吸氫材料吸氫性能曲線修正方法技術

本發明專利技術公開了一種吸氫材料吸氫性能曲線修正方法，包括：確定左、右特征點，初步劃分出第一非突變區域、第一突變區域，指定選點步進值，設定分割點，劃分出第二非突變區域、第二突變區域，去除第一突變區域和第二突變區域，擬合第一非突變區域和第二非突變區域，判斷分割點處偏差是否大于偏差閾值，若是，則移動分割點，以新分割點重新確定第二突變區域和第二非突變區域，重復執行擬合與偏差判斷，直至偏差小于等于偏差閾值，此時擬合出的多項式函數作為修正后的吸氫性能曲線，完成突變現象的修正。本發明專利技術可針對由真空計存在校準偏差等故障引起的吸氫性能曲線的突變現象實現快速、有效的修正，修正后的曲線可基本反映出吸氫材料本身的吸氫性能。

【技術實現步驟摘要】
吸氫材料吸氫性能曲線修正方法
本專利技術涉及一種對吸氫材料的吸氫容量/吸氫速率曲線的修正方法，具體地說，是涉及一種針對吸氫材料吸氫性能曲線中的突變現象實施的修正方法。
技術介紹
吸氫材料是指通過物理和化學作用能有效吸收真空設備中氫氣的功能材料。目前，對吸氫材料的性能測試包括定壓法等。定壓法使用的是特定測試用容器，令測定用氫氣通入真空設備內的該容器，被吸氫材料吸收，然后測量該容器兩端的壓強差變化，從而獲得吸氫材料的吸氫容量、吸氫速率等信息，完成對吸氫材料吸氫性能的測試，繪制出吸氫性能曲線。在定壓法中，容器的壓強由真空計讀數獲得，但是由于容器壓強變化范圍較大，真空計往往需要在某一壓強點上切換測量方式，而若真空計存在校準偏差等故障，則在該壓強點左右測得的壓強將會突然增大，從而導致繪制出的吸氫性能曲線出現突變，如圖1中虛線圓圈所示突變，從圖1中可以看到，發生突變時縱坐標突然增大，變化率大于5％，明顯超過了真空計采集的原始數據的背底噪聲，而后緩慢下降，最后恢復到正常狀態，緩慢下降與之后的正常狀態無明顯界限。這種突變是由真空設備引起的，不能反映吸氫材料的本征性質，對于吸氫材料的吸氫性能分析具有一定影響。面對上述問題，目前采取對真空計重新校準或直接更換真空計來解決。但是，重新校準或更換真空計會使真空設備暴露在空氣中，需要較長時間的烘烤才能使真空設備重新恢復真空性能，而長時間的烘烤過程可能會給測試樣品帶來嚴重影響，無法保障測試的一致性。并且，對于真空計存在校準偏差等故障時已經獲得的測量數據，只能通過數據修正來消除突變，但目前對吸氫性能曲線的突變現象還沒有一種有效的數據修正方法來解決。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種吸氫材料吸氫性能曲線修正方法，該修正方法針對由真空計存在校準偏差等故障引起的吸氫性能曲線的突變現象可實現快速、有效的修正，修正后的曲線可基本反映出吸氫材料本身的吸氫性能，確保不影響吸氫材料吸氫性能的分析。為了實現上述目的，本專利技術采用了以下技術方案：一種吸氫材料吸氫性能曲線修正方法，其特征在于它包括如下步驟：步驟1：基于針對被測吸氫材料采集的原始數據(xi，yi)繪出的吸氫性能曲線，xi為被測吸氫材料的吸氫容量，yi為當吸氫容量為xi時對應得到的吸氫速率，i＝1，2，...，n，確定出發生突變的左特征點xi1和右特征點xi2，將區間[x1，xi1)對應的區域定為第一非突變區域，將區間[xi1，xi2)對應的區域定為第一突變區域；步驟2：指定選點步進值Δi，設定分割點xi3＝xi2+Δi，將區間[xi2，xi3)對應的區域定為第二突變區域，將區間[xi3，xn]對應的區域定為第二非突變區域；步驟3：將該第一突變區域和該第二突變區域中的該吸氫性能曲線部分去除，對該第一非突變區域和該第二非突變區域進行多項式擬合，擬合成下式1)示出的多項式函數P(x)：在式1)中，ak為常數，k＝0，1，...，m，m為大于2的正整數；步驟4：計算該多項式函數P(x)與由原始數據繪出的該吸氫性能曲線之間在xi3點的偏差D(xi3)：在式2)中，yi3為由原始數據繪出的該吸氫性能曲線在xi3點對應得到的吸氫速率，P(xi3)為多項式函數P(x)在xi3點對應得到的吸氫速率；步驟5：判斷偏差D(xi3)：若偏差D(xi3)大于偏差閾值，則將此時的分割點xi3的腳標增加Δi而得到新的分割點x’i3，并重新確定第二突變區域[xi2，x’i3)和第二非突變區域[x’i3，xn]，返回步驟3；若偏差D(xi3)小于等于該偏差閾值，則將計算該偏差D(xi3)時所涉及的多項式函數P(x)作為修正后的吸氫性能曲線，完成對吸氫材料吸氫性能曲線中突變現象的修正。在所述步驟1中，所述左特征點xi1和右特征點xi2的確定包括如下步驟：步驟a：在所述吸氫性能曲線中，主觀找出突然發生變化的轉折點xj1、xj2，xj1＜xj2；步驟b：從該轉折點xj1開始向右，以1為腳標的步進長度，基于下式3)，從該轉折點xj1+1開始，計算每個橫坐標點與其左側相鄰的橫坐標點之間的變化率d：在式3)中，yj為當吸氫容量為xj時基于所述吸氫性能曲線對應得到的吸氫速率；步驟c：找到使變化率d大于等于變化率閾值的第一個橫坐標點所對應的數據點(xj*，yj*)，將橫坐標點xj*左側相鄰的橫坐標點xj*-1作為所述左特征點xi1；步驟d：找到位于該數據點(xj*，yj*)右側、使變化率d＜0的第一個橫坐標點所對應的數據點(xj#，yj#)，將橫坐標點xj#左側相鄰的橫坐標點xj#-1作為所述右特征點xi2。在實際應用中，得到所述修正后的吸氫性能曲線后，將所述原始數據中的橫坐標xi代入所述修正后的吸氫性能曲線P(x)，得到離散化的數據(xi，P(xi))，i＝1，2，...，n。本專利技術的優點是：本專利技術針對由真空計存在校準偏差等故障引起的吸氫性能曲線的突變現象，在盡量少的損失吸氫容量/吸氫速率原始數據的前提下，基于對原始數據進行突變區域、非突變區域的劃分，消除了吸氫性能曲線中的突變區域，并通過對非突變區域的擬合來填補已消除的突變區域，盡可能地還原了原始數據的原貌，對原始數據構造的吸氫性能曲線中的突變現象實現了快速、有效的修正，修正后的曲線可基本反映出吸氫材料本身的吸氫性能，確保不影響對吸氫材料吸氫性能的分析。本專利技術不需改裝已有真空設備或對真空設備添加新硬件設備，可直接用于現有基于定壓法測定吸氫材料吸氫性能的真空設備。附圖說明圖1是已有定壓法繪制出的吸氫性能曲線示意圖。圖2是本專利技術方法的實現流程圖。圖3是本專利技術對吸氫性能曲線的區域劃分說明圖。圖4是經本專利技術方法修正后得到的修正后的吸氫性能曲線圖。圖5是本專利技術中步驟a～d的實施說明圖。具體實施方式在本專利技術中，首先需要說明的是，通過真空設備配置的真空計(如DL-70型復合真空計)，可對被測吸氫材料實現原始數據(xi，yi)的采集，xi為被測吸氫材料的吸氫容量，yi為當吸氫容量為xi時對應得到的吸氫速率。對于吸氫性能曲線，吸氫容量為橫坐標，吸氫速率為縱坐標。絕大多數情況下，吸氫速率隨吸氫容量單調遞減，而本專利技術所修正的吸氫性能曲線即為吸氫速率隨吸氫容量單調遞減的這種曲線。并且，在實際中，絕大多數情況下，真空計都存在著或多或少的校準誤差，因而吸氫材料的吸氫性能曲線都會存在突變現象。在執行本專利技術前，可先判斷吸氫性能曲線是否存在突變現象，若存在，則執行本專利技術方法，反之，若不存在，便不用通過本專利技術對吸氫性能曲線修正。如圖2所示，本專利技術吸氫材料吸氫性能曲線修正方法包括如下步驟：步驟1：基于真空計針對被測吸氫材料采集的原始數據(xi，yi)繪出的吸氫性能曲線(例如圖3中示出的吸氫性能曲線)，其中，xi為被測吸氫材料的吸氫容量(橫坐標)，yi為當吸氫容量為xi時對應得到的吸氫速率(縱坐標)，i＝1，2，...，n，即原始數據個數為n，確定出發生突變的左特征點xi1和右特征點xi2，xi1＜xi2，該左特征點xi1即作為突變區域的左邊界點，將區間[x1，xi1)對應的區域定為第一非突變區域(如圖3中示出的區域I即定為第一非突變區域)，將區間[xi1，xi2)對應的區域定為第一突變區域(如圖3中示出的區域II即定為第一突變區域)；步驟2：指定選點步進值Δi，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種吸氫材料吸氫性能曲線修正方法，其特征在于它包括如下步驟：步驟1：基于針對被測吸氫材料采集的原始數據(xi，yi)繪出的吸氫性能曲線，xi為被測吸氫材料的吸氫容量，yi為當吸氫容量為xi時對應得到的吸氫速率，i＝1，2，…，n，確定出發生突變的左特征點xi1和右特征點xi2，將區間[x1，xi1)對應的區域定為第一非突變區域，將區間[xi1，xi2)對應的區域定為第一突變區域；步驟2：指定選點步進值Δi，設定分割點xi3＝xi2+Δi，將區間[xi2，xi3)對應的區域定為第二突變區域，將區間[xi3，xn]對應的區域定為第二非突變區域；步驟3：將該第一突變區域和該第二突變區域中的該吸氫性能曲線部分去除，對該第一非突變區域和該第二非突變區域進行多項式擬合，擬合成下式1)示出的多項式函數P(x)：P(x)=Σk=0makxk---1)]]>在式1)中，ak為常數，k＝0，1，…，m，m為大于2的正整數；步驟4：計算該多項式函數P(x)與由原始數據繪出的該吸氫性能曲線之間在xi3點的偏差D(xi3)：D(xi3)=|yi3-P(xi3)yi3|×100%---2)]]>在式2)中，yi3為由原始數據繪出的該吸氫性能曲線在xi3點對應得到的吸氫速率，P(xi3)為多項式函數P(x)在xi3點對應得到的吸氫速率；步驟5：判斷偏差D(xi3)：若偏差D(xi3)大于偏差閾值，則將此時的分割點xi3的腳標增加Δi而得到新的分割點xi3，并重新確定第二突變區域[xi2，xi3)和第二非突變區域[xi3，xn]，返回步驟3；若偏差D(xi3)小于等于該偏差閾值，則將計算該偏差D(xi3)時所涉及的多項式函數P(x)作為修正后的吸氫性能曲線，完成對吸氫材料吸氫性能曲線中突變現象的修正。...

【技術特征摘要】
1.一種吸氫材料吸氫性能曲線修正方法，其特征在于它包括如下步驟：步驟1：基于針對被測吸氫材料采集的原始數據(xi，yi)繪出的吸氫性能曲線，xi為被測吸氫材料的吸氫容量，yi為當吸氫容量為xi時對應得到的吸氫速率，i＝1，2，...，n，確定出發生突變的左特征點xi1和右特征點xi2，將區間[x1，xi1)對應的區域定為第一非突變區域，將區間[xi1，xi2)對應的區域定為第一突變區域；步驟2：指定選點步進值Δi，設定分割點xi3＝xi2+Δi，將區間[xi2，xi3)對應的區域定為第二突變區域，將區間[xi3，xn]對應的區域定為第二非突變區域；步驟3：將該第一突變區域和該第二突變區域中的該吸氫性能曲線部分去除，對該第一非突變區域和該第二非突變區域進行多項式擬合，擬合成下式1)示出的多項式函數P(x)：在式1)中，ak為常數，k＝0，1，...，m，m為大于2的正整數；步驟4：計算該多項式函數P(x)與由原始數據繪出的該吸氫性能曲線之間在xi3點的偏差D(xi3)：在式2)中，yi3為由原始數據繪出的該吸氫性能曲線在xi3點對應得到的吸氫速率，P(xi3)為多項式函數P(x)在xi3點對應得到的吸氫速率；步驟5：判斷偏差D(xi3)：若偏差D(xi3)大于偏差閾值，則將此時的分割點xi3的腳標增加Δi而得到新的分割點x’i3，并重新確定第二突變區域[xi2，x’i3)和第二非突變區域[x’i3，xn]，返回步驟3；若偏差D(xi3)小于等于該偏差閾值，則將計算該偏差D(xi3)時所涉及的多項式函數P(x)作為修正后的吸氫...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊陽，趙旭山，邱昊辰，李志念，王樹茂，劉曉鵬，蔣利軍，
申請(專利權)人：北京有色金屬研究總院，
類型：發明
國別省市：北京;11