号：	G01N21/31;G06T7/00;G;G01;G06;G01N;G06T;G01N21;G06T7;G01N21/31;G06T7/00
申请人地址：	242000 安徽省宣城市宣州区宣城高新技术产业开发区麒麟大道10号
主权项：	1.一种用于氢氟酸生产的在线浓度检测方法，其特征在于：包括以下步骤： S1、构建标准吸收光谱图像库，并获得待测样本多个待测光谱图像； S2、基于待测光谱图像与标准吸收光谱图像的MSGA值，对待测光谱图像进行筛选，得到目标光谱图像； S3、在目标光谱图像内各波段上分别从吸收谷点沿横向方向的曲线上前后选取多个目标曲线； S4、按照波段由小到大对目标曲线进行组合，形成光强分布图像； S5、根据光强分布图像建立溶液浓度分析模型，利用溶液浓度分析模型得到第一溶液浓度检测结果； S6、按照子区间最多包含一个吸收特征对目标光谱图像、标准吸收光谱图像进行波段划分，分别得到多个目标光谱曲线段、标准吸收光谱曲线段； S7、基于目标光谱曲线段、标准吸收光谱曲线段，按照最优子区间对目标光谱曲线段进行筛选，得到目标最优子区间； S8、对目标最优子区间串联融合获得最优目标光谱曲线段，基于最优目标光谱曲线段得到第二溶液浓度检测结果； S9、结合第一溶液浓度检测结果、第二溶液浓度检测结果对氢氟酸溶液浓度进行综合测定。 2.根据权利要求1所述的用于氢氟酸生产的在线浓度检测方法，其特征在于：S1中构建标准吸收光谱图像库，并获得待测样本多个待测光谱图像，包括：配置具有浓度梯度的标准溶液，利用固定的光谱仪对各浓度的标准溶液进行检测，得到多张标准吸收光谱图像，构建标准吸收光谱图像库；利用光谱仪在多个位置对待测样本进行检测，获得多个待测光谱图像。 3.根据权利要求2所述的用于氢氟酸生产的在线浓度检测方法，其特征在于：S1中获得待测样本多个待测光谱图像之后，包括：对多个待测光谱图像进行预处理，获得清晰的待测光谱图像；其中，预处理包括平滑滤波、标准正交变换、主成分分析、多元散射校正中的一种或多种。 4.根据权利要求2所述的用于氢氟酸生产的在线浓度检测方法，其特征在于：S2中基于待测光谱图像与标准吸收光谱图像的MSGA值，对待测光谱图像进行筛选，得到目标光谱图像，包括：采用下式计算待测光谱图像与标准吸收光谱图像的MSGA值：其中，D(X,Y)为待测光谱曲线X与标准吸收光谱曲线Y之间的马氏距离，sigmoid是一个非线性激活函数，将自变量映射至(0,1)区间，SGA(grad(X),grad(Y))为待测光谱曲线X与标准吸收光谱曲线Y之间梯度角的余弦值；筛选出MSGA值不大于阈值的待测光谱图像，得到目标光谱图像。 5.根据权利要求4所述的用于氢氟酸生产的在线浓度检测方法，其特征在于：S3中在目标光谱图像内各波段上分别从吸收谷点沿横向方向的曲线上前后选取多个目标曲线，包括：选取目标光谱图像中的感兴趣区域，在感兴趣区域内的各波段上分别从吸收谷点沿横向方向的曲线上前后选取设定数量的目标曲线。 6.根据权利要求5所述的用于氢氟酸生产的在线浓度检测方法，其特征在于：S5中根据光强分布图像建立溶液浓度分析模型，利用溶液浓度分析模型得到第一溶液浓度检测结果，包括：从偏最小二乘回归模型、BP神经网络模型、栈式自编码神经网络模型中选取一种，建立溶液浓度分析模型，并利用溶液浓度分析模型得到待测样本的第一溶液浓度检测结果。 7.根据权利要求1所述的用于氢氟酸生产的在线浓度检测方法，其特征在于：S6中按照子区间最多包含一个吸收特征对目标光谱图像、标准吸收光谱图像进行波段划分，分别得到多个目标光谱曲线段、标准吸收光谱曲线段，包括：获取标准吸收光谱曲线上的吸收峰、吸收谷，并对吸收特征进行识别，选取合适长度对包含一个吸收特征的标准吸收光谱曲线进行波段划分，同时选取合适长度对没有包含吸收特征的标准吸收光谱曲线进行波段划分，获得多个标准吸收光谱曲线段；对目标光谱曲线按照标准吸收光谱曲线的波段划分区间范围进行波段划分，获得多个目标光谱曲线段。 8.根据权利要求7所述的用于氢氟酸生产的在线浓度检测方法，其特征在于：所述吸收特征的识别方法，包括：计算吸收峰对应极大值点/吸收谷对应极小值点的α邻域中吸光度的平均值与相切α邻域中吸光度的平均值之间的相对误差，在相对误差大于阈值时识别为吸收特征。 9.根据权利要求7所述的用于氢氟酸生产的在线浓度检测方法，其特征在于：S7中基于目标光谱曲线段、标准吸收光谱曲线段，按照最优子区间对目标光谱曲线段进行筛选，得到目标最优子区间，包括：对于包含一个吸收特征的标准吸收光谱曲线段，分别计算对应区间的目标光谱曲线段、标准吸收光谱曲线段的SAI值，将与标准吸收光谱曲线段的SAI值最接近的目标光谱曲线段作为第一类目标最优子区间；对于没有包含吸收特征的标准吸收光谱曲线段，分别计算对应区间的目标光谱曲线段与标准吸收光谱曲线段的MSGA值，将MSGA值最小的目标光谱曲线段作为第二类目标最优子区间。