[发明专利]一种通过噪声数据特征实现纳滤膜污染预测的方法

权利要求书

1.一种通过噪声数据特征实现纳滤膜污染预测的方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1：依据纳滤膜未受污染时的大量健康噪声特征值，建立健康纳滤膜噪声特征模型库；

S2：依据纳滤膜受污染时的大量污染噪声特征值，建立污染纳滤膜噪声特征模型库；

S3：以固定周期采集当前纳滤膜产水时的当前噪声数据，通过数据处理，获得当前噪声特征值；

S4：将当前噪声特征值与污染纳滤膜噪声特征模型库中污染噪声特征值进行偏差运算，获得污染偏差值，并判断污染偏差值是否在预设污染阈值内，若是，则执行步骤S7，若否，则执行步骤S5；

S5：将当前噪声特征值与健康纳滤膜噪声特征模型库中健康噪声特征值进行偏差运算，获得健康偏差值，并判断健康偏差值是否在预设健康阈值内，若是，则执行步骤S6，若否，则执行步骤S7；

S6：预测纳滤膜未受污染，并将当前噪声特征值作为健康噪声特征值补充至健康纳滤膜噪声特征模型库；

S7：预测纳滤膜受污染，并将当前噪声特征值作为污染噪声特征值补充至污染纳滤膜噪声特征模型库。

2.根据权利要求1所述的通过噪声数据特征实现纳滤膜污染预测的方法，其特征在于：步骤S1中建立健康纳滤膜噪声特征模型库的方法为：在纳滤膜未受污染时，采集大量不同进水流量和进水压力状态下纳滤膜产水时的健康噪声数据，通过数据处理，获得健康噪声特征值，依据不同状态的大量健康噪声特征值，建立健康纳滤膜噪声特征模型库。

3.根据权利要求1所述的通过噪声数据特征实现纳滤膜污染预测的方法，其特征在于：步骤S2中建立污染纳滤膜噪声特征模型库的方法，包括以下步骤：

S2.1：在纳滤膜正常产水时，采集大量不同进水流量和进水压力状态下纳滤膜产水时的样本噪声数据，通过数据处理，获得样本噪声特征值；

S2.2：将样本噪声特征值与健康纳滤膜噪声特征模型库中健康噪声特征值进行偏差运算，获得样本偏差值；

S2.3：判断样本偏差值是否在预设健康阈值内，若是，则执行步骤S2.4，若否，则执行步骤S2.5；

S2.4：将样本噪声特征值作为健康噪声特征值，以补充至健康纳滤膜噪声特征模型库；

S2.5：将样本噪声特征值作为污染噪声特征值，以建立污染纳滤膜噪声特征模型库。

4.根据权利要求1-3之一所述的通过噪声数据特征实现纳滤膜污染预测的方法，其特征在于：通过数据处理的方法为：通过频谱分析获取噪声频谱数据，将噪声频谱数据经过连续傅里叶变换后，形成预处理数据，然后将预处理数据通过多轮周期性归一化处理。

5.根据权利要求1所述的通过噪声数据特征实现纳滤膜污染预测的方法，其特征在于：步骤S3中以固定周期采集当前纳滤膜产水时的当前噪声数据时，通过噪声采集器采集当前纳滤膜产水时的当前噪声数据，同时通过流量传感器和压力传感器获取当前纳滤膜产水时的进水流量和进水压力，通过数据处理，获得的当前噪声特征值与进水流量和进水压力建立关联。

6.根据权利要求1或者5所述的通过噪声数据特征实现纳滤膜污染预测的方法，其特征在于：步骤S3中在采集当前纳滤膜产水时的当前噪声数据前，先判断当前纳滤膜是否正常产水，若是，则进行采集，若否，则不采集。

7.根据权利要求1所述的通过噪声数据特征实现纳滤膜污染预测的方法，其特征在于：步骤S4中将当前噪声特征值与污染纳滤膜噪声特征模型库中污染噪声特征值进行偏差运算，获得污染偏差值，偏差运算公式如下式(1)：

其中，C'表示污染纳滤膜噪声特征模型库中污染噪声特征值与当前噪声特征值的绝对偏差，k表示第k个频率点，m表示第m帧数据，Y′_k(m)表示污染噪声特征值中噪声频谱的第k个频率点的第m帧数据的特征值，N_k(m)表示当前噪声特征值中噪声频谱的第k个频率点的第m帧数据的特征值。

8.根据权利要求1所述的通过噪声数据特征实现纳滤膜污染预测的方法，其特征在于：步骤S5中将当前噪声特征值与健康纳滤膜噪声特征模型库中健康噪声特征值进行偏差运算，获得污染偏差值，偏差运算公式如下式(2)：

其中，C表示健康纳滤膜噪声特征模型库中健康噪声特征值与当前噪声特征值的绝对偏差，k表示第k个频率点，m表示第m帧数据，Y_k(m)表示健康噪声特征值中噪声频谱的第k个频率点的第m帧数据的特征值，N_k(m)表示当前噪声特征值中噪声频谱的第k个频率点的第m帧数据的特征值。