一种环境监测实验室用样品烘干装置及方法与流程

本技术涉及烘干设备，更具体地说，本技术涉及一种环境监测实验室用样品烘干装置及方法。

背景技术：

1、烘干设备是一种用于去除样品或物料中水分的装置，广泛应用于工业生产、实验室研究、食品加工和农业等领域，其主要通过加热、空气循环和湿度控制等手段，将物料中的水分蒸发并排出，以达到干燥的目的，常见的烘干设备包括热风烘干机、真空烘干机和冷冻干燥机等，适用于不同类型的物料和烘干需求，这些设备在各个领域中扮演着关键角色，帮助优化生产过程、保存产品质量，并支持精密的实验室研究。

2、在现有技术中，通过监测和分析评估样品的含水量，可以及时调整烘干条件，避免过度或不足烘干，减少损耗，从而确保样品质量、优化烘干过程和提升资源利用效率，然而传统的样品烘干技术在环境监测实验室中面临多项挑战，特别是难以实现对环境监测实验室样品含水量的精确评估，传统烘干技术通常依赖于单一湿度传感器或简单的定时控制，容易导致对实验室样品的含水量评估产生大量误差，由于实验室样品在烘干过程中湿度分布不均，且单一传感器无法全面捕捉整个空间的湿度变化，导致实验室样品各部位的干燥程度不一致，此外，实验室样品表面湿度变化的存在进一步加剧了含水量精准评估的难度，特别是当实验室样品表面含水量差异较大时，传统方法难以捕捉这些细微变化，造成烘干控制精度不足，进而影响实验结果的准确性，这种控制精度的不足不仅导致实验室样品烘干不足或过度干燥，影响实验数据的可靠性，还对后续的实验数据分析和处理带来不可预见的误差，而通过对环境监测中实验室样品的含水量进行多点耦合置信评估，能够有效弥补传统实验室样品烘干技术难以满足现代环境监测实验室对高精度、高可靠性实验室样品处理要求的局限性，因此，如何实现实验室用样品含水量的多点融合置信评估，从而提高样品烘干处理过程的控制精度成为了业界面临的难题。

技术实现思路

1、本技术提供一种环境监测实验室用样品烘干装置及方法，可实现实验室用样品含水量的多点融合置信评估，从而提高样品烘干处理过程的控制精度。

2、第一方面，本技术提供一种实验室样品的含水量评估方法，用于环境监测实验室用样品烘干装置进行实验室样品的含水量评估，该方法包括：

3、采集目标实验室样品在密闭烘干空间中多个监测点处的湿度，得到空间湿度数据；

4、确定各个监测点之间的置信距离，通过各个置信距离对所述空间湿度数据中的湿度差异进行依赖关联，得到所有监测点之间的湿度依赖关系；

5、从所述空间湿度数据中提取各个监测点处的湿度特征，根据所有的湿度特征和所述湿度依赖关系确定各个监测点之间传感器的互扰系数，进而基于所有的互扰系数和所述空间湿度数据对密闭烘干空间的含水量进行耦合映射，得到空间含水量；

6、获取目标实验室样品表面的近红外光谱信息，由所述近红外光谱信息中的水分子表征光谱对目标实验室样品表面的含水量进行趋势外推，得到表面含水量的外推曲线，进而根据所述外推曲线确定目标实验室样品的表面含水量；

7、基于所述空间含水量和所述表面含水量对目标实验室样品的含水量进行熵权融合评估，得到目标实验室样品的含水量评估值。

8、优选的，确定各个监测点之间的置信距离具体包括：

9、获取各个监测点处的湿度数据，进而依据所有的湿度数据确定各个监测点之间湿度变化的趋势相似度；

10、通过各个监测点之间的距离和所有的趋势相似度确定各个监测点之间的置信距离。

11、优选的，通过各个置信距离对所述空间湿度数据中的湿度差异进行依赖关联，得到所有监测点之间的湿度依赖关系具体包括：

12、从所述空间湿度数据中提取各个监测点之间的湿度差异；

13、选取两个监测点作为选定监测标签对；

14、获取选定监测标签对中监测点之间的置信距离；

15、通过所有的湿度差异和选定监测标签对中监测点之间的置信距离确定选定监测标签对中监测点之间的关联依赖值；

16、继续确定剩余监测标签对中监测点之间的关联依赖值；

17、将所有关联依赖值构成的依赖矩阵作为所有监测点之间的湿度依赖关系。

18、优选的，从所述空间湿度数据中提取各个监测点处的湿度特征具体包括：

19、从所述空间湿度数据中提取各个监测点处的湿度数据；

20、对各个监测点处的湿度数据进行特征回归拟合，得到各个监测点处的湿度特征。

21、优选的，根据所有的湿度特征和所述湿度依赖关系确定各个监测点之间传感器的互扰系数具体包括：

22、选取两个监测点作为选定监测标签对；

23、从所述湿度依赖关系中获取选定监测标签对中监测点之间的关联依赖值；

24、确定选定监测标签对中监测点之间湿度特征的相互支持度；

25、通过所述相互支持度和所述关联依赖值确定选定监测标签对中监测点之间传感器的互扰系数；

26、继续确定剩余监测标签对中监测点之间传感器的互扰系数。

27、优选的，基于所有的互扰系数和所述空间湿度数据对密闭烘干空间的含水量进行耦合映射，得到空间含水量具体包括：

28、由所有的互扰系数对所述空间湿度数据进行耦合修正，得到修正湿度数据；

29、将所述修正湿度数据映射转换为各个监测点的含水量；

30、对各个监测点的含水量执行空间插值操作，得到密闭烘干空间的含水量分布曲线，进而从所述含水量分布曲线中提取密闭烘干空间的空间含水量。

31、优选的，所述传感器为湿度传感器。

32、第二方面，本技术提供一种环境监测实验室用样品烘干装置，该环境监测实验室用样品烘干装置包括有含水量评估单元，所述含水量评估单元包括：

33、采集模块，用于实时采集目标实验室样品在密闭烘干空间中多个监测点处的湿度，得到空间湿度数据；

34、处理模块，用于确定各个监测点之间的置信距离，通过各个置信距离对所述空间湿度数据中的湿度差异进行依赖关联，得到所有监测点之间的湿度依赖关系；

35、所述处理模块，还用于从所述空间湿度数据中提取各个监测点处的湿度特征，根据所有的湿度特征和所述湿度依赖关系确定各个监测点之间传感器的互扰系数，进而基于所有的互扰系数和所述空间湿度数据对密闭烘干空间的含水量进行耦合映射，得到空间含水量；

36、所述处理模块，还用于获取目标实验室样品表面的近红外光谱信息，由所述近红外光谱信息中的水分子表征光谱对目标实验室样品表面的含水量进行趋势外推，得到表面含水量的外推曲线，进而根据所述外推曲线确定目标实验室样品的表面含水量；

37、执行模块，用于基于所述空间含水量和所述表面含水量对目标实验室样品的含水量进行熵权融合评估，得到目标实验室样品的含水量评估值。

38、第三方面，本技术提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行上述的实验室样品的含水量评估方法。

39、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的实验室样品的含水量评估方法。

40、本技术公开的实施例提供的技术方案具有以下有益效果：

41、本技术实施例中，采集目标实验室样品在密闭烘干空间中多个监测点处的湿度，得到空间湿度数据；确定各个监测点之间的置信距离，通过各个置信距离对所述空间湿度数据中的湿度差异进行依赖关联，得到所有监测点之间的湿度依赖关系；从所述空间湿度数据中提取各个监测点处的湿度特征，根据所有的湿度特征和所述湿度依赖关系确定各个监测点之间传感器的互扰系数，进而基于所有的互扰系数和所述空间湿度数据对密闭烘干空间的含水量进行耦合映射，得到空间含水量；获取目标实验室样品表面的近红外光谱信息，由所述近红外光谱信息中的水分子表征光谱对目标实验室样品表面的含水量进行趋势外推，得到表面含水量的外推曲线，进而根据所述外推曲线确定目标实验室样品的表面含水量；基于所述空间含水量和所述表面含水量对目标实验室样品的含水量进行熵权融合评估，得到目标实验室样品的含水量评估值。

42、由此可见，本技术通过空间含水量和表面含水量对目标实验室样品的含水量进行熵权融合评估，得到目标实验室样品的含水量评估值；其中，首先在密闭烘干空间中布置多个监测点并实时采集湿度数据，可以全面捕捉空间湿度的变化情况，从而能够提高实验室样品烘干处理过程中含水量的监测精度；其次，通过量化传感器之间的互扰系数，可以消除由于传感器互扰效应带来的测量误差，从而可提高湿度测量的准确性，进而由传感器之间的互扰系数和所述空间湿度数据对密闭烘干空间的含水量进行耦合映射，得到空间含水量，可以更好地描述水分在密闭烘干空间中的平均分布情况，进而可通过提高实验室样品在烘干处理过程的精准控制；然后，由近红外光谱信息中的水分子表征光谱对目标实验室样品的表面含水量进行趋势外推，得到表面含水量的外推曲线，通过外推曲线能够准确捕捉实验室样品表面含水量的梯度变化，进而通过湿基含水率对外推曲线进行校准，提高了外推曲线的可靠性，从而得到更加精准的表面含水量，所述表面含水量可以预测实验室样品在烘干过程中的水分扩散行为，从而可避免实验室样品的局部过度烘干；最后，基于空间含水量和表面含水量对目标实验室样品的含水量进行熵权融合评估，得到目标实验室样品的含水量评估值，通过含水量评估值能够综合考虑实验室样品表面和密闭烘干空间内部含水量的变化趋势，对实验室样品的含水量进行精确评估，能够避免实验室样品烘干不足或局部过度干燥，进而确保实验室样品在烘干过程中的状态始终处于最优状态，从而提升实验数据的可靠性和准确性；综上所述，本技术方案可实现实验室用样品含水量的多点融合置信评估，从而提高样品烘干处理过程的控制精度。