一种迭代最优标定提高空气质量检测设备测量精度的方法
【专利摘要】本发明公开了一种迭代最优标定提高空气质量检测设备测量精度的方法，为先对待测标定房进行多次测量后，利用最小二乘法求出当前最优校正系数，然后将这个校正系数输入该SD中，对这个已完成一次校正的设备进行二次校正，同样利用最小二乘法求出新的校正系数，再与标准检测设备对比误差，如果3次测量误差均小于设定阈值，那么停止校正，确定该校正系数为最终标定的校正系数，否则重复这个过程直到待校正设备和标准检测设备的误差在3次测量过程中每次都小于设定阈值。如此大大加快了待校正设备的误差收敛速度，尤其是在实践中应用时，其校正速度更快，效率更高，在满足校正精度的情况下，能够更快更好地完成大规模待校正设备的同时校正工作。
【专利说明】
-种迭代最优标定提高空气质量检测设备测量精度的方法
技术领域
[0001] 本发明设及智能家居、测量检测技术领域，具体地讲，是设及一种迭代最优标定提 高空气质量检测设备测量精度的方法，主要应用于如空气盒子等检测空气质量的智能设备 (Smad Device)对室内PM2.5测量精度方面。
【背景技术】
[0002] 在现有的空气PM2.5测量的智能设备厂商中，很少对自身的成品设备进行校准，即 使校准也是按照测量PM2.5的传感器厂商要求进行一次校准。运种方式导致智能设备的测 量精度完全依赖传感器出厂时的精度。运种设计方式导致市面上的PM2.5的测量精度很低， 误差大，达不到用户的需求。
[0003] 现有的空气质量智能设备的整机校正方法是，先通过净化器将标定房的PM2.5降 低到20ug/m3，然后通过注烟装置想标定房注烟，使其内PM2.5浓度控制在300ug/m3左右，然 后通过开启净化器将标定房内PM2.5降低到250 ± 20ug/m3，等待5分钟后，读取整机测量结 果，对比标准仪器，如待校正设备测量结果为200ug/m3，标准仪器测量结果为化Oug/m3，则校 准系数为100X250/200 = 125。运种校正方式引入了原传感器的机械误差、漂移误差和标准 仪器的漂移误差，但是在标定的过程中没有对运些误差进行任何处理，造成了出厂的空气 质量智能设备的传感器精度很低，因此，需要解决运个问题。同时，在现有的运种校正方案 中，由于没有针对不同PM2.5浓度区间进行分别校正，导致运些SD在传感器延展性线性良好 的区间，误差较小，而在延展性线性差的区间，误差较大。
【发明内容】
[0004] 为克服现有技术中的上述问题，本发明提供一种构思新颖、设计巧妙、应用性强的 迭代最优标定提高空气质量检测设备测量精度的方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0006] -种迭代最优标定提高空气质量检测设备测量精度的方法，包括如下步骤：
[0007] (S10)调整标定房内的PM2.5浓度为一可测量的值；
[000引（S20)用待校正的空气质量检测设备SD和标准检测设备分别在标定房内进行多次 PM2.5浓度的测量，并记录测量结果；
[0009] (S30)利用最小二乘法对步骤(S20)中测量到的数据进行拟合，计算所述待校正的 空气质量检测设备SD的校正系数；
[0010] (S40)将该计算的校正系数输入所述待校正的空气质量检测设备SD，并再次用该 SD和标准检测设备分别在标定房内进行多次PM2.5浓度的测量，记录测量结果；
[0011] (S50)判断该SD和标准设备的测量误差是否低于一设定阔值，若是，则进行下一 步，否则通过步骤(S40)记录的测量结果计算新的校正系数，然后再将其输入该SD中重复执 行步骤(S40);
[0012] (S60)连续一设定次数地采用同一校正系数进行测量，若每次结果均满足该SD和 标准设备的测量误差低于所述设定阔值，则进行下一步，否则通过步骤(S40)记录的测量结 果计算新的校正系数，然后再将其输入该SD中重复执行步骤(S40);
[0013] (S70)保存该校正系数，并用W标定该空气质量检测设备SD。
[0014] 为了方便测量，所述步骤(S10)中所述可测量的值为一大于PM2.5浓度标准的值。
[0015] 为了提高首次测量和计算的准确度，所述步骤(S20)中进行PM2.5浓度测量的次数 不低于5次。
[0016] 为了降低迭代过程的复杂性，所述步骤(S40)中进行PM2.5浓度测量的次数为3次。 [0017]具体地，所述步骤(30)中，根据算式Yi = HiXi(iER)计算校正系数，其中，Yi= [yi, Υ2,73,74,75......f为标准设备的测量值，Xi = [ XI，Χ2，Χ3，Χ4，X日......访待校正SD的测量 值，Hi=[hi，h2，h3，h4，h5......f 为校正系数。
[001引并且，所述步骤（30)中，引入残差函数S化）=My-hx||2计算校正系数，当w =片 时，s(h)有最小值，最优求导，获得校正系数的最优解义呼。
[0019] 为了保证测量精度，所述设定阔值为0.5%。
[0020] 为了降低迭代过程的复杂度，所述设定次数为3次。
[0021] 与现有技术相比，本发明具有W下有益效果：
[0022] 本发明通过将待校正设备利用最小二乘法进行迭代最优标定，将校正系数直接输 入待校正设备进行二次校正，由于是在原有校正的基础上进行校正，如此大大加快了标准 设备与待校正设备的测量数据的误差收敛速度，方便快捷，尤其是在实践中应用时，其校正 速度更快，效率更高，同时在满足校正设备精度要求的情况下，能够更快更好地完成大规模 待校正设备的校正工作，具有广泛的应用前景，适合推广应用。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明的流程示意图。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于 下列实施例。
[00巧]实施例
[0026] 如图1所示，该迭代最优标定提高空气质量检测设备测量精度的方法，主要是针对 现有的空气质量检测设备采用的校正方法中由于引入原传感器的机械误差、漂移误差等使 得整机设备的检测精度低、误差大，并且针对大规模待校正设备校正时效率慢的问题。
[0027] 其具体实现包括如下步骤：
[0028] (S10)调整标定房内的PM2.5浓度为一可测量的值;为了便于测量，所述可测量的 值为一大于PM2.5浓度标准的值。
[0029] (S20)用待校正的空气质量检测设备SD和标准检测设备分别在标定房内进行不低 于5次的PM2.5浓度的测量，并记录测量结果。
[0030] (S30)利用最小二乘法对步骤(S20)中测量到的数据进行拟合，计算所述待校正的空 气质量检测设备SD的校正系数;具体方式为:根据算式Yi=HiXi(ieR)计算校正系数，其中，Yi = [yi,72,73,74,75......] 了为标准设备的现慢值，Xi = [ XI，X2，X3，X4，肚......]为待校正SD的测 量值，吐二化血血也也......]τ为校正系数，并引入残差函数S(h)= I |γ-册I I2计算校正系 数，当片二/;时，S化)有最小值，最优求导，获得校正系数的最优解A二（Λ'<义r。
[0031] (S40)将该计算的校正系数输入所述待校正的空气质量检测设备SD，并再次用该 SD和标准检测设备分别在标定房内进行3次PM2.5浓度的测量，记录测量结果。
[0032] (S50)判断该SD和标准设备的测量误差是否低于一设定阔值0.5%，若是，则进行 下一步，否则通过步骤(S40)记录的测量结果计算新的校正系数，然后再将其输入该SD中重 复执行步骤(S40)。
[0033] (S60)连续一设定次数3次采用同一校正系数进行测量，若每次结果均满足该SD和 标准设备的测量误差低于所述设定阔值，则进行下一步，否则通过步骤(S40)记录的测量结 果计算新的校正系数，然后再将其输入该SD中重复执行步骤（S40)。其中，步骤（S50)和 (S60)中计算新的校正系数时采用如步骤(S30)中所用的最小二乘法对数据进行拟合。
[0034] (S70)保存该校正系数，并用W标定该空气质量检测设备SD。
[0035] 如此在工程实践中应用时，能够在寻找最优校正系数的同时，有效地保证校正过 程的效率，减少测量的过程，并且在校正过程中满足合理误差要求的前提下，能够更为快速 的收敛最优效果，特别适合大批量的待校正设备进行同时校正。
[0036] 上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用 本发明的设计原理，W及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的 保护范围之内。
【主权项】
1. 一种迭代最优标定提高空气质量检测设备测量精度的方法，其特征在于，包括如下 步骤： (S10)调整标定房内的PM2.5浓度为一可测量的值； (S20)用待校正的空气质量检测设备SD和标准检测设备分别在标定房内进行多次 PM2.5浓度的测量，并记录测量结果； (S30)利用最小二乘法对步骤(S20)中测量到的数据进行拟合，计算所述待校正的空气 质量检测设备SD的校正系数； (S40)将该计算的校正系数输入所述待校正的空气质量检测设备SD，并再次用该SD和 标准检测设备分别在标定房内进行多次PM2.5浓度的测量，记录测量结果； (S50)判断该SD和标准设备的测量误差是否低于一设定阈值，若是，则进行下一步，否 则通过步骤(S40)记录的测量结果计算新的校正系数，然后再将其输入该SD中重复执行步 骤（S40); (S60)连续一设定次数地采用同一校正系数进行测量，若每次结果均满足该SD和标准 设备的测量误差低于所述设定阈值，则进行下一步，否则通过步骤(S40)记录的测量结果计 算新的校正系数，然后再将其输入该SD中重复执行步骤(S40); (S70)保存该校正系数，并用以标定该空气质量检测设备SD。2. 根据权利要求1所述的一种迭代最优标定提高空气质量检测设备测量精度的方法， 其特征在于，所述步骤(S10)中所述可测量的值为一大于PM2.5浓度标准的值。3. 根据权利要求1所述的一种迭代最优标定提高空气质量检测设备测量精度的方法， 其特征在于，所述步骤(S20)中进行PM2.5浓度测量的次数不低于5次。4. 根据权利要求1所述的一种迭代最优标定提高空气质量检测设备测量精度的方法， 其特征在于，所述步骤(S40)中进行PM2.5浓度测量的次数为3次。5. 根据权利要求1~4任一项所述的一种迭代最优标定提高空气质量检测设备测量精 度的方法，其特征在于，所述步骤(30)中，根据算式YiiHiXdieR)计算校正系数，其中，Υ, = [yi,y2,y3,y4,y5......]τ 为标准设备的测量值，Xi = [ χι, X2, X3, X4, X5......]为待校正 SD 的测量值，Hi= [hi，h2，h3，h4，h5......]T为校正系数。6. 根据权利要求5所述的一种迭代最优标定提高空气质量检测设备测量精度的方法， 其特征在于，所述步骤(30)中，引入残差函数S(h)=| |Υ-ΗΧ| |2计算校正系数，当时，S (h)有最小值，最优求导，获得校正系数的最优解A = (。7. 根据权利要求5所述的一种迭代最优标定提高空气质量检测设备测量精度的方法， 其特征在于，所述设定阈值为0.5%。8. 根据权利要求5所述的一种迭代最优标定提高空气质量检测设备测量精度的方法， 其特征在于，所述设定次数为3次。
【文档编号】G01N15/06GK105823713SQ201610349327
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】崔营, 叶柯
【申请人】深圳市蜂联科技有限公司