长期观测pH电极电位连续漂移补偿与pH动态计算方法技术

本发明专利技术涉及pH电极校准技术领域，提出了长期观测pH电极电位连续漂移补偿与pH动态计算方法，包括变步长自适应指数平滑动态预测方法，具体包括判断平滑系数α大小与误差平方和SSE的转折趋势，建立变步长搜索和多项式曲线拟合最小二乘法建立误差平方和SSE与平滑系数α连续函数关系，然后求解f'(α)＝0实现平滑指数α的动态快速寻优。通过上述技术方案，能够更快更准确的预测到电极漂移量，通过预测到的电极漂移量，能够对pH电极实际检测的响应电位进行校正，使用校正后的响应电位输入到能斯特方程运算，得出更为精准的pH值，实现pH电极免校准下的长期原位监测。免校准下的长期原位监测。

【技术实现步骤摘要】
长期观测pH电极电位连续漂移补偿与pH动态计算方法


[0001]本专利技术涉及pH电极校准
，具体的，涉及长期观测pH电极电位连续漂移补偿与 pH动态计算方法。

技术介绍

[0002]pH值是地下水环境质量和污染物控制的重要常规指标。近年来，随着地下水环境监控与地下水污染预警的紧迫要求，地下水原位在线监测逐渐替代人工监测，以便获取地下水实时、真实和准确的监测数据，及时掌控地下水的水质状况。
[0003]然而由于电极传感器玻璃工作电极水合层结构的持续改变、参比电极电解液的变化、应用环境的复杂多变性等原因，电极传感器的响应电压输出随温度和时间将发生显著的电位漂移，引起电极传感器的非线性和漂移特性，造成明显的量测误差，严重限制了水质传感器在原位监测方面的应用。
[0004]目前，针对温度与pH电极响应电压的非线性特性的关系研究较深，主要是通过斜率与温度的量化校正补偿关系，结合定期对电极传感器的人工校正，一定程度上弥补了电位漂移对测量精度和稳定性的影响。在长期原位监测的场合，尽管能够实现温度的实时补偿校正，但由于缺乏对时间漂移的有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.长期观测pH电极电位连续漂移补偿与pH动态计算方法，其特征在于，包括变步长自适应指数平滑动态预测方法，具体包括如下步骤，S101：输入电极漂移量时间序列{X
t
}，其中t＝(1,2,...,N)，所述电极漂移量为pH电极响应电位前后差值的累积量；S102：输入平滑指数α，其中α∈(0,1)，以0.1为平滑指数α的长步长值，得到平滑系数序列{α
n
}，其中n＝(1,2,...,10)，α1∈(0,0.1)；S103：根据平滑系数序列{α
n
}，采用一次指数平滑法对电极漂移量时间序列{X
t
}进行运算，得到一次指数平滑法误差平方和序列{SSE
1n
}，采用二次指数平滑法对电极漂移量时间序列{X
t
}进行运算，得到二次指数平滑法误差平方和序列{SSE
2n
}；S104：通过变步长搜索和多项式曲线拟合最小二乘法建立误差平方和SSE与平滑系数α之间的连续函数关系SSE＝f(α)；S105：判断一次指数平滑法误差平方和序列{SSE
1n
}和二次指数平滑法误差平方和序列{SSE
2n
}的趋势，如果{SSE
1n
}和{SSE
2n
}均不在转折点，采用移动平均法对电极漂移量时间序列{X
t
}进行预测；如果{SSE
1n
}存在转折点，{SSE
2n
}不存在转折点，获取存在转折点的SSE
1n
对应的平滑系数α
n
，在[α
n
‑
0.1，α
n
+0.1]范围内，以0.02为短步长值获取多个平滑系数α
n
，采用一次指数平滑法对电极漂移量时间序列{X
t
}进行预测，并计算误差平方和SSE，当f'(α
best
)＝0时，对应的α
best
为最优平滑系数；如果{SSE
1n
}和{SSE
2n
}均存在转折点，判断存在转折点的SSE
1n
对应α
n
的是否大于0.5，若是，获取存在转折点的SSE
2n
对应的平滑系数α
n
，在[α
n
‑
0.1,α
n
+0.1]范围内，以0.02为短步长值获取多个平滑系数α
n
，采用二次指数平滑法对电极漂移量时间序列{X
t
}进行预测，并计算误差平方和SSE，当f'(α
best
)＝0时，对应的α
best
为最优平滑系数，若否，获取存在转折点的SSE
1n
对应的平滑系数α
n
，在[α
n
‑
0.1,α
n
+0.1]...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵学亮，魏光华，郭颖平，李康，袁爱军，庞丽丽，
申请(专利权)人：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心，
类型：发明
国别省市：