[发明专利]球团矿相对还原率测试偏差的校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种球团矿相对还原率的测试方法，尤其是涉及一种球团矿相对还原率测试偏差的校正方法。

背景技术

球团矿相对还原率是铁矿石冶金性能试验的重要项目，该项目的试验的主要标准是《ISO7215高炉原料铁矿石-通过还原指数最终度测定还原率》，目前该标准的最新版为2007年版，标准的原理为在900℃下用一氧化碳进行等温还原3小时，在惰性气体的气氛下加热和冷却，以此考察用还原气体将球团矿中与铁结合氧的去除程度。

一般的球团矿相对还原率还原曲线是一条平滑曲线，但该曲线也会因各种外部干扰而使得球团矿还原曲线呈踞齿状见(图1)，类似仪器设备的一种噪声，即原来正常的还原曲线被加上了白噪声，此时相对还原率偏差可达3～5％，使试验精度受到影响。以往遇到这种情况，需要对样品进行重新试验，导致时间、检测周期、试验材料的浪费和损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种时间快、周期短，且不需要浪费和损失额外试验材料的球团矿相对还原率测试偏差的校正方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种球团矿相对还原率测试偏差的校正方法，在计算机上安装使用MATLAB软件，利用MATLAB软件中的Daubechies小波还原试验结束时还原信号的最终还原率进行校正，将还原信号的噪声和原始信号分离，消除存在外部干扰的还原信号的原始信号中的噪声，将混合信号分解成不同频率块信号，使原有的锯齿状还原信号曲线还原成一条平滑曲线，得到与原始的未含噪声还原信号曲线一样的还原率结果，具体步骤为：

(1)数据导入和小波分解

在MATLAB软件的小波工具箱GUI界面选择一维离散小波变换，导入含躁还原信号曲线，选择Daubechies小波，选择db10，进行4层分解；

(2)去噪

在上述db小波分解基础上，进行去噪(De-noise)，对分离的高频噪声曲线设定阈值，然后根据小波分解的底层低频系数和各高层高频系数进行一维小波重构，消除信号中无用部分，恢复信号中有用部分，得到合并了一条去噪后的平滑还原信号曲线的原始含噪还原信号曲线；

(3)校正

通过“View Axes”放大合并步骤2)中得到的原始还原信号曲线，同时利用坐标定位器对去噪后的还原终点进行定位，此时去噪后的平滑还原信号曲线在3小时的还原终止时与还原率纵坐标交叉点所指的还原率即为校正后还原信号的还原率。

为定位更加精确，还可以利用“Zoom”功能选择感兴趣的部分将图形放大后再进行步骤3)的操作。

设定阈值的原则是：在下阈值和上阈值的范围内包含有85％～95％的高频信号，这样设定阈值可将大部分高频信号滤除。

与现有技术相比，本发明的优点在于利用Daubechies小波，结合Matlab小波分析工具箱的GUI功能，可以十分方便将含噪球团矿还原曲线的噪声进行降噪，从而达到结果校正的目的。经过这种方法的还原曲线校正，至少可节省检测时间16小时，即为重复试验的50％时间，同时也可节省至少1800元/次试验的材料成本。

附图说明

图1为球团矿还原设备的还原管管体与炉体隔热炉衬接触摩擦的还原曲线；

图2为用本发明的方法对含噪声还原曲线的噪声进行分离后的结果曲线；

图3为对分离的高频噪声曲线在d₁至d₄设定阈值进行去噪的示意图：

图4为原始含噪曲线与去噪后的平滑还原信号曲线。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例：在计算机上安装使用MATLAB软件，对于图1所示的含噪的一维信号，降噪步骤为：

1)选择Daubechies(dbN)小波，在Matlab的小波工具箱选择一维离散小波变换，导入数据，选择db10，进行4层分解，得如图2所示分解结果。可见，与原始曲线(s)相比此时还有曲线(a₄)比较平滑。

2)还原结果校正

在上述db小波分解基础上，进行去噪(De-noise)，得图3结果。对分离的高频噪声曲线在d₁至d₄设定阈值，在下阈值和上阈值的范围内包含有90％的高频信号，然后根据小波分解的底层低频系数和各高层高频系数进行一维小波重构，消除信号中无用部分，恢复信号中有用部分，得到合并了一条去噪后的平滑还原信号曲线的原始含噪还原信号曲线；

3)利用“Zoom”功能选择感兴趣的部分将图形放大，通过“View Axes”放大合并曲线，同时利用坐标定位器将去噪后的还原终点进行定位，此时去噪后的平滑还原信号曲线在还原终止时与还原率纵坐标交叉点所指的还原率即为图4所示的校正后还原信号的还原率，从图4中可知，原先含噪还原曲线的还原终点为62.6％，校正后的结果为59.3％。