一种提高电化学分析仪器测量精度的方法
【专利摘要】本发明涉及一种提高电化学分析仪器测量精度的方法，包括如下步骤：1、将由软件模拟得到的数据 R0[X 0 ,X1 … Xn] 作为参考样本，以测量时间为X轴，测量数据为Y轴，将样本拟合成平面曲线 S1 ；2、将使用电化学分析仪器测得的数据 R[X 0 ,X1 … Xn] 拟合为平面曲线 S2 ；3、基于曲线的曲率为 S2 分段；4、对于属于基线段的 S2 的曲线段 R ’ [X 0 ,X1 … Xm] ，使用加权平均滑动法进行平滑处理，属于反应段的 S2 的曲线段 R ’’ [X 0 ,X1 … Xm] ，使用卷积平滑法进行平滑处理。本发明不需要增加额外的装置，保证了仪器工作的可靠性，采用数据分段平滑的方法，比应用单一数值计算方法的效果更好，且调整灵活，有效提高了测量精度。
【专利说明】一种提高电化学分析仪器测量精度的方法

【技术领域】
[0001] 本发明属于电化学分析仪器领域，涉及一种提高仪器测量精度的方法，尤其涉及 一种基于数据分段平滑的提高电化学分析仪器测量精度的方法。

【背景技术】
[0002] 电化学分析法是应用电化学原理和技术，利用化学电池内被分析溶液的组成及含 量与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法。电化学分析仪器的特点是灵敏度 高，选择性好，设备简单，操作方便，应用范围广，便于实现自动化，可用于连续、自动及遥控 测定，在生产、科研和医药卫生等各个领域有着广泛的应用。
[0003] 在电化学分析仪器的实测过程中，由于信号微弱和环境干扰，使测量数据中存在 一定噪声，同时由于A/D转换、数据传输等原因，仪器实测数据中必定会存在异常值，从而 降低测量精度。因此，提出一种适合电化学分析的数据平滑处理方法是提高仪器测量精度 的必要手段。
[0004] 目前，对于仪器测量数据的平滑处理主要采用数值计算方法，如利用偏最小二乘 法建立多元线性回归模型，从而提高检测精度的方法。但该方法是将多个测量点代入模型 进行计算，以减少外部因素的影响，不适合电化学分析仪器使用。
[0005] 在电化学测试数据处理中，一般情况是先对数据滤波平滑去噪，再通过微积分或 半微分或半积分提高灵敏度和分辨率。如应用LabVIEW工具开发出的电化学测试数据软 件滤波、数据平滑、微积分、卷积伏安法的处理方法，但缺少对相关方法的综合比较和应 用，且依赖于商用工具LabVIEl


【发明内容】

[0006] 针对现有技术中的不足之处，本发明提供一种提高电化学分析仪器测量精度的方 法，利用数据本身分段进行平滑处理。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种提高电化学分析仪器测量 精度的方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0008] 步骤一、将由软件模拟得到的数据RtlD^X1-Xn]作为参考样本，以测量时间为X 轴，测量数据为Y轴，将样本拟合成平面曲线S1;
[0009] 步骤二、定义S#曲率为Kb(Kbtl<Kb彡Kbl)的曲线段为基线段，曲率为 KJKkiSK4M的曲线段为反应段；
[0010] 步骤三、将使用电化学分析仪器测得的数据RD^Xr-Xn]拟合为平面曲线s2，
[0011] 步骤四、在曲线S2上选取η个测量点，计算其曲率K[K。，K1…Kn]，将K分别和Kb，K, 对
[0012] 比，若KeKb，那么该测量点属于基线段，若KeKp则该测量点属于反应段；则曲 线S2分成m段R' Q···R'm，m〈n;
[0013] 步骤五、对于属于基线段的&的曲线段R'[XmX^··XJ，使用加权平均滑动法进行 平滑处理，所述加权平均滑动的表达式为：
[0014]

【权利要求】
1. 一种提高电化学分析仪器测量精度的方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一、将由软件模拟得到的数据RJX& 作为参考样本，以测量时间为X轴，测 量数据为Y轴，将样本拟合成平面曲线S1; 步骤二、定义S#曲率为Kb(Kbtl<Kb彡Kbl)的曲线段为基线段，曲率为K,(Krt<K#Krt)的曲线段为反应段； 步骤三、将使用电化学分析仪器测得的数据RD^Xi-Xj拟合为平面曲线S2; 步骤四、在曲线S2上选取n个测量点，计算其曲率K[K&心…Kn]，将K分别和Kb，心对 比，若KeKb，那么该测量点属于基线段，若Ke心，则该测量点属于反应段；则曲线S2分成 m段R'Q...R'm，m〈n; 步骤五、对于属于基线段的&的曲线段R'[X^ XJ，使用加权平均滑动法进行平滑 处理，所述加权平均滑动的表达式为：
其中1为滑动窗口的宽度，1为奇数，《为加权平均函数； 对于属于反应段的&的曲线段R"[X^ XJ，使用卷积平滑法进行平滑处理，所述卷 积平滑法的表达式为：
其中，1表示滑动窗口宽度，1趋向于<-，q为单位样值函数，S为延迟函数； 步骤六、重复步骤四到步骤五，对RV-R'm逐一进行判断和平滑处理，从而消除测量数 据中的噪声和异常值。
2. 根据权利要求1所述的提高电化学分析仪器测量精度的方法，其特征在于，所述电 化学分析仪器为硫氮元素分析仪或微库仑分析仪。
【文档编号】G01N27/26GK104483361SQ201410802601
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】刘佳, 唐慧强, 吴荣坤, 朱培德 申请人:南京信息工程大学