吸氢材料吸氢性能曲线修正方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种对吸氢材料的吸氢容量/吸氢速率曲线的修正方法,具体地说， 是涉及一种针对吸氢材料吸氢性能曲线中的突变现象实施的修正方法。
【背景技术】
[0002] 吸氢材料是指通过物理和化学作用能有效吸收真空设备中氢气的功能材料。目 前，对吸氢材料的性能测试包括定压法等。
[0003] 定压法使用的是特定测试用容器，令测定用氢气通入真空设备内的该容器，被吸 氢材料吸收，然后测量该容器两端的压强差变化，从而获得吸氢材料的吸氢容量、吸氢速率 等信息，完成对吸氢材料吸氢性能的测试，绘制出吸氢性能曲线。
[0004] 在定压法中，容器的压强由真空计读数获得，但是由于容器压强变化范围较大，真 空计往往需要在某一压强点上切换测量方式，而若真空计存在校准偏差等故障，则在该压 强点左右测得的压强将会突然增大，从而导致绘制出的吸氢性能曲线出现突变，如图1中 虚线圆圈所示突变，从图1中可以看到，发生突变时纵坐标突然增大，变化率大于5%，明显 超过了真空计采集的原始数据的背底噪声，而后缓慢下降，最后恢复到正常状态，缓慢下降 与之后的正常状态无明显界限。这种突变是由真空设备引起的，不能反映吸氢材料的本征 性质，对于吸氢材料的吸氢性能分析具有一定影响。面对上述问题，目前采取对真空计重新 校准或直接更换真空计来解决。但是，重新校准或更换真空计会使真空设备暴露在空气中， 需要较长时间的烘烤才能使真空设备重新恢复真空性能，而长时间的烘烤过程可能会给测 试样品带来严重影响，无法保障测试的一致性。并且，对于真空计存在校准偏差等故障时已 经获得的测量数据，只能通过数据修正来消除突变，但目前对吸氢性能曲线的突变现象还 没有一种有效的数据修正方法来解决。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种吸氢材料吸氢性能曲线修正方法，该修正方法针对 由真空计存在校准偏差等故障引起的吸氢性能曲线的突变现象可实现快速、有效的修正， 修正后的曲线可基本反映出吸氢材料本身的吸氢性能，确保不影响吸氢材料吸氢性能的分 析。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
[0007] -种吸氢材料吸氢性能曲线修正方法，其特征在于它包括如下步骤：
[0008] 步骤1 :基于针对被测吸氢材料采集的原始数据（Xi，yi)绘出的吸氢性能曲线，Xi 为被测吸氢材料的吸氢容量，Yi为当吸氢容量为Xi时对应得到的吸氢速率，i = 1，2，…， n，确定出发生突变的左特征点Xil和右特征点xi2，将区间[X1, χη)对应的区域定为第一非 突变区域，将区间[xn，xi2)对应的区域定为第一突变区域；
[0009] 步骤2 :指定选点步进值Δ i，设定分割点xi3 = xi2+Ai，将区间[xi2, xi3)对应的区 域定为第二突变区域，将区间[xi3, Xn]对应的区域定为第二非突变区域；
[0010] 步骤3 :将该第一突变区域和该第二突变区域中的该吸氢性能曲线部分去除，对 该第一非突变区域和该第二非突变区域进行多项式拟合，拟合成下式1)示出的多项式函 数 P(X) -
【主权项】
1. 一种吸氢材料吸氢性能曲线修正方法，其特征在于它包括如下步骤： 步骤1 :基于针对被测吸氢材料采集的原始数据（Xi，yi)绘出的吸氢性能曲线，Xi为被 测吸氢材料的吸氢容量，Yi为当吸氢容量为Xi时对应得到的吸氢速率，i = 1，2，…，n，确 定出发生突变的左特征点Xil和右特征点xi2,将区间[Xp xn)对应的区域定为第一非突变 区域，将区间[xn，xi2)对应的区域定为第一突变区域； 步骤2 :指定选点步进值Δ i，设定分割点xi3 = xi2+Ai，将区间[xi2, xi3)对应的区域定 为第二突变区域，将区间[Xi3, Xn]对应的区域定为第二非突变区域； 步骤3 :将该第一突变区域和该第二突变区域中的该吸氢性能曲线部分去除，对该第 一非突变区域和该第二非突变区域进行多项式拟合，拟合成下式1)示出的多项式函数 Ρ(χ):
在式1)中，ak为常数，k = 0,1，…，m，m为大于2的正整数； 步骤4 :计算该多项式函数P(X)与由原始数据绘出的该吸氢性能曲线之间在xi3点的 偏差 D (xi3):
在式2)中，yi3为由原始数据绘出的该吸氢性能曲线在xi3点对应得到的吸氢速率， P(Xi3)为多项式函数P(X)在Xi3点对应得到的吸氢速率； 步骤5 :判断偏差D (Xi3):若偏差D (Xi3)大于偏差阈值，则将此时的分割点xi3的脚标增 加 Ai而得到新的分割点xi3，并重新确定第二突变区域[xi2, xi3)和第二非突变区域[xi3， xn]，返回步骤3;若偏差D (Xi3)小于等于该偏差阈值，则将计算该偏差D (Xi3)时所涉及的多 项式函数P (X)作为修正后的吸氢性能曲线，完成对吸氢材料吸氢性能曲线中突变现象的 修正。
2. 如权利要求1所述的修正方法，其特征在于： 在所述步骤1中，所述左特征点χη和右特征点Xi2的确定包括如下步骤： 步骤a :在所述吸氢性能曲线中，主观找出突然发生变化的转折点XyXj2, Xj1 < Xj2 ; 步骤b :从该转折点％开始向右，以1为脚标的步进长度，基于下式3)，从该转折点 xjl+1开始，计算每个横坐标点与其左侧相邻的横坐标点之间的变化率d :
在式3)中，h为当吸氢容量为&时基于所述吸氢性能曲线对应得到的吸氢速率； 步骤c :找到使变化率d大于等于变化率阈值的第一个横坐标点所对应的数据点（xj#， yj?)，将横坐标点Xj?左侧相邻的横坐标点χχ作为所述左特征点χη ; 步骤d :找到位于该数据点右侧、使变化率d < 0的第一个横坐标点所对应的 数据点（χ」#，yj#)，将横坐标点Xj#左侧相邻的横坐标点Xjt1作为所述右特征点x i2。
3. 如权利要求2所述的修正方法，其特征在于： 所述变化率阈值为5%。
4. 如权利要求1所述的修正方法，其特征在于： 所述η为大于等于100的正整数。
5. 如权利要求4所述的修正方法，其特征在于： 所述选点步进值Ai为小于等于所述η乘以1 %的正整数。
6. 如权利要求1所述的修正方法，其特征在于： 在所述多项式函数POO中，所述m为大于5的正整数。
7. 如权利要求1所述的修正方法，其特征在于： 所述偏差阈值为1%。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的修正方法，其特征在于： 得到所述修正后的吸氢性能曲线后，将所述原始数据中的横坐标Xi代入所述修正后的 吸氢性能曲线P(x)，得到离散化的数据（Xi，P(Xi))，i = 1，2, 一,η。
【专利摘要】本发明公开了一种吸氢材料吸氢性能曲线修正方法，包括：确定左、右特征点，初步划分出第一非突变区域、第一突变区域，指定选点步进值，设定分割点，划分出第二非突变区域、第二突变区域，去除第一突变区域和第二突变区域，拟合第一非突变区域和第二非突变区域，判断分割点处偏差是否大于偏差阈值，若是，则移动分割点，以新分割点重新确定第二突变区域和第二非突变区域，重复执行拟合与偏差判断，直至偏差小于等于偏差阈值，此时拟合出的多项式函数作为修正后的吸氢性能曲线，完成突变现象的修正。本发明可针对由真空计存在校准偏差等故障引起的吸氢性能曲线的突变现象实现快速、有效的修正，修正后的曲线可基本反映出吸氢材料本身的吸氢性能。
【IPC分类】G06F19-00
【公开号】CN104732049
【申请号】CN201310713941
【发明人】杨阳, 赵旭山, 邱昊辰, 李志念, 王树茂, 刘晓鹏, 蒋利军
【申请人】北京有色金属研究总院
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月20日