[发明专利]一种基于多元线性回归的煤质工业分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤质工业分析方法，特别涉及一种基于多元线性回归的煤质工业分析方法。

背景技术

在煤炭利用行业，煤质特性尤其是工业分析指标的快速检测对于提高煤炭资源和能源利用率至关重要。传统检测方法需要对原煤采样后在实验室进行离线分析，整个分析周期一般需要几个小时，难以达到工业过程中煤质特性快速检测的要求。

随着技术光电和计算机技术的发展，逐渐出现了一些煤质在线分析仪，目前市场上比较有代表性的煤质快速分析装置包括基于X射线荧光光谱分析技术的煤质分析仪和基于γ射线技术及中子活化分析技术(PGNAA)的煤质在线分析仪。X射线荧光光谱分析技术难以分析原子量小于23的元素，而且分析精确度有待提高。中子瞬发γ射线活化分析技术中γ射线存在明显的安全隐患，双能γ射线投射法测量精度受重矿物(如铁)含量波动的影响较大，同时该类设备的成本较高，不利于市场推广。

近些年来，激光诱导击穿光谱(Laser-Induced Breakdown Spectroscopy，LIBS)技术因为具有无需样品预处理，能够实现多组分同步快速测量等优点，已经逐步发展成为一种潜在的在线检测技术，被尝试应用于各种工业过程的质量控制和过程监测。LIBS技术在煤质工业分析指标在线检测中的应用一般需要先根据等离子体光谱信息定量分析得到相关元素的含量，再通过拟合关联式计算得到相应的工业分析指标，分析结果的精确度受到较大限制。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺点与不足，提供一种基于多元线性回归煤质工业分析方法，该方法利用LIBS煤质在线分析系统，选取合适的元素谱线信息，再通过多元线性回归关联式直接计算得到工业分析指标值。

本发明的技术方案是：

一种基于多元线性回归的煤质工业分析方法，其特征是该方法包括了如下步骤：

第一步首先利用各工业分析指标值(主要为水分、灰分、挥发分、固定碳和热值)已知的一组燃煤样品进行定标；利用基于LIBS的煤质在线分析系统对燃煤样品进行检测，得到不同燃煤样品的激光等离子体光谱数据，再根据原子光谱数据库中不同元素的发射谱线标示，记录对应的谱线强度；

第二步利用第一步中一组定标燃煤样品的元素特征谱线强度，建立各工业分析指标值初始的多元线性回归关联式，即

Cj0=β00+β10I1+β20I2+K+βm0Im+ϵ0---(1)]]>

上式中：为定标样品中工业分析指标j的质量含量；

I_m为元素m的特性谱线强度；

为元素m的回归系数，通过最小二乘法确定；

ε₀为回归误差，通过最小二乘法确定；

第三步针对式(1)建立的各工业分析指标值初始的多元线性回归关联式分别进行回归关联式的显著性检验、回归系数的显著性检验；

第四步重复步骤第二步、第三步，逐个剔除对各工业分析指标值不具有显著贡献的谱线强度值，分别保留对水分、灰分、挥发分、固定碳和热值具有显著贡献的元素谱线强度，最终建立各工业分析指标值的多元线性回归关联式，如下式所示：