吸氫材料吸氫性能曲線修正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種對(duì)吸氫材料的吸氫容量/吸氫速率曲線的修正方法,具體地說(shuō)， 是涉及一種針對(duì)吸氫材料吸氫性能曲線中的突變現(xiàn)象實(shí)施的修正方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 吸氫材料是指通過(guò)物理和化學(xué)作用能有效吸收真空設(shè)備中氫氣的功能材料。目 前，對(duì)吸氫材料的性能測(cè)試包括定壓法等。
[0003] 定壓法使用的是特定測(cè)試用容器，令測(cè)定用氫氣通入真空設(shè)備內(nèi)的該容器，被吸 氫材料吸收，然后測(cè)量該容器兩端的壓強(qiáng)差變化，從而獲得吸氫材料的吸氫容量、吸氫速率 等信息，完成對(duì)吸氫材料吸氫性能的測(cè)試，繪制出吸氫性能曲線。
[0004] 在定壓法中，容器的壓強(qiáng)由真空計(jì)讀數(shù)獲得，但是由于容器壓強(qiáng)變化范圍較大，真 空計(jì)往往需要在某一壓強(qiáng)點(diǎn)上切換測(cè)量方式，而若真空計(jì)存在校準(zhǔn)偏差等故障，則在該壓 強(qiáng)點(diǎn)左右測(cè)得的壓強(qiáng)將會(huì)突然增大，從而導(dǎo)致繪制出的吸氫性能曲線出現(xiàn)突變，如圖1中 虛線圓圈所示突變，從圖1中可以看到，發(fā)生突變時(shí)縱坐標(biāo)突然增大，變化率大于5%，明顯 超過(guò)了真空計(jì)采集的原始數(shù)據(jù)的背底噪聲，而后緩慢下降，最后恢復(fù)到正常狀態(tài)，緩慢下降 與之后的正常狀態(tài)無(wú)明顯界限。這種突變是由真空設(shè)備引起的，不能反映吸氫材料的本征 性質(zhì)，對(duì)于吸氫材料的吸氫性能分析具有一定影響。面對(duì)上述問(wèn)題，目前采取對(duì)真空計(jì)重新 校準(zhǔn)或直接更換真空計(jì)來(lái)解決。但是，重新校準(zhǔn)或更換真空計(jì)會(huì)使真空設(shè)備暴露在空氣中， 需要較長(zhǎng)時(shí)間的烘烤才能使真空設(shè)備重新恢復(fù)真空性能，而長(zhǎng)時(shí)間的烘烤過(guò)程可能會(huì)給測(cè) 試樣品帶來(lái)嚴(yán)重影響，無(wú)法保障測(cè)試的一致性。并且，對(duì)于真空計(jì)存在校準(zhǔn)偏差等故障時(shí)已 經(jīng)獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)，只能通過(guò)數(shù)據(jù)修正來(lái)消除突變，但目前對(duì)吸氫性能曲線的突變現(xiàn)象還 沒(méi)有一種有效的數(shù)據(jù)修正方法來(lái)解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種吸氫材料吸氫性能曲線修正方法，該修正方法針對(duì) 由真空計(jì)存在校準(zhǔn)偏差等故障引起的吸氫性能曲線的突變現(xiàn)象可實(shí)現(xiàn)快速、有效的修正， 修正后的曲線可基本反映出吸氫材料本身的吸氫性能，確保不影響吸氫材料吸氫性能的分 析。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
[0007] -種吸氫材料吸氫性能曲線修正方法，其特征在于它包括如下步驟：
[0008] 步驟1 :基于針對(duì)被測(cè)吸氫材料采集的原始數(shù)據(jù)（Xi，yi)繪出的吸氫性能曲線，Xi 為被測(cè)吸氫材料的吸氫容量，Yi為當(dāng)吸氫容量為Xi時(shí)對(duì)應(yīng)得到的吸氫速率，i = 1，2，…， n，確定出發(fā)生突變的左特征點(diǎn)Xil和右特征點(diǎn)xi2，將區(qū)間[X1, χη)對(duì)應(yīng)的區(qū)域定為第一非 突變區(qū)域，將區(qū)間[xn，xi2)對(duì)應(yīng)的區(qū)域定為第一突變區(qū)域；
[0009] 步驟2 :指定選點(diǎn)步進(jìn)值Δ i，設(shè)定分割點(diǎn)xi3 = xi2+Ai，將區(qū)間[xi2, xi3)對(duì)應(yīng)的區(qū) 域定為第二突變區(qū)域，將區(qū)間[xi3, Xn]對(duì)應(yīng)的區(qū)域定為第二非突變區(qū)域；
[0010] 步驟3 :將該第一突變區(qū)域和該第二突變區(qū)域中的該吸氫性能曲線部分去除，對(duì) 該第一非突變區(qū)域和該第二非突變區(qū)域進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，擬合成下式1)示出的多項(xiàng)式函 數(shù) P(X) -
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種吸氫材料吸氫性能曲線修正方法，其特征在于它包括如下步驟： 步驟1 :基于針對(duì)被測(cè)吸氫材料采集的原始數(shù)據(jù)（Xi，yi)繪出的吸氫性能曲線，Xi為被 測(cè)吸氫材料的吸氫容量，Yi為當(dāng)吸氫容量為Xi時(shí)對(duì)應(yīng)得到的吸氫速率，i = 1，2，…，n，確 定出發(fā)生突變的左特征點(diǎn)Xil和右特征點(diǎn)xi2,將區(qū)間[Xp xn)對(duì)應(yīng)的區(qū)域定為第一非突變 區(qū)域，將區(qū)間[xn，xi2)對(duì)應(yīng)的區(qū)域定為第一突變區(qū)域； 步驟2 :指定選點(diǎn)步進(jìn)值Δ i，設(shè)定分割點(diǎn)xi3 = xi2+Ai，將區(qū)間[xi2, xi3)對(duì)應(yīng)的區(qū)域定 為第二突變區(qū)域，將區(qū)間[Xi3, Xn]對(duì)應(yīng)的區(qū)域定為第二非突變區(qū)域； 步驟3 :將該第一突變區(qū)域和該第二突變區(qū)域中的該吸氫性能曲線部分去除，對(duì)該第 一非突變區(qū)域和該第二非突變區(qū)域進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，擬合成下式1)示出的多項(xiàng)式函數(shù) Ρ(χ):
在式1)中，ak為常數(shù)，k = 0,1，…，m，m為大于2的正整數(shù)； 步驟4 :計(jì)算該多項(xiàng)式函數(shù)P(X)與由原始數(shù)據(jù)繪出的該吸氫性能曲線之間在xi3點(diǎn)的 偏差 D (xi3):
在式2)中，yi3為由原始數(shù)據(jù)繪出的該吸氫性能曲線在xi3點(diǎn)對(duì)應(yīng)得到的吸氫速率， P(Xi3)為多項(xiàng)式函數(shù)P(X)在Xi3點(diǎn)對(duì)應(yīng)得到的吸氫速率； 步驟5 :判斷偏差D (Xi3):若偏差D (Xi3)大于偏差閾值，則將此時(shí)的分割點(diǎn)xi3的腳標(biāo)增 加 Ai而得到新的分割點(diǎn)xi3，并重新確定第二突變區(qū)域[xi2, xi3)和第二非突變區(qū)域[xi3， xn]，返回步驟3;若偏差D (Xi3)小于等于該偏差閾值，則將計(jì)算該偏差D (Xi3)時(shí)所涉及的多 項(xiàng)式函數(shù)P (X)作為修正后的吸氫性能曲線，完成對(duì)吸氫材料吸氫性能曲線中突變現(xiàn)象的 修正。
2. 如權(quán)利要求1所述的修正方法，其特征在于： 在所述步驟1中，所述左特征點(diǎn)χη和右特征點(diǎn)Xi2的確定包括如下步驟： 步驟a :在所述吸氫性能曲線中，主觀找出突然發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)XyXj2, Xj1 < Xj2 ; 步驟b :從該轉(zhuǎn)折點(diǎn)％開(kāi)始向右，以1為腳標(biāo)的步進(jìn)長(zhǎng)度，基于下式3)，從該轉(zhuǎn)折點(diǎn) xjl+1開(kāi)始，計(jì)算每個(gè)橫坐標(biāo)點(diǎn)與其左側(cè)相鄰的橫坐標(biāo)點(diǎn)之間的變化率d :
在式3)中，h為當(dāng)吸氫容量為&時(shí)基于所述吸氫性能曲線對(duì)應(yīng)得到的吸氫速率； 步驟c :找到使變化率d大于等于變化率閾值的第一個(gè)橫坐標(biāo)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)（xj#， yj?)，將橫坐標(biāo)點(diǎn)Xj?左側(cè)相鄰的橫坐標(biāo)點(diǎn)χχ作為所述左特征點(diǎn)χη ; 步驟d :找到位于該數(shù)據(jù)點(diǎn)右側(cè)、使變化率d < 0的第一個(gè)橫坐標(biāo)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的 數(shù)據(jù)點(diǎn)（χ」#，yj#)，將橫坐標(biāo)點(diǎn)Xj#左側(cè)相鄰的橫坐標(biāo)點(diǎn)Xjt1作為所述右特征點(diǎn)x i2。
3. 如權(quán)利要求2所述的修正方法，其特征在于： 所述變化率閾值為5%。
4. 如權(quán)利要求1所述的修正方法，其特征在于： 所述η為大于等于100的正整數(shù)。
5. 如權(quán)利要求4所述的修正方法，其特征在于： 所述選點(diǎn)步進(jìn)值A(chǔ)i為小于等于所述η乘以1 %的正整數(shù)。
6. 如權(quán)利要求1所述的修正方法，其特征在于： 在所述多項(xiàng)式函數(shù)POO中，所述m為大于5的正整數(shù)。
7. 如權(quán)利要求1所述的修正方法，其特征在于： 所述偏差閾值為1%。
8. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的修正方法，其特征在于： 得到所述修正后的吸氫性能曲線后，將所述原始數(shù)據(jù)中的橫坐標(biāo)Xi代入所述修正后的 吸氫性能曲線P(x)，得到離散化的數(shù)據(jù)（Xi，P(Xi))，i = 1，2, 一,η。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種吸氫材料吸氫性能曲線修正方法，包括：確定左、右特征點(diǎn)，初步劃分出第一非突變區(qū)域、第一突變區(qū)域，指定選點(diǎn)步進(jìn)值，設(shè)定分割點(diǎn)，劃分出第二非突變區(qū)域、第二突變區(qū)域，去除第一突變區(qū)域和第二突變區(qū)域，擬合第一非突變區(qū)域和第二非突變區(qū)域，判斷分割點(diǎn)處偏差是否大于偏差閾值，若是，則移動(dòng)分割點(diǎn)，以新分割點(diǎn)重新確定第二突變區(qū)域和第二非突變區(qū)域，重復(fù)執(zhí)行擬合與偏差判斷，直至偏差小于等于偏差閾值，此時(shí)擬合出的多項(xiàng)式函數(shù)作為修正后的吸氫性能曲線，完成突變現(xiàn)象的修正。本發(fā)明可針對(duì)由真空計(jì)存在校準(zhǔn)偏差等故障引起的吸氫性能曲線的突變現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)快速、有效的修正，修正后的曲線可基本反映出吸氫材料本身的吸氫性能。
【IPC分類】G06F19-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104732049
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310713941
【發(fā)明人】楊陽(yáng), 趙旭山, 邱昊辰, 李志念, 王樹(shù)茂, 劉曉鵬, 蔣利軍
【申請(qǐng)人】北京有色金屬研究總院
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2013年12月20日