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专利号: 2024110014112
申请人: 杭州追猎科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种纳米材料密度分布状态的评估分析方法,其特征在于:包括以下步骤,S1、预先对待检测纳米材料进行清洗作业,并对清洗后的待检测纳米材料进行区域分割,以获取若干组待检测样本;

S2、分别对若干组待检测样本进行相关结构数据及相关颗粒状态数据的采集,以构建密度评估数据集合,并将密度评估数据集合内相关数据进行数据预处理,结合无量纲处理技术,将数据预处理后的相关数据进行单位统一化;

S3、预先选择n组簇中心,并结合密度评估数据集合,确定每个簇中心内纳米颗粒数量Nks,根据每个簇中心内纳米颗粒数量Nks,获取各簇中心内纳米颗粒的相对丰度Xdfd,依据各簇中心内纳米颗粒的相对丰度Xdfd及相关颗粒状态数据,构建颗粒分布系数Kfxs;

S3具体步骤包括:

S31、预先选择n组簇中心,依据S212步骤中的纳米颗粒尺寸信息单元,将纳米颗粒尺寸信息单元内的每个纳米颗粒尺寸初步分配至每组簇中心内,以计算每个纳米颗粒尺寸到所有簇中心的距离,其中每组簇中心表示为每个簇内纳米颗粒的平均尺寸,且每个簇内纳米颗粒的平均尺寸为初步随机设定;

S311、使用欧氏距离算法,计算每个纳米颗粒尺寸到所有簇中心的距离,以尺寸为a的纳米颗粒到第b组簇中心的距离Jz(a,b)为例,其具体通过以下方式获取:S32、根据计算出的每个纳米颗粒尺寸到所有簇中心的距离,将每个纳米颗粒尺寸分配到最近的簇中心,以计算每个簇中所有纳米颗粒尺寸的均值,并将当前计算的每个簇中所有纳米颗粒尺寸的均值作为新的簇中心;

S33、重复S31步骤及S32步骤,直到预先选择的n组簇中心不再发生变化,停止重复作业,获取最终的簇中心,最终确定每个簇中心内纳米颗粒数量Nks;

S4、通过将所述相关结构数据进行特征提取后,获取待检测样本的有效表面积Yxmd及孔隙率Kxz,依据所述有效表面积Yxmd及所述孔隙率Kxz,获取结构状态系数Jzxs,通过将颗粒分布系数Kfxs及结构状态系数Jzxs做无量纲处理后,结合经训练后的分布预测模型,计算获取待检测样本的总体密度分布评估指数Zmzs;

S5、预先设置评估阈值P,并将所述评估阈值P与所述总体密度分布评估指数Zmzs进行比对分析,以评估出当前纳米材料的密度分布状态情况,并根据相应的密度分布状态情况发出相应的预警命令。

2.根据权利要求1所述的一种纳米材料密度分布状态的评估分析方法,其特征在于:S1具体步骤包括:

S11、预先对洗涤槽内加入清水,并将待检测纳米材料放置于洗涤槽中进行浸泡作业,同时需进行三次的定时清水更换,以重复清洗步骤,在清洗完毕之后,将待检测纳米材料从洗涤槽中取出,并使用干燥器将待检测纳米材料进行低温干燥处理;

S12、将经过S11步骤中对待检测纳米材料的处理步骤,对处理后的待检测纳米材料进行区域分割,以平均分割成若干组待检测样本。

3.根据权利要求1所述的一种纳米材料密度分布状态的评估分析方法,其特征在于:S2具体步骤包括:

S21、将S12步骤中获取的若干组待检测样本进行数据检测,以分别获取待检测样本内的相关结构数据及相关颗粒状态数据,以构建密度评估数据集合,所述密度评估数据集合内相关数据包括相关结构数据及相关颗粒状态数据;

S211、所述相关颗粒状态数据包括待检测样本中所有簇中心内纳米颗粒的数量Zks,以及各个纳米颗粒的尺寸,其中,依据各个纳米颗粒的尺寸构建纳米颗粒尺寸信息单元;

S22、将密度评估数据集合内相关数据的重复数据进行检测和删除,同时识别缺失数据及异常值,再利用无量纲处理技术对处理后的数据进行标准化处理,以消除不同特征量纲的影响。

4.根据权利要求3所述的一种纳米材料密度分布状态的评估分析方法,其特征在于:S34、根据每个簇中心内纳米颗粒数量Nks,并结合纳米颗粒尺寸信息单元,计算获取各簇中心内纳米颗粒的相对丰度Xdfd,具体按照以下方式获取:式中,Xdfdi表示为第i组簇中心内纳米颗粒的相对丰度,Nksi表示为第i组簇中心内纳米颗粒的数量,Zks表示为所有簇中心内纳米颗粒的数量。

5.根据权利要求1所述的一种纳米材料密度分布状态的评估分析方法,其特征在于:S35、依据各簇中心内纳米颗粒的相对丰度Xdfd及相关颗粒状态数据,构建颗粒分布系数Kfxs,所述颗粒分布系数Kfxs通过以下公式获取:本公式的意义在于:n表示为簇中心的组数,i=1、2、3、...、n,Kmdi表示为第i组簇中心内纳米颗粒的密度,Xdfdi表示为第i组簇中心内纳米颗粒的相对丰度。

6.根据权利要求1所述的一种纳米材料密度分布状态的评估分析方法,其特征在于:S4具体步骤包括:

S41、依据相关结构数据,将待检测样本的有效表面积Yxmd及孔隙率Kxz做无量纲处理后,构建结构状态系数Jzxs,所述结构状态系数Jzxs通过以下公式获取:式中,α及β分别表示为待检测样本的有效表面积Yxmd及孔隙率Kxz的权重值,C表示为第一修正常数。

7.根据权利要求1所述的一种纳米材料密度分布状态的评估分析方法,其特征在于:S42、使用卷积神经网络技术构建原始模型,并以相关结构数据及相关颗粒状态数据对原始模型进行训练和测试,并将训练后的原始模型作为分布状态识别模型,分别获取分布状态识别模型内的特征信息,并将获取的特征信息对分布状态识别模型进行训练和测试,最终将训练后的分布状态识别模型作为分布预测模型,具体按照以下方式获取:式中,F1及F2分别表示为颗粒分布系数Kfxs及结构状态系数Jzxs的权重值,V表示为第二修正常数。

8.根据权利要求1所述的一种纳米材料密度分布状态的评估分析方法,其特征在于:S5具体步骤包括:

S51、将所述总体密度分布评估指数Zmzs与所述评估阈值P进行比对分析,以评估出当前纳米材料的密度分布状态情况,具体评估内容如下:若所述总体密度分布评估指数Zmzs大于或等于所述评估阈值P时,即Zmzs≥P时,表示为当前纳米材料的密度分布处于正常状态,此时向外闪烁三次绿色预警命令;

若所述总体密度分布评估指数Zmzs小于所述评估阈值P时,即Zmzs<P时,表示为当前纳米材料的密度分布处于非正常状态,此时向外连续发出红色预警命令,直至系统得到后台操作人员的确定;

S52、接收到相应的预警命令之后,生产相对应的报表,具体内容如下:

若触发绿色预警命令,此时将继续维持现有的工艺和处理流程,将当前生产的工艺参数和操作条件记录下来,作为标准操作规程的一部分;

若发出红色预警命令,此时将对当前的工艺流程和参数进行重新评估和优化,找出影响密度分布的因素并加以改进,对原材料和中间产品的质量控制进行频繁监控,同时进行小规模试验,以对调整后的工艺进行验证。