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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及荧光分析法领域,尤其涉及一种bod在线快速检测方法及装置。
技术介绍
1、bod在线检测是指检测水域中生化需氧量的过程,生化需氧量是指水中所含的有机物被微生物生化降解时所消耗的氧气量。
2、目前,利用荧光法测量水域中色氨酸所反射的荧光强度,然后基于荧光强度与生化需氧量之间的相关性,来得到水域的生化需氧量的方法仍具有一定的局限性,海水的浊度、盐度、ph值、温度、干扰物质等可能会对荧光法测定bod准确性造成影响,若使用单一的荧光分析法检测不同环境水域的bod值,则会出现测量结果差异较大的问题,这是荧光法的普适性不足的原因,其次,利用神经网络模型的方法是选取水域的历史参数,构建模型并训练模型,利用模型来预测bod值,但这种方法需要采集水域的数据,来对模型进行大量的训练,一旦需要测量其他不同种类的水域的bod时,就需要重新采集水域参数进行大量的模型训练,这导致初始时建立的模型普适性较差,且费时费力。因此,bod检测的普适性不足。
技术实现思路
1、为了解决上述问题,本专利技术提供了一种bod在线快速检测方法、装置、电子设备以及存储介质,可以提升bod检测的普适性。
2、第一方面,本专利技术提供了一种bod在线快速检测方法,包括:
3、采集待测水域的历史环境数据,从所述历史环境数据中查询所述待测水域的环境指标值,构建所述环境指标值的初始回归模型,确定所述初始回归模型与所述待测水域的真实荧光偏差之间的残差平方和函数;
4、对所述残差
5、在将预设的激发光发射至所述待测水域之后,接收所述待测水域反射的色氨酸荧光,检测所述色氨酸荧光的荧光强度;
6、采集所述待测水域的当前环境数据,基于所述最终回归模型,计算所述当前环境数据对应的当前荧光偏差,利用所述当前荧光偏差对所述荧光强度进行强度调整,得到调整强度;
7、确定所述待测水域的历史荧光强度与历史生化需氧量之间的线性关系,利用所述线性关系计算所述调整强度对应的当前生化需氧量。
8、在第一方面的一种可能实现方式中,所述构建所述环境指标值的初始回归模型,包括:
9、利用下述公式构建所述环境指标值的初始回归模型:
10、y=β0+β1x1+β2x2+…+βkxk+ε
11、其中,y=β0+β1x1+β2x2+…+βkxk表示所述初始回归模型,β0,β1,β2,…,βk表示未知的回归系数,x1,x2,…,xk表示所述环境指标值,k表示所述环境指标值的总数,ε表示未知的随机误差,y表示历史环境指标值所对应的历史荧光偏差。
12、在第一方面的一种可能实现方式中,所述确定所述初始回归模型与所述待测水域的真实荧光偏差之间的残差平方和函数,包括:
13、利用下述公式构建所述初始回归模型与所述待测水域的真实荧光偏差之间的初始残差平方和函数:
14、
15、其中,l表示所述初始残差平方和函数,yi表示y中第i个y,y表示历史环境指标值所对应的历史荧光偏差,i表示y的序号,n表示y的总数,表示所述真实荧光偏差;
16、获取初始回归模型,并利用下述公式对所述初始回归模型进行形式变换,得到形式变换模型:
17、y=β0+β1x1+β2x2+…+βkxk+ε
18、y=β0*1+β1x1+β2x2+…+βkxk+1*ε
19、x0=1,βk+1=1,xk+1=ε
20、y=β0*x0+β1x1+β2x2+…+βkxk+βk+1*xk+1
21、
22、
23、y=wtx
24、其中,y=wtx表示所述形式变换模型,x表示x0,x1,x2,…xk,xk+1所构成的列阵,w表示β0,β1,β2,…βk,βk+1所构成的列阵,x0、βk+1表示参数1,xk+1表示ε,是ε的另一种表达形式,以适应x0,x1,x2,…xk的形式,y=β0+β1x1+β2x2+…+βkxk表示所述初始回归模型,β0,β1,β2,…,βk表示未知的回归系数,x1,x2,…,xk表示所述环境指标值,k表示所述环境指标值的总数,ε表示未知的随机误差,y表示历史环境指标值所对应的历史荧光偏差;
25、基于所述形式变换模型,利用下述公式对所述初始残差平方和函数进行形式转换,得到所述残差平方和函数:
26、l=(y-wtx)(y-wtx)t
27、其中,l=(y-wtx)(y-wtx)t表示所述残差平方和函数,y=wtx表示所述形式变换模型,x表示x0,x1,x2,…xk,xk+1所构成的列阵,w表示β0,β1,β2,…βk,βk+1所构成的列阵。
28、在第一方面的一种可能实现方式中,所述对所述残差平方和函数进行求导处理,得到所述残差平方和函数的导函数,包括:
29、利用下述公式对所述残差平方和函数进行求导处理,得到所述残差平方和函数的导函数:
30、l=(y-wtx)(y-wtx)l
31、
32、其中,表示所述导函数,y=wtx表示所述形式变换模型,x表示x0,x1,x2,…xk,xk+1所构成的列阵,w表示β0,β1,β2,…βk,βk+1所构成的列阵,y表示历史环境指标值所对应的历史荧光偏差,l=(y-wtx)(y-wtx)t表示所述残差平方和函数。
33、在第一方面的一种可能实现方式中,所述基于所述导函数,计算所述初始回归模型的回归系数,包括:
34、基于所述导函数,利用下述公式计算所述初始回归模型的回归系数:
35、
36、
37、
38、其中,表示所述回归系数,表示所述回归系数中的第0个回归系数,表示所述回归系数中的第k+1个回归系数,表示所述导函数,y=wtx表示所述形式变换模型,x表示x0,x1,x2,…xk,xk+1所构成的列阵,w表示β0,β1,β2,…βk,βk+1所构成的列阵,y表示历史环境指标值所对应的历史荧光偏差,l=(y-wtx)(y-wtx)t表示所述残差平方和函数。
39、在第一方面的一种可能实现方式中,所述利用所述回归系数确定所述环境指标值的最终回归模型,包括:
40、获取初始回归模型,基于所述回归系数,利用下述公式确定所述环境指标值的最终回归模型:
41、y=β0+β1x1+β2x2+…+βkxk+ε
42、
43、
44、
45、其中,表示所述最终回归模型,表示所述回归系数中的第0个回归系数,表示所述回归系数中的第k个回归系数,表示所述回归系数中的第1个回归系数,表示所述回归系数中的第2个回归系数,与v的值相等,表示计本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种BOD在线快速检测方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述构建所述环境指标值的初始回归模型,包括:
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述初始回归模型与所述待测水域的真实荧光偏差之间的残差平方和函数,包括:
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述残差平方和函数进行求导处理,得到所述残差平方和函数的导函数,包括:
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述导函数,计算所述初始回归模型的回归系数,包括:
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用所述回归系数确定所述环境指标值的最终回归模型,包括:
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述检测所述色氨酸荧光的荧光强度,包括:
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用所述当前荧光偏差对所述荧光强度进行强度调整,得到调整强度,包括:
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述待测水域的历史荧光强度与历史生化需氧量之间的线
10.一种BOD在线快速检测装置,其特征在于,所述装置包括:
...【技术特征摘要】
1.一种bod在线快速检测方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述构建所述环境指标值的初始回归模型,包括:
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述初始回归模型与所述待测水域的真实荧光偏差之间的残差平方和函数,包括:
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述残差平方和函数进行求导处理,得到所述残差平方和函数的导函数,包括:
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述导函数,计算所述初始回归模型的回归系数,包括:<...
【专利技术属性】
技术研发人员:王理,肖克,刘星辰,陈岳飞,陈杨,骆熙,周平,邓小玲,
申请(专利权)人:湖南省计量检测研究院,
类型:发明
国别省市:
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