基于量子模糊控制实现海洋酸性处理的装置、方法、介质和设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于量子模糊控制实现海洋酸性处理的装置、方法、介质和设备。在该装置中，注入组件将混合了空气的海水注入电离反应室；一个或多个电离组件对混合了空气的海水进行电离处理；排出组件将电离处理后的海水排出；量子模糊控制模块从反应状态检测组件获取反应状态参数，根据反应状态参数按照量子模糊控制策略输出反应控制参数调整量，按照反应控制参数调整量自适应地调节注入组件的空气压力和/或电离调整器输出的电压与电流。应用本发明专利技术，基于量子模糊控制可以自适应调整控制参数实现海洋酸性弱化处理，灵活应对海洋环境的变化。变化。变化。

【技术实现步骤摘要】
基于量子模糊控制实现海洋酸性处理的装置、方法、介质和设备


[0001]本专利技术涉及量子计算与生态环保
，尤其涉及一种基于量子模糊控制实现海洋酸性处理的装置、方法、介质和设备。

技术介绍

[0002]海洋酸化与全球变暖之间存在密切关联，两者都由人类活动产生的大量温室气体所导致。工业化、城市化和交通等人类活动所产生的大量温室气体被排放到大气中，其中，二氧化碳是最主要的温室气体。温室气体捕获地球表面的热量，导致全球气温上升而引发全球变暖。海洋是地球上最大的二氧化碳吸收库，大约吸收了人类产生的 25% 至 30%二氧化碳。当大气中二氧化碳含量上升时，海洋会吸收更多二氧化碳以维持平衡。二氧化碳溶解在海水中形成碳酸，碳酸再进一步离解为碳酸氢根和碳酸根，该过程会导致海水中氢离子浓度增加，从而使海水酸性增加，引发海洋酸化。
[0003]下面详细介绍海洋酸化的反应过程。首先，二氧化碳溶解在海水中，与水分子结合形成碳酸： ；然后，碳酸作为一种弱酸会进一步离解成氢离子和碳酸氢根离子：；最后，碳酸氢根离子还可以进一步离解，生成另一个氢离子和碳酸根离子：。该反应过程导致海水中氢离子浓度增加，造成海水酸性增加，这就是所谓的“海洋酸化现象”。
[0004]海洋酸化和全球变暖都会对海洋生态系统产生严重影响，尤其会影响海洋生物的生长、繁殖和生存。特别是依赖碳酸盐离子形成外壳或骨骼的生物，如珊瑚、贝类和某些浮游生物。海洋世界里21%的物种生活在珊瑚礁海域，更广泛而言，它们也必将受到严重影响。全球变暖导致海水逐步酸化的趋势将势不可挡，预计海水的PH值在2100年时就会达到7.8，届时大量的鱼类会因海水酸化而死亡。为共同应对海洋酸化产生的严重影响，需要在未来的近80年里采取有效的抗酸化措施，降低或减缓海洋酸化，避免造成海洋生态的灾难式重大损失。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供基于量子模糊控制实现海洋酸性处理的装置、方法、介质和设备，用于达到抵消因海水吸收大气中二氧化碳造成的海洋酸化的目的。
[0006]根据本专利技术的一方面，提供一种基于量子模糊控制实现海洋酸性处理的装置，包括电离反应室1、一个或多个电离组件20、电源4、电离调整器5、反应状态检测组件8、控制参量检测组件9和量子模糊控制模块10，其中，所述一个或多个电离组件20置于电离反应室1中，用于对混合了空气的海水进行电离处理；电源4、电离调整器5和量子模糊控制模块10置于电离反应室1外，电源4用于为电离调整器5提供直流电，电离调整器5用于调整一个或多个电离组件20的工作状态；反应状态检测组件8位于电离反应室1内部，用于检测电离反应室1内海水的反应状态参数；控制参量检测组件9位于电离反应室1外部，用于检测电离调整器5当前的反应控制参数；量子模糊控制模块10，用于从反应状态检测组件8获取反应状态参数，从控制参量检测组件9获取反应控制参数，根据反应状态参数按照量子模糊控制策略得到量子模糊控制信号，根据量子模糊控制信号输出反应控制参数调整量自适应调节电离调整器5输出的反应控制参数；所述反应状态参数包括PH值、碳酸盐盐度、碳酸盐溶解度；所述反应控制参数包括电离调整器5输出的电压和/或电流值。
[0007]根据本专利技术的一个实施例，基于量子模糊控制实现海洋酸性处理的装置还包括注入组件6和排出组件7，所述注入组件6以贯通方式置于电离反应室1的壁上，用于将混合了空气的海水从外部注入电离反应室1内部；所述排出组件7以贯通方式置于电离反应室1的壁上，用于将电离处理后的海水从电离反应室1内部排出至外部。
[0008]根据本专利技术的一个实施例，反应控制参数还包括注入组件6的注入压力；控制参量检测组件9检测注入组件6获得注入压力；量子模糊控制模块10从反应状态检测组件8获取反应状态参数，从控制参量检测组件9获取注入压力，根据反应状态参数并按照量子模糊控制策略生成量子模糊控制信号，根据量子模糊控制信号确定出反应控制参数调整量，按照反应控制参数调整量自适应调节注入组件6的注入压力。
[0009]根据本专利技术的一个实施例，每个电离组件20包括矿物电离正极2和矿物电离负极3，所述矿物电离正极2和矿物电离负极3的形状为圆柱状、方柱状、平板状、圆筒状，配置为交替排列的平板电极组。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，矿物电离正极2和矿物电离负极3的材质包括硅酸镁和/或硅酸钙。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，量子模糊控制模块10包括模糊集合单元101、量子电路102、反模糊化单元103、PID控制单元107，其中，模糊集合单元101，被配置为根据反应状态参数建立模糊集；量子电路102，用于对模糊集进行量子模糊推理；反模糊化单元103，被配置为对量子模糊推理结果进行反模糊化，得到量子模糊控制信号；PID控制单元107，用于根据量子模糊控制信号输出反应控制参数调整量。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，量子模糊控制模块10还包括异常检测单元104、容错处理单元105、量子优化单元106，其中，异常检测单元104，被配置为对量子模糊控制信号进行异常检测；容错处理单元105，被配置为在异常检测单元104检测到异常值时，对量子模糊控制信号进行容错处理并输出无异常值的量子模糊控制信号至量子优化单元106；
量子优化单元106，被配置为对无异常值的量子模糊控制信号进行量子优化处理，重新多次执行量子模糊控制过程，输出优化后的量子模糊控制信号。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，电源4为光伏发电机、潮汐发电机、风力发电机、温差发电机。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，电离反应室1内置有硅酸盐、生物催化剂、化学催化剂。
[0015]根据本专利技术的另一方面，提供一种基于量子模糊控制实现海洋酸性处理的方法，该方法包括以下步骤：将空气和海水混合后注入至电离反应室；利用一个或多个电离组件在电离反应室对海水进行电离处理；检测获取电离反应室内海水的反应状态参数，所述反应状态参数包括PH值、碳酸盐盐度、碳酸盐溶解度；根据反应状态参数按照量子模糊控制策略生成量子模糊控制信号；根据量子模糊控制信号得到反应控制参数调整量，所述反应控制参数包括注入压力、电离处理的电压和电流；按照反应控制参数调整量调节反应控制参数。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，将空气和海水混合后注入至电离反应室的步骤还包括：将硅酸盐加入至电离反应室，和/或，将生物催化剂或化学催化剂加入电离反应室；和/或，通过加压、或水流控制、或多孔管道将空气中的二氧化碳与海水充分混合。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，根据反应状态参数按照量子模糊控制策略生成量子模糊控制信号，包括：根据反应状态参数建立模糊集；利用量子电路对模糊集进行量子模糊推理，得到量子模糊推理结果；对所述量子模糊推理结果进行反模糊化，得到量子模糊控制信号；对量子模糊控制信号进行异常检测，如果存在异常值则进行容错处理；若无异常值，则执行量子优化处理，重新执行量子模糊控制过程，输出优化后的量子模糊控制信号。
[0018]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于量子模糊控制实现海洋酸性处理的装置，其特征在于，包括电离反应室（1）、一个或多个电离组件（20）、电源（4）、电离调整器（5）、反应状态检测组件（8）、控制参量检测组件（9）和量子模糊控制模块（10），其中，所述一个或多个电离组件（20）置于电离反应室（1）中，用于对混合了空气的海水进行电离处理；电源（4）、电离调整器（5）和量子模糊控制模块（10）置于电离反应室（1）外，电源（4）用于为电离调整器（5）提供直流电，电离调整器（5）用于调整一个或多个电离组件（20）的工作状态；反应状态检测组件（8）位于电离反应室（1）内部，用于检测电离反应室（1）内海水的反应状态参数；控制参量检测组件（9）位于电离反应室（1）外部，用于检测电离调整器（5）当前的反应控制参数；量子模糊控制模块（10），用于从反应状态检测组件（8）获取反应状态参数，从控制参量检测组件（9）获取反应控制参数，根据反应状态参数按照量子模糊控制策略得到量子模糊控制信号，根据量子模糊控制信号输出反应控制参数调整量自适应调节电离调整器（5）输出的反应控制参数；所述反应状态参数包括PH值、碳酸盐盐度、碳酸盐溶解度；所述反应控制参数包括电离调整器（5）输出的电压和/或电流值。2.根据权利要求1所述的基于量子模糊控制实现海洋酸性处理的装置，其特征在于，所述装置还包括注入组件（6）和排出组件（7），所述注入组件（6）以贯通方式置于电离反应室（1）的壁上，用于将混合了空气的海水从外部注入电离反应室（1）内部；所述排出组件（7）以贯通方式置于电离反应室（1）的壁上，用于将电离处理后的海水从电离反应室（1）内部排出至外部。3.根据权利要求2所述的基于量子模糊控制实现海洋酸性处理的装置，其特征在于，所述反应控制参数还包括注入组件（6）的注入压力；控制参量检测组件（9）检测注入组件（6）获得注入压力；所述量子模糊控制模块（10）从反应状态检测组件（8）获取反应状态参数，从控制参量检测组件（9）获取注入压力，根据反应状态参数并按照量子模糊控制策略生成量子模糊控制信号，根据量子模糊控制信号确定出反应控制参数调整量，按照反应控制参数调整量自适应调节注入组件（6）的注入压力。4.根据权利要求1所述的基于量子模糊控制实现海洋酸性处理的装置，其特征在于，每个电离组件（20）包括矿物电离正极（2）和矿物电离负极（3），所述矿物电离正极（2）和矿物电离负极（3）的形状为圆柱状、方柱状、平板状、圆筒状，配置为交替排列的平板电极组。5.根据权利要求4所述的基于量子模糊控制实现海洋酸性处理的装置，其特征在于，所述矿物电离正极（2）和矿物电离负极（3）的材质包括硅酸镁和/或硅酸钙。6.根据权利要求1至3中任一项所述的基于量子模糊控制实现海洋酸性处理的装置，其特征在于，所述量子模糊控制模块（10）包括模糊集合单元（101）、量子电路（102）、反模糊化单元（103）、PID控制单元（107），其中，模糊集合单元（101），被配置为根据反应状态参数建立模糊集；量子电路（102），用于对模糊集进行量子模糊推理；反模糊化单元（103），被配置为对量子模糊推理结果进行反模糊化，得到量子模糊...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾祥洪，陈柳平，周卓俊，韩琢，罗乐，李杨，
申请(专利权)人：启科量子技术珠海有限公司，
类型：发明
国别省市：