[发明专利]基于微悬臂梁气敏材料分析的信号处理及多属性决策方法

说明书

本发明涉及一种基于微悬臂梁气敏材料分析的信号处理及多属性决策方法，包括对谐振频率变化曲线进行压缩，在压缩后的曲线上标定各浓度的基线点；根据各浓度的基线点分段线性拟合基线，利用初始的谐振变化频率曲线扣除基线得到标准谐振频率变化曲线；根据标准谐振频率变化曲线计算气敏材料特征参数；选取典型气敏材料参数构建气敏材料评估决策模型，对气敏材料进行多属性决策。本发明建立对谐振频率输出信号进行基线点自动标定、基线校正及多属性决策的方法，在解决输出信号基线漂移问题的同时实现气敏材料参数的自动计算，能够大大提高气敏材料的实验效率，减小偶然误差，而且通过构建气敏材料评估决策模型，实现了对气敏材料的多属性决策。

技术领域

本发明涉及气敏材料测试技术领域，尤其是指一种基于微悬臂梁气敏材料分析的信号处理及多属性决策方法。

背景技术

气敏材料分析仪是一种快速在线检测气敏材料对痕量气体分子界面作用的创新型科研仪器，以谐振式微悬臂梁为生化检测器件，变温微称重法为测试理论基础定量提取气敏材料的特征参数，从吸脱附热力学与动力学这一特征参数着手，为材料的结构优化提供理论依据，具有较传统科研仪器更精确、稳定、高效的特点。气敏材料分析仪输出谐振频率变化曲线，从热力学与动力学的理论角度，定量计算材料的特征参数，但是气敏材料分析仪的输出信号存在基线漂移的问题，会导致相关特征参数的计算出现较大偏差。还有目前的手工参数计算存在效率低、偶然误差等问题，在计算与分析过程中缺乏一套完整的输出信号自动处理及多属性决策系统。

现有技术在基线校正方面，多是利用基线与曲线的特征差异，选择合适的分离条件，从曲线中分离出缓变的基线。常用的基线校正方法有微分法、小波变换法、基于曲线特征的形态学方法、多项式拟合法及分段式线性拟合等。上述基线校正方法在应对单一实验浓度时，基线校正效果较优，但是当气敏材料吸脱附实验浓度较多时，难以从缓变的基线中剔除完整的特征峰，进而无法准确地得到基线，影响基线校正的效果。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术在计算与分析过程中缺乏输出信号自动处理及多属性决策方法的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明的一个目的是提供一种基于微悬臂梁气敏材料分析的信号处理及多属性决策方法，包括：

对谐振频率变化曲线进行压缩，在压缩后的曲线上自动标定各浓度的基线基线点；

根据所述各浓度的基线点分段线性基线点拟合基线，利用初始的谐振频率变化曲线扣除基线得到标准谐振频率变化曲线；

根据所述标准谐振频率变化曲线计算气敏材料特征参数；

选取典型气敏材料特征参数构建气敏材料评估决策模型，对气敏材料进行多属性决策。

在本发明的一个实施例中，对谐振频率变化曲线进行压缩，在压缩后的曲线上自动标定各浓度的基线点包括：

S11：获取谐振频率变化曲线，对所述谐振频率变化曲线进行平滑处理；

S12：采用D-P算法对经过平滑处理后的曲线进行压缩；

S13：在压缩后的曲线上标定各浓度的基线点。

在本发明的一个实施例中，采用D-P算法对经过平滑处理后的曲线进行压缩包括：

S121：将所述曲线的两端点A、B连成一条直线AB；

S122：计算曲线上每个点到该直线AB的距离，得到距离最大的点C；

S123：将点C到直线AB的距离与预设的D-P算法的阈值相比较，当点C到直线AB的距离小于等于阈值，则使用直线AB表示该段曲线；

S124：当点C到直线AB的距离大于阈值，则将点C作为分隔点对曲线进行分割，并对曲线段AC及BC重复进行S121～S123的处理；