【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光触媒检测，具体是一种基于光触媒覆膜层检测系统及方法。
技术介绍
1、光触媒技术是一种新型的空气净化技术，可通过向特殊材料表面施加光触媒达到对有害气体分解净化的作用。光触媒覆膜层是光触媒技术中的一种重要组成部分，常被广泛应用于建筑物内部、人员密集场所以及车辆等空气净化设备中。由于其表面秉承有光触媒，能够降解空气中的有害物质，有效清除空气中的污染物，因此应用场景非常广泛。
2、其中，光触媒覆膜层的检测和监管尤其重要。光触媒覆膜层表面的反应和光催化降解有害物质的效果和寿命与其质量、成分和制备方法等因素密切相关。合格的光触媒覆膜层可以有效减少空气污染物，保障人们的身体健康和舒适。相反，低质量、劣质的覆膜层不仅不能有效减少污染物，而且可能会被污染物所反作用，降低净化效果，甚至存在健康风险，造成巨大的财产损失和人身伤害。
3、在此背景下，光触媒覆膜层检测的主要弊端包括以下方面：
4、1.检测成本高昂，需要耗费大量人力、物力和财力。
5、2.非破坏性检测方法的准确度较低，需要通过连续性检测之后才能确定问题所在。
6、3.现有检测方法不能够实时监测和跟踪覆膜层的变化，难以及时发现问题和采取措施。
技术实现思路
1、针对上述技术的不足，本专利技术公开一种光触媒覆膜层检测系统及方法，通过评估算法评价预测光触媒覆膜层的使用时间以及磨损程度，通过混合聚类算法将异常信息和正常信息分类，通过分布式并行加速模型处理信息数据以及信息处理报
2、为了实现上述技术效果，本专利技术采用技术方案：
3、一种光触媒覆膜层检测系统，包括采集模块、光照模块、存储模块、处理模块和显示模块；
4、光照模块为光学仪器提供补给光；
5、采集模块用于获取光触媒覆膜层的表面形态参数信息；
6、处理模块用于处理获取的光触媒覆膜层表面形态参数信息；所述处理模块包括分析单元、清洗单元、分类单元、去噪单元和排序单元；所述清洗单元采用插值算法对收集的表面形态参数信息进行查缺并对缺失的部分进行补充，所述去噪单元采用小波变换法去除表面形态参数信息异常部分，所述分类单元通过混合聚类算法将异常信息和正常信息分类，所述排序单元用于将数据按照时间顺序进行排序，所述分析单元通过评估算法评价预测光触媒覆膜层的使用时间以及磨损程度，所述清洗单元的输出端连接去噪单元的输入端，所述去噪单元的输出端连接分类单元的输入端，所述分类单元的输出端连接排序单元的输入端，所述排序单元的输出端连接分析单元的输入端；
7、存储模块用于储存处理后的光触媒覆膜层表面形态参数信息数据；
8、显示模块通过多终端展示光触媒覆膜层的表面形态以及检测报表；
9、所述光照模块的输出端连接采集模块的输入端，所述采集模块的输出端连接处理模块的输入端，所述处理模块的输出端连接存储模块的输入端，所述存储模块的输出端连接显示模块的输入端。
10、作为本专利技术进一步的实施例，所述采集模块包括光度单元、相位单元、厚度单元、粒度单元和粗糙度单元，所述光度单元用于用于检测光触媒覆膜层的光催化性能，所述相位单元用于检测涂层的厚度及涂层与基底的附着力，所述厚度单元用于测量光触媒薄膜的厚度，所述粒度单元用于获取光触媒中的微观颗粒的粒径、形状和分布信息，所述粗糙度单元用于检测涂层表面的粗糙度；所述表面形态参数信息包括粗糙度、厚度、颗粒直径、形状和分布，所述粗糙度标准范围为0.05-1.6，所述厚度的标准范围为15-21mm，所述颗粒直径的标准范围为1-100nm。
11、作为本专利技术的进一步实施例所述显示模块包括远程交互单元和无线传输单元，所述远程交互单元用于远程查看和调整光触媒覆膜层的表面形态，所述无线传输单元用于与多终端进行无线通信并共享信息处理报表和检测日志。
12、作为本专利技术进一步的实施例，所述混合聚类算法的工作方法为：首先通过birch算法将数据进行初步聚类，得到较大的聚类簇，然后使用谱聚类算法对每一个聚类簇进行二次聚类，将簇内的数据进行更加细致的划分，接着使用层次聚类算法对小簇进行聚类，最后合并所有聚类结果，以得到最终的聚类结果。
13、在本申请中，对于初步聚类阶段，birch算法根据数据密度进行聚类，在初步聚类过程中，采用阈值参数threshold控制每个叶子节点上最多容纳的样本数量；采用branching factor参数b控制每个内部节点最多有多少个子节点等。
14、对于二次聚类阶段，将初步聚类得到的聚类簇进一步细分为若干个小簇。在二次聚类过程中，采用高斯核函数计算聚类簇相似度；采用lle局部嵌入方法进行降维；并根据数据集大小和密度分布因素选择k值。
15、具体地，通过采用pscad4.2.1/emtdc仿真软件进行初步聚类和二次聚类阶段实验，发现采用随机1000个样本进行聚类时，初步聚类获得的聚类簇大小一直大于样本的10％视为较大，因此birch算法将数据进行初步聚类得到较大的聚类簇；二次聚类获得的聚类簇大小一直小于样本的0.10％视为小，因此使用谱聚类算法对每一个聚类簇进行二次聚类得到小簇。
16、对于最后一个阶段，层次聚类算法可以将小簇进一步合并为更大的簇。该算法需要选择合适的距离度量方法、合并策略等参数来进行调参。
17、因此，在实际应用中，我们需要根据具体数据集和任务需求，不断尝试不同的参数设置，并通过评价指标(如轮廓系数、互信息等)来评估聚类效果，从而找到最佳的聚类结果。
18、作为本专利技术进一步的实施例，所述存储模块由多个存储元构成，所述存储模块包括图像数据单元、文本数据单元和电子表格数据单元。
19、作为本专利技术进一步的实施例，所述评估算法根据光触媒覆膜层表面形态参数信息的对比预测未来使用时间以及磨损变化程度，首先获取每个形态参数信息的平均得分，
20、
21、式(1)中，m表示表面形态参数个数，n表示磨损类数目，r(q,n)表示平均得分，g(m-1,n-d-1)表示累积得分，c(m,n)表示匹配得分，p(d,n)表示磨损因子；
22、惩罚因子的详细计算公式为：
23、
24、式(2)中，sn-d-1表示磨损类序列的前向索引；
25、匹配得分的详细计算公式为：
26、
27、式(3)中，p(q|sn,o)表示后验概率得分，α表示调节因子。
28、一种光触媒覆膜层检测方法，应用于所述的一种光触媒覆膜层检测系统，包括步骤：
29、步骤1、准备待检测的光触媒覆膜层样品并搭建测试环境；
30、通过光照模块搭建待检测的光触媒覆膜层样品所需的测试环境本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光触媒覆膜层检测系统，包括采集模块、光照模块、存储模块、处理模块和显示模块；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种光触媒覆膜层检测系统，其特征在于：所述采集模块包括光度单元、相位单元、厚度单元、粒度单元和粗糙度单元，所述光度单元用于检测光触媒覆膜层的光催化性能，所述相位单元用于检测涂层的厚度及涂层与基底的附着力，所述厚度单元用于测量光触媒薄膜的厚度，所述粒度单元用于获取光触媒中的微观颗粒的粒径、形状和分布信息，所述粗糙度单元用于检测涂层表面的粗糙度；所述表面形态参数信息包括粗糙度、厚度、颗粒直径、形状和分布，所述粗糙度标准范围为0.05-1.6，所述厚度的标准范围为15-21mm，所述颗粒直径的标准范围为1-100nm。
3.根据权利要求1所述的一种光触媒覆膜层检测系统，其特征在于：所述显示模块包括远程交互单元和无线传输单元，所述远程交互单元用于远程查看和调整光触媒覆膜层的表面形态，所述无线传输单元用于与多终端进行无线通信并共享信息处理报表和检测日志。
4.根据权利要求1所述的一种光触媒覆膜层检测系统，其特征在于：所述混合聚类算法的
5.根据权利要求1所述的一种光触媒覆膜层检测系统，其特征在于：所述存储模块由多个存储元构成，所述存储模块包括图像数据单元、文本数据单元和电子表格数据单元。
6.根据权利要求1所述的一种光触媒覆膜层检测系统，其特征在于：所述评估算法根据光触媒覆膜层表面形态参数信息的对比预测未来使用时间以及磨损变化程度，首先获取每个形态参数信息的平均得分，
7.一种光触媒覆膜层检测方法，其特征在于：应用于权利要求1-5中任意一项权利要求所述的一种光触媒覆膜层检测系统，所述方法包括步骤：
8.根据权利要求7所述的一种光触媒覆膜层检测方法，其特征在于：所述分布式并行加速模型的工作方法为：首先通过分割层采用混合分割算法将原始数据划分为多个子数据集以便在不同的计算节点上进行处理，然后通过分配层将计算任务分配给不同的计算节点以便并行计算，接着各个节点在处理层利用本地化计算能力将分配的数据子集进行处理和计算，最后各个计算节点通过整合层将计算结果传回主节点，并在主节点上对结果进行整合和合并以得到最终结果。
9.根据权利要求8所述的一种光触媒覆膜层检测方法，其特征在于：所述混合分割算法的工作方法为：首先利用LSH分割算法将原始数据集分割成若干个子集，每个子集包含若干个数据点，然后对每个子集使用PageRank分割算法，将子集中的数据点进一步分割成若干个密度相连的区域，最后对所有子集中的区域进行聚类，得到最终的聚类结果。
...【技术特征摘要】
1.一种光触媒覆膜层检测系统，包括采集模块、光照模块、存储模块、处理模块和显示模块；其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种光触媒覆膜层检测系统，其特征在于：所述采集模块包括光度单元、相位单元、厚度单元、粒度单元和粗糙度单元，所述光度单元用于检测光触媒覆膜层的光催化性能，所述相位单元用于检测涂层的厚度及涂层与基底的附着力，所述厚度单元用于测量光触媒薄膜的厚度，所述粒度单元用于获取光触媒中的微观颗粒的粒径、形状和分布信息，所述粗糙度单元用于检测涂层表面的粗糙度；所述表面形态参数信息包括粗糙度、厚度、颗粒直径、形状和分布，所述粗糙度标准范围为0.05-1.6，所述厚度的标准范围为15-21mm，所述颗粒直径的标准范围为1-100nm。
3.根据权利要求1所述的一种光触媒覆膜层检测系统，其特征在于：所述显示模块包括远程交互单元和无线传输单元，所述远程交互单元用于远程查看和调整光触媒覆膜层的表面形态，所述无线传输单元用于与多终端进行无线通信并共享信息处理报表和检测日志。
4.根据权利要求1所述的一种光触媒覆膜层检测系统，其特征在于：所述混合聚类算法的工作方法为：首先通过birch算法将数据进行初步聚类，得到较大的聚类簇，然后使用谱聚类算法对每一个聚类簇进行二次聚类，将簇内的数据进行更加细致的划分，接着使用层次聚类算法对小簇进行聚类，最后合并所有聚类结果，以得到最终的聚类结果。
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：付建锋，孙子钧，韦俏玲，姚洪春，伍叙颖，骆志辉，李萍，
申请(专利权)人：广州市市维检测有限公司，
类型：发明
国别省市：
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