本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種基于多元線性回歸的煤質(zhì)工業(yè)分析方法，利用一組各工業(yè)分析指標(biāo)值都已知的燃煤樣品，由LIBS的煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)檢測(cè)得到的等離子體光譜數(shù)據(jù)，分別建立各工業(yè)分析指標(biāo)值的多元線性回歸關(guān)聯(lián)式對(duì)于待測(cè)燃煤樣品的工業(yè)分析，通過(guò)已經(jīng)建立的多元線性回歸關(guān)聯(lián)式，分別引入對(duì)各工業(yè)分析指標(biāo)值具有顯著貢獻(xiàn)的元素的特征譜線強(qiáng)度，得到工業(yè)分析結(jié)果。本發(fā)明專利技術(shù)綜合利用了對(duì)各工業(yè)分析指標(biāo)具有顯著貢獻(xiàn)的相關(guān)元素的譜線信息，簡(jiǎn)化了由LIBS分析燃煤工業(yè)分析指標(biāo)的過(guò)程，提高了定量分析的速度和精確度。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種煤質(zhì)工業(yè)分析方法，特別涉及。
技術(shù)介紹
在煤炭利用行業(yè)，煤質(zhì)特性尤其是工業(yè)分析指標(biāo)的快速檢測(cè)對(duì)于提高煤炭資源和能源利用率至關(guān)重要。傳統(tǒng)檢測(cè)方法需要對(duì)原煤采樣后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行離線分析，整個(gè)分析周期一般需要幾個(gè)小時(shí)，難以達(dá)到工業(yè)過(guò)程中煤質(zhì)特性快速檢測(cè)的要求。隨著技術(shù)光電和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了一些煤質(zhì)在線分析儀，目前市場(chǎng)上比較有代表性的煤質(zhì)快速分析裝置包括基于X射線熒光光譜分析技術(shù)的煤質(zhì)分析儀和基于Y射線技術(shù)及中子活化分析技術(shù)(PGNAA)的煤質(zhì)在線分析儀。X射線熒光光譜分析技術(shù)難以分析原子量小于23的元素，而且分析精確度有待提高。中子瞬發(fā)γ射線活化分析技術(shù)中Y射線存在明顯的安全隱患，雙能Y射線投射法測(cè)量精度受重礦物(如鐵)含量波動(dòng)的影響較大，同時(shí)該類設(shè)備的成本較高，不利于市場(chǎng)推廣。近些年來(lái),激光誘導(dǎo)擊穿光譜(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS) 技術(shù)因?yàn)榫哂袩o(wú)需樣品預(yù)處理，能夠?qū)崿F(xiàn)多組分同步快速測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)逐步發(fā)展成為一種潛在的在線檢測(cè)技術(shù)，被嘗試應(yīng)用于各種工業(yè)過(guò)程的質(zhì)量控制和過(guò)程監(jiān)測(cè)。LIBS技術(shù)在煤質(zhì)工業(yè)分析指標(biāo)在線檢測(cè)中的應(yīng)用一般需要先根據(jù)等離子體光譜信息定量分析得到相關(guān)元素的含量，再通過(guò)擬合關(guān)聯(lián)式計(jì)算得到相應(yīng)的工業(yè)分析指標(biāo)，分析結(jié)果的精確度受到較大限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于多元線性回歸煤質(zhì)工業(yè)分析方法，該方法利用LIBS煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)，選取合適的元素譜線信息，再通過(guò)多元線性回歸關(guān)聯(lián)式直接計(jì)算得到工業(yè)分析指標(biāo)值。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是—種基于多元線性回歸的煤質(zhì)工業(yè)分析方法，其特征是該方法包括了如下步驟第一步首先利用各工業(yè)分析指標(biāo)值(主要為水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳和熱值) 已知的一組燃煤樣品進(jìn)行定標(biāo)；利用基于LIBS的煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)對(duì)燃煤樣品進(jìn)行檢測(cè)， 得到不同燃煤樣品的激光等離子體光譜數(shù)據(jù)，再根據(jù)原子光譜數(shù)據(jù)庫(kù)中不同元素的發(fā)射譜線標(biāo)示，記錄對(duì)應(yīng)的譜線強(qiáng)度；第二步利用第一步中一組定標(biāo)燃煤樣品的元素特征譜線強(qiáng)度，建立各工業(yè)分析指標(biāo)值初始的多元線性回歸關(guān)聯(lián)式，即C； = K + A0Z1 + P02I2 +K+ P0mIm +S0(1)上式中為定標(biāo)樣品中工業(yè)分析指標(biāo)j的質(zhì)量含量；Iffl為元素m的特性譜線強(qiáng)度；為元素m的回歸系數(shù)，通過(guò)最小二乘法確定；ε ^為回歸誤差，通過(guò)最小二乘法確定；第三步針對(duì)式(1)建立的各工業(yè)分析指標(biāo)值初始的多元線性回歸關(guān)聯(lián)式分別進(jìn)行回歸關(guān)聯(lián)式的顯著性檢驗(yàn)、回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)；第四步重復(fù)步驟第二步、第三步，逐個(gè)剔除對(duì)各工業(yè)分析指標(biāo)值不具有顯著貢獻(xiàn)的譜線強(qiáng)度值，分別保留對(duì)水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳和熱值具有顯著貢獻(xiàn)的元素譜線強(qiáng)度，最終建立各工業(yè)分析指標(biāo)值的多元線性回歸關(guān)聯(lián)式，如下式所示權(quán)利要求1.，其特征在于包括如下步驟第一步首先利用各工業(yè)分析指標(biāo)值已知的一組燃煤樣品進(jìn)行定標(biāo)；利用基于LIBS的煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)對(duì)燃煤樣品進(jìn)行檢測(cè)，得到不同燃煤樣品的激光等離子體光譜數(shù)據(jù)，再根據(jù)原子光譜數(shù)據(jù)庫(kù)中不同元素的發(fā)射譜線標(biāo)示，記錄對(duì)應(yīng)的譜線強(qiáng)度；第二步利用第一步得到的一組定標(biāo)燃煤樣品的元素特征譜線強(qiáng)度，建立各工業(yè)分析指標(biāo)值初始的多元線性回歸關(guān)聯(lián)式，即2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于第二步中引入了燃煤樣品中所含的主要元素C、H、0、N、S、Si、Al、Fe、Ca、Mg、K、Na和Ti的譜線強(qiáng)度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于第三步中對(duì)回歸方程的顯著性檢驗(yàn)采用F檢驗(yàn)，對(duì)回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)采用t檢驗(yàn)；F檢驗(yàn)和t檢驗(yàn)計(jì)算式分別如下所示4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的，其特征在于F 檢驗(yàn)、t檢驗(yàn)分別以顯著性水平α = 0. 05為基準(zhǔn)。全文摘要本專利技術(shù)公開(kāi)了，利用一組各工業(yè)分析指標(biāo)值都已知的燃煤樣品，由LIBS的煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)檢測(cè)得到的等離子體光譜數(shù)據(jù)，分別建立各工業(yè)分析指標(biāo)值的多元線性回歸關(guān)聯(lián)式對(duì)于待測(cè)燃煤樣品的工業(yè)分析，通過(guò)已經(jīng)建立的多元線性回歸關(guān)聯(lián)式，分別引入對(duì)各工業(yè)分析指標(biāo)值具有顯著貢獻(xiàn)的元素的特征譜線強(qiáng)度，得到工業(yè)分析結(jié)果。本專利技術(shù)綜合利用了對(duì)各工業(yè)分析指標(biāo)具有顯著貢獻(xiàn)的相關(guān)元素的譜線信息，簡(jiǎn)化了由LIBS分析燃煤工業(yè)分析指標(biāo)的過(guò)程，提高了定量分析的速度和精確度。文檔編號(hào)G01N21/63GK102313722SQ201110260869公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日專利技術(shù)者盧偉業(yè), 姚順春, 張曦, 李俊彥, 李軍, 潘鳳萍, 董美蓉, 鐘子銘, 陸繼東, 陳世和 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué), 廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種基于多元線性回歸的煤質(zhì)工業(yè)分析方法，其特征在于包括如下步驟：第一步首先利用各工業(yè)分析指標(biāo)值已知的一組燃煤樣品進(jìn)行定標(biāo)；利用基于ＬＩＢＳ的煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)對(duì)燃煤樣品進(jìn)行檢測(cè)，得到不同燃煤樣品的激光等離子體光譜數(shù)據(jù)，再根據(jù)原子光譜數(shù)據(jù)庫(kù)中不同元素的發(fā)射譜線標(biāo)示，記錄對(duì)應(yīng)的譜線強(qiáng)度；第二步利用第一步得到的一組定標(biāo)燃煤樣品的元素特征譜線強(qiáng)度，建立各工業(yè)分析指標(biāo)值初始的多元線性回歸關(guān)聯(lián)式，即（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）Ｃ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）＆ｂｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）＆ｂｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｉ（／ｍｉ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）＆ｂｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｉ（／ｍｉ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｉ）＆ｂｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂｓｕｐ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｉ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｅｐｓｉｖ；（／ｍｉ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）上式中：為定標(biāo)樣品中工業(yè)分析指標(biāo)ｊ的質(zhì)量含量；Ｉｍ為元素ｍ的特性譜線強(qiáng)度；為元素ｍ的回歸系數(shù)，通過(guò)最小二乘法確定；ε０為回歸誤差，通過(guò)最小二乘法確定；第三步對(duì)式（１）建立的各工業(yè)分析指標(biāo)值初始的多元線性回歸關(guān)聯(lián)式分別進(jìn)行回歸關(guān)聯(lián)式的顯著性檢驗(yàn)、回歸系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)；第四步重復(fù)第二步、第三步，分別保留對(duì)水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳和熱值具有顯著貢獻(xiàn)的元素譜線強(qiáng)度，最終建立各工業(yè)分析指標(biāo)值的多元線性回歸關(guān)聯(lián)式，如下式所示：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｃ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｂ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｉ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）式中：Ｃｊ為待測(cè)燃煤樣品的工業(yè)分析指標(biāo)ｊ的質(zhì)量含量，ａｊ為工業(yè)分析指標(biāo)ｊ多元線性回歸關(guān)聯(lián)式的常數(shù)，ｂｉ為對(duì)工業(yè)分析指標(biāo)ｊ有顯著貢獻(xiàn)的元素ｉ的強(qiáng)度回歸系數(shù)，ｋ為對(duì)工業(yè)分析指標(biāo)ｊ有顯著貢獻(xiàn)的元素個(gè)數(shù)，Ｉｉ為對(duì)工業(yè)分析指標(biāo)ｊ有顯著貢獻(xiàn)的元素ｉ的特性譜線強(qiáng)度；第五步對(duì)于待檢測(cè)的燃煤樣品，利用基于ＬＩＢＳ的煤質(zhì)在線分析系統(tǒng)檢測(cè)得到待測(cè)燃煤樣品中的激光等離子體光譜數(shù)據(jù)，將其中對(duì)工業(yè)分析指標(biāo)值有顯著貢獻(xiàn)的元素特征譜線強(qiáng)度數(shù)據(jù)依次代入公式（２），分別得到待測(cè)燃煤樣品中的水分、灰分、揮發(fā)分、固定碳和熱值。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姚順春，陸繼東，陳世和，董美蓉，潘鳳萍，李軍，張曦，李俊彥，鐘子銘，盧偉業(yè)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：華南理工大學(xué)，廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：81
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