用于对流出物成分的变化进行定性的方法技术

本申请涉及一种用于对流出物成分的变化进行定性的方法，该方法包括随时间对流出物的至少第一参数和第二参数执行多个测量。本申请的特点在于，在每一时刻，该方法包括：确定参数的第一导数和第二导数；定义第一逻辑域和第二逻辑域；分配第一导数属于第一逻辑域的概率；分配第二导数属于第二逻辑域的概率；定义全局逻辑域；分配全局属性概率；以及根据所述全局属性概率对流出物成分的变化进行定性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及液体或气体流出物成分的分析和在线控制(on-line control)领域，液体或气体流出物例如为饮用水、城市废水或工业废水。 本专利技术尤其涉及一种检测这种液体或气体流出物成分的变化的方法。
技术介绍
在本领域公知的检测方法中，在管线中(in-line)实现测量，例如在废水处理站上游侧的管道中实现测量。 这种方法检测流出物成分中存在的任何异常，特别是任何物理-化学或生物学的异常，这些异常易于在实现测量的位置的处理工艺下游造成事故。 获取管线中的这些测量结果并对它们进行数学处理，以警告操作者有成分与通常送到处理站的流出物成分不同的流出物到达。如果需要，操作者可采取适当措施，例如通过使“不同”的流出物转移到另一处理单元和/或对流出物进行取样以稍后进行分析。 检测流出物的变化的一些在线方法使用可见紫外线(VIS-UV)分光光度技术(spectrophotometry)，以基于一组信号表示流出物的定性变化。 对于定性方面，VIS-UV光谱用作流出物的“指纹(fingerprint)”。 换言之，给定的流出物具有其自身的VIS-UV光谱，包括特定点(称作等吸收点，isobestic point)，该光谱在理论上是不随时间变化的。 显然，只要检测到管线中测量的UV光谱中有变化，则该变化反映了流出物成分的变化。 所获得的信息向操作员示出流出物的整体质量是否保持不变，但并不提供对流出物所表现出的危害的评估。最后，并不一定所有的流出物都存在这些点，这通常使该方法无效。 如文件FR 2783322和FR 2787883中所描述的，在假设流出物的每个UV光谱可以被看作是少量已知UV光谱(称为参考光谱)的线性组合的基础上，处理UV光谱的另一公知方法使用UV光谱的去卷积，该方法具体针对被研究的流出物中的特殊化合物。 因此，该方法假定流出物的成分或为易于在流出物中找到的化合物为公知常识，这要求事先进行实验室分析。而且，必须事先建立化合物光谱库或预定成分光谱库。 文件EP 1070954涉及使用可见UV光谱中的分光光度技术，以通过对光谱进行去卷积来确定全局参数。该文件提出了随时间监测流出物，以确定可能的污染开始显现的精确时刻。因此该方法要求在实现测量的每个点，通过传统方法预先将流出物特征化，并预先校准、识别被分析的流出物特有的参考光谱。 因此，公知的定性方法完全依赖使用该方法的环境。尤其是，在VIS-UV分光光度技术中，假定流出物在波长所关注的范围内吸收。 现有技术的方法的另一缺陷是它们不能进行其它类型的测量，如pH，传导率或者特别是温度测量。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提出一种对流出物成分的变化进行定性(qualify)的方法，其中实现对流出物的至少一个第一物理-化学参数和一个第二物理-化学参数随时间的连续测量，该方法与使用该方法的环境无关，并且该方法能够如处理非参数测量值一样处理参数测量值。 本专利技术是通过在每个时间步长(time step)内执行下述动作来实现其目的的 ·确定第一参数和第二参数中每一参数的第一导数(first derivative)； ·确定第一参数和第二参数之间的至少一个第二导数(secondderivative)； ·为每一参数的第一导数定义第一逻辑域，该第一逻辑域包括至少一个正常第一逻辑域和一个异常第一逻辑域，所述正常第一逻辑域与所述第一导数的正常变化相对应，所述异常第一逻辑域与所述第一导数的异常变化相对应； ·对每个所述参数的所述第一导数属于所述第一逻辑域中每一逻辑域的第一概率进行分配； ·定义第二逻辑域，该第二逻辑域包括至少一个正常第二逻辑域和一个异常第二逻辑域，所述正常第二逻辑域与所述第二导数的正常变化相对应，所述异常第二逻辑域与所述第二导数的异常变化相对应； ·对所述第二导数属于所述第二逻辑域中每一逻辑域的第二概率进行分配； ·根据所述第一逻辑域和所述第二逻辑域定义全局逻辑域，该全局逻辑域包括至少一个正常全局逻辑域和一个异常全局逻辑域； ·分配所述参数的第一导数和至少一个第二导数的组合属于所述全局逻辑域中每一逻辑域的全局概率；以及 ·根据所述全局概率对所述流出物成分的变化进行定性。 因此，通过本专利技术，事先不必知道流出物的“通常”成分就能检测其成分变化的异常。 而且，通过本专利技术，事先也不必为了初始化该方法而进行分析。 相反，本专利技术的方法只要求在时间上连续测量参数，以适于该方法使用的环境，该环境例如可以是流出物处理网络，或者是饮用水网络或者工业场所。 这意味着本专利技术的方法简单并可快速使用，而不需要使用公知方法时必须进行的那些预备校验步骤或实验室分析。 而且，有利地，本专利技术的方法基于分析光谱测量值的变化可与基于分析幅度测量值的变化差不多，例如但不仅仅是pH、氧化还原电势、传导率或者温度。 本专利技术的主要目的之一是立即、实时告诉操作员可能有含危险成分的流出物到达。 为此，分析所获得各参数中每一参数的变化发展过程，并且还分析第一参数和第二参数之间的相对变化的发展过程。 在本专利技术的含义中，第一导数是相对于相同的量(优选为时间)，而第二导数表示一个参数相对于另一参数的变化，优选是随时间的变化。 如果参数取决于非时间变量，则第二导数例如可以是针对给定时间步长的参数相对于所述变量的导数。 换言之，每个参数发展变化的方式(优选是随时间发展变化的方式)是使用第一导数分析的。这会得到参数的各体方差(individual variance)，第一导数是时间导数较为有利。 相反，参数之间相对于彼此的发展变化方式是使用第二导数分析的。这在本文被称作所述参数的互方差(cross variance)。 互方差特别用来确定参数是否是以相似或者至少是相关联的方式发展变化的。 参数的数目优选为明显大于2。 优选第二导数的数目与参数组合的数目一样多。 本专利技术的根本思想是将个体方差和互方差进行比较，从而建立对流出物成分的全局方差(global variance)的显示。 实施本专利技术方法的数学处理是以其它领域众所周知的模糊逻辑理论为基础的，因此上文提到的比较是通过在其它领域众所周知的推理运算来实现的。 全局方差显示的作用是可以将流出物成分的变化定性为正常或异常，或者通过任何其它适当的限定方式(qualifier)进行定性。 更准确地讲，分配每个参数的第一导数属于第一逻辑域中每一逻辑域的第一概率表征参数的个体方差，而分配第二导数属于第二逻辑域中每一逻辑域的第二概率表征参数的互方差。 最后，显然分配所述全局概率的步骤表征参数的全局方差。 本专利技术应用的数学处理优选采用由先前时间步长中的参数值组成的至少一个可变长度移动数据库，从而该方法自身就能适应流出物的自然发展变化过程。 移动数据库是一个包含预定数目的值的数据库，在数据库中放置新数据项使得必须删除最早存储的值。 这暗示操作员不必设置阈值来确定流出物是否变化或者不必设置阈值以使任何这类阈值适应流出物的自然发展变化，这是特别有益的。 相反，通过本专利技术，所述方法自动确定这些阈值作为存储在数据库中的数据的函数。 如上所述，本专利技术的方法不需要事先或以其它方式在实验室中对流出物进行任何测量。而且，不需要对所使用的数学工具进行预先校验本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对流出物成分的变化进行定性的方法，其中随着时间的进行，连续测量所述流出物的至少一个第一物理－化学参数和一个第二物理－化学参数，所述方法的特征在于，在每个时间步长进行以下动作：　.确定第一参数和第二参数中每一参数的第一导数；　 .确定第一参数和第二参数之间的至少一个第二导数；　.为每个所述参数的第一导数定义第一逻辑域，该第一逻辑域包括至少一个正常第一逻辑域和一个异常第一逻辑域，所述正常第一逻辑域与所述第一导数的正常变化相对应，所述异常第一逻辑域与所述第一导数 的异常变化相对应；　.对每个所述参数的第一导数属于所述第一逻辑域中每一逻辑域的第一概率进行分配；　.定义第二逻辑域，该第二逻辑域包括至少一个正常第二逻辑域和一个异常第二逻辑域，所述正常第二逻辑域与所述第二导数的正常变化相对应，所 述异常第二逻辑域与所述第二导数的异常变化相对应；　.对所述第二导数属于所述第二逻辑域中每一逻辑域的第二概率进行分配；　.根据所述第一逻辑域和所述第二逻辑域定义全局逻辑域，该全局逻辑域包括至少一个正常全局逻辑域和一个异常全局逻辑域 ；　.对所述参数的第一导数和至少一个第二导数的组合属于所述全局逻辑域中每一逻辑域的全局概率进行分配；以及　.根据所述全局概率对所述流出物成分的变化进行定性。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马里皮耶尔德尼厄勒，奥利维耶达尼埃勒，阿诺比卡耶，西里勒勒穆瓦纳，
申请(专利权)人：法国威立雅水务集团，
类型：发明
国别省市：FR[法国]