[发明专利]一种基于光谱的反应动力学速率常数的无偏估计方法

摘要

本发明提供了一种基于光谱的反应动力学速率常数的无偏估计方法，属于化学反应动力学领域。该方法首先构建光谱数据结构，根据反应物初始浓度和反应动力学速率常数的初始估计值，计算浓度分布曲线，获得将光谱矩阵，与测量得到的光谱矩阵比较，得到误差矩阵；然后根据误差矩阵调整反应动力学速率常数的估计值，重新计算误差矩阵，重复迭代，直到误差达到最小值；最后用最终误差矩阵估计噪声方差，在测量得到的光谱中增加噪声，重新计算反应动力学速率常数估计值，使用无偏估计方法，得到的结果更加接近真实值。由于使用无偏估计方法，不依赖反应物质的纯光谱等其他信息，有效的减少了噪声产生的影响，使得到的反应动力学速率常数更加精确。

主权项

1.一种基于光谱的反应动力学速率常数的无偏估计方法，其特征在于：具体包括以下步骤：/n步骤一：基于Beer-Lambert定律构建光谱数据的结构，使用常微分方程组建立反应动力学模型，根据反应物的初始浓度和反应动力学速率常数初始估计值，计算化学反应中涉及的所有物质随时间变化的浓度分布曲线，利用最小二乘计算各物质的吸光系数，计算光谱数据矩阵，将计算得到的光谱数据矩阵与实验测量的光谱比较，得到误差矩阵E(k₀)。/n步骤二：根据步骤一所述误差矩阵E(k₀)调整反应动力学速率常数初始估计值，计算得到新的浓度分布曲线，利用最小二乘计算各物质的吸光系数，计算新的光谱数据矩阵，将计算得到的新光谱数据矩阵与实验测量的光谱比较，重新计算得到新的误差矩阵E(k₁)。经上述方法重复迭代，获得最终误差矩阵E(k_n-1)，直到最终误差矩阵E(k_n-1)中每个元素的平方和与上一次误差矩阵E(k_n-2)中每个元素的平方和之差小于10^-6。n为迭代次数，n≥1。/n步骤三：根据步骤二得到的最终误差矩阵E(k_n-1)中每个元素的平方和估计噪声的方差，在所述测量得到的光谱中增加具有所述方差的噪声，获得具有叠加噪声的光谱数据，重新计算反应动力学速率常数估计值，使用无偏估计方法，完成对反应动力学速率常数的估计。/n