【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数据去噪处理，具体涉及一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法及系统。
技术介绍
1、差分紫外光谱技术是一种利用材料对紫外光波段的吸收特性进行分析的方法，特别适合于监测如氮、硫等含有特定紫外光吸收特性的化学物质。利用差分光谱的技术手段来提高信号与噪声的比值，针对差分紫外光谱数据的复杂性，通过数据处理算法以提取准确的氮硫浓度信息，避免干扰和误差；因此，对氮硫曲线进行去噪处理是提高检测准确性和灵敏度的关键步骤。
2、现有技术中，采用移动平均算法去除光谱曲线中的噪声；但由于平均窗口过大时，会导致光谱曲线峰值信息的丢失，导致依据峰值信息得到的样本浓度测量出现误差；相反地，平均窗口过小时，会存在部分噪声的残留；因此平均窗口大小设置不佳使得去噪的效果较差，导致检测到的氮硫浓度出现误差。
技术实现思路
1、为了解决平均窗口大小设置不佳使得去噪的效果较差，导致检测到的样本浓度出现误差的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法及系统，所采用的技术方案具体如下：
2、本专利技术提出了一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法，所述方法包括：
3、获取氮硫样本的光谱曲线；所述光谱曲线包括不同波长对应的反射强度；
4、将光谱曲线进行离散化，获得光谱曲线上的数据点；获取光谱曲线的多个数据段，根据每个数据段内相邻数据点之间局部反射强度的变化趋势，获得每个数据段内的曲线波动性；根据每个数据段内的所述曲线波动性筛选
5、任选一个吸收峰近似区域作为目标数据段；根据目标数据段与对应不同预设邻域范围内其他数据段之间曲线波动性的差异，获得不同预设邻域范围内的可合并性；根据所述可合并性判断出目标数据段的合并邻域范围；改变目标数据段，获得多个合并邻域范围；
6、根据不同合并邻域范围内数据点对应反射强度的波动特征，以及合并邻域范围的波长范围，获得最优平均窗口大小；根据所述最优平均窗口大小对光谱曲线进行去噪处理，获得去噪光谱曲线；
7、根据所述去噪光谱曲线对氮硫进行原位测量。
8、进一步地，所述数据点的获取方法包括：
9、采用奈奎斯特采样定理，获得光谱曲线的最小采样频率；计算最小采样频率的倒数并取整数，作为采样步长；以采样步长为间隔将光谱曲线离散化，获得光谱曲线上的数据点。
10、进一步地，所述曲线波动性的获取方法包括：
11、在光谱曲线上，依次获取预设波长范围的数据点，构成数据段；
12、获取光谱曲线的拟合函数；
13、在每个数据段内，计算拟合函数在相邻数据点之间的积分，作为相邻数据点之间的局部反射强度；
14、计算两个相邻局部反射强度之间的差异，作为第一差异；
15、计算每个数据段内所有相邻局部反射强度之间的所述第一差异的均值，并进行归一化，作为每个数据段的曲线波动性。
16、进一步地，所述吸收峰近似区域的获取方法包括：
17、若数据段的曲线波动性在预设波动阈值范围内，对应数据段作为吸收峰近似区域。
18、进一步地，所述可合并性的获取方法包括：
19、在目标数据段的每个预设邻域范围内，计算目标数据段比上预设邻域范围内每个其他数据段之间的比值，作为第一比值；计算目标数据段和预设邻域范围内每个其他数据段之间所述第一比值与预设常数的差异，作为第一差异；计算目标数据段和预设邻域范围内所有其他数据段之间所述第一差异的均值，作为每个预设邻域范围内的可合并性。
20、进一步地，所述合并邻域范围的获取方法包括：
21、若出现预设邻域范围内的所述可合并性未处在预设合并阈值范围内，对应前一预设邻域范围判断为合并邻域范围。
22、进一步地，所述最优平均窗口大小的获取方法包括：
23、计算合并邻域范围内最大波长和最小波长之间的差异，作为合并邻域范围的波长范围；
24、根据最优平均窗口大小的获取公式获得最优平均窗口大小，最优平均窗口大小的获取公式为：
25、；其中，表示最优平均窗口大小；表示第个合并邻域范围的波长范围；表示第个合并邻域范围内的数据点；表示第个合并邻域范围内数据点对应反射强度；表示第个合并邻域范围内数据点对应反射强度的方差；表示合并邻域范围的数量；表示归一化函数。
26、进一步地，所述去噪光谱曲线的获取方法包括：
27、基于所述最优平均窗口大小，对光谱曲线采用移动平均算法进行去噪处理，获得去噪光谱曲线。
28、进一步地，所述预设波动阈值范围为。
29、本专利技术还提出了一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现任意一项所述一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法的步骤。
30、本专利技术具有如下有益效果：
31、本专利技术为了简化数据处理过程，同时保留足够的信息，将光谱曲线进行离散化，获得光谱曲线上的数据点；获取光谱曲线的多个数据段，根据每个数据段内相邻数据点之间局部反射强度的变化趋势，获得每个数据段内的曲线波动性，有助于更精细地分析每个数据段内的局部特性，描述光谱曲线的结构特征；根据每个数据段内的曲线波动性筛选出吸收峰近似区域，关注包含重点特征信息的区域，提高光谱分析的针对性；任选一个吸收峰近似区域作为目标数据段；为了吸收峰的形态更加清晰和准确，根据目标数据段与对应不同预设邻域范围内其他数据段之间曲线波动性的差异，获得不同预设邻域范围内的可合并性，评估数据段之间的相似性和可合并性；根据可合并性判断出目标数据段的合并邻域范围，更好地反映物质的光谱特性，描述吸收峰完整的形态特征，使得光谱数据更具解释性；改变目标数据段，获得多个合并邻域范围；根据不同合并邻域范围内数据点对应反射强度的波动特征，以及对应波长范围，获得最优平均窗口大小，可以最大限度地保留光谱曲线的有用信息，同时有效去除噪声和干扰；根据最优平均窗口大小对光谱曲线进行去噪处理，获得去噪光谱曲线，更精确的去除光谱曲线中的噪声成分，提高光谱数据的信噪比；对氮硫样本进行原位测量。本专利技术获得光谱曲线去噪过程中合适的平均窗口大小，优化去噪效果，准确测量浓度。
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1.一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法，其特征在于，所述数据点的获取方法包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法，其特征在于，所述曲线波动性的获取方法包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法，其特征在于，所述吸收峰近似区域的获取方法包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法，其特征在于，所述可合并性的获取方法包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法，其特征在于，所述合并邻域范围的获取方法包括：
7.根据权利要求1所述的一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法，其特征在于，所述最优平均窗口大小的获取方法包括：
8.根据权利要求1所述的一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法，其特征在于，所述去噪光谱曲线的获取方法包括：
9.根据权利要求4所述的一种基
10.一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量系统，所述系统包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1~9任意一项所述一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法，其特征在于，所述数据点的获取方法包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法，其特征在于，所述曲线波动性的获取方法包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法，其特征在于，所述吸收峰近似区域的获取方法包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法，其特征在于，所述可合并性的获取方法包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于差分紫外光谱技术的氮硫原位测量方法，其特征在于，所述合并...
【专利技术属性】
技术研发人员：张守庆，丁庆峰，成太平，沈红燕，孔令彪，师蕴慧，王文龙，宋玉健，
申请(专利权)人：山东创宇能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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