CN117303518B - 一种电离子交换超纯水设备及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电离子交换超纯水设备及其控制方法，确定凝胶电离参数值序列；获取历史凝胶电离参数值序列并进行离散化得到凝胶电离参数离散度，根据所述凝胶电离参数离散度对所述凝胶电离参数值序列中的凝胶电离参数值进行选定评估得到凝胶电离选定量；获取每个时间点电离子交换超纯水的期望凝胶电离效率和参考凝胶电离效率并确定凝胶电离效率偏差比，由所述凝胶电离效率偏差比和所述凝胶电离选定量确定电离子交换超纯水的修正凝胶电离值进而得到凝胶电离参数值序列，根据所述修正凝胶电离参数值序列和所述凝胶电离选定量确定凝胶电离参数适应度；根据所述凝胶电离参数适应度对电离子交换超纯水的凝胶树脂颗粒尺寸进行调节以提高交换效率。
Description
技术领域
本申请涉及电离子交换超纯水设备技术领域，更具体的说，本申请涉及一种电离子交换超纯水设备及其控制方法。
背景技术
电离子交换是一种水处理技术，其原理是利用离子交换树脂来去除水中的离子，离子交换树脂是一种高分子化合物，具有特定的结构，可以选择性地吸附和释放水中的离子，在电离子交换过程中，水通过装有离子交换树脂的容器，树脂表面带有一定的电荷，吸引并捕捉水中的离子，同时释放相应数量的其他离子，通过这样的离子交换过程，水中的硬度离子和其他污染物离子可以被去除，从而得到更纯净的水，其中，电离子交换超纯水是经过电离子交换技术处理后的水，是一种高纯度的水，几乎不含任何杂质和离子，在电离子交换超纯水过程中，水中的离子被交换成氢离子和氢氧根离子，从而实现了水中离子的去除，这种超纯水通常用于实验室研究、医药生产、半导体制造等需要高纯度水的领域。
现有技术中，电离子交换超纯水设备进行电离子交换超纯水的实现过程中，首先将原水通过预处理步骤去除杂质和颗粒物，然后进入电离子交换器，在电离子交换器中，原水通过离子交换树脂时，离子交换树脂会吸附水中的阳离子和阴离子，并释放等量的氢离子和氢氧离子，水中的阳离子和阴离子被完全去除，得到的是高纯度的水，也就是超纯水，然而现有电离子交换超纯水设备进行电离子交换过程中会存在离子交换树脂老化等情况，若没有及时更换离子交换树脂或对离子交换树脂进行调整，则会导致电离子交换超纯水的交换效率低。
发明内容
本申请提供一种电离子交换超纯水设备及其控制方法，以解决电离子交换超纯水的交换效率低的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：
第一方面，本申请提供一种电离子交换超纯水设备控制方法，包括如下步骤：
对电离子交换超纯水设备中凝胶树脂交换超纯水时的凝胶电离参数值进行采样，由采样得到的凝胶电离参数值确定凝胶电离参数值序列；
获取历史凝胶电离参数值序列，对所述历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值进行离散化，得到凝胶电离参数离散度，根据所述凝胶电离参数离散度对所述凝胶电离参数值序列中的凝胶电离参数值进行选定，得到凝胶电离选定量；
获取每个时间点电离子交换超纯水的期望凝胶电离效率和参考凝胶电离效率，根据每个时间点的所述期望凝胶电离效率和所述参考凝胶电离效率确定凝胶电离效率偏差比，由所述凝胶电离效率偏差比和所述凝胶电离选定量确定电离子交换超纯水的修正凝胶电离值；
根据所述修正凝胶电离值对所述凝胶电离参数值序列中的各个凝胶电离参数值进行修正，得到修正凝胶电离参数值序列，根据所述修正凝胶电离参数值序列和所述凝胶电离选定量确定凝胶电离参数适应度；
将所述凝胶电离参数适应度与预设凝胶电离参数适应度进行对比，当所述凝胶电离参数适应度超过所述预设凝胶电离参数适应度时，对电离子交换超纯水的凝胶树脂颗粒尺寸进行相应调节。
在一些实施例中，通过等时间间隔对凝胶树脂交换超纯水时的凝胶电离参数值进行采样。
在一些实施例中，对所述历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值进行离散化，得到凝胶电离参数离散度具体可包括：
获取所述历史凝胶电离参数值序列中的每个历史凝胶电离参数值；
获取所述历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值总数目；
确定所述历史凝胶电离参数值序列中历史凝胶电离参数值的均值，得到历史凝胶电离参数均值；
根据所述历史凝胶电离参数值总数目和所述历史凝胶电离参数均值确定所述历史凝胶电离参数值的凝胶电离参数离散度。
在一些实施例中，所述凝胶电离参数离散度可由下述公式确定：
其中，M表示历史凝胶电离参数值的凝胶电离参数离散度，K表示历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值总数目，xi表示历史凝胶电离参数值序列中的第i个历史凝胶电离参数值，历史凝胶电离参数值序列中历史凝胶电离参数值的均值。
在一些实施例中，根据所述凝胶电离参数离散度对所述凝胶电离参数值序列中的凝胶电离参数值进行选定，得到凝胶电离选定量具体可包括：
从凝胶电离参数值序列获取每个凝胶电离参数值；
获取历史凝胶电离参数值的凝胶电离参数离散度；
根据凝胶电离过程涉及的所有调节参数数目，确定凝胶电离参数调节效率参量；
确定所述凝胶电离参数值序列中采集每个凝胶电离参数值的时间信息值；
确定所述凝胶电离参数值序列中的所述凝胶电离参数值对应的获取时间上限信息值；
根据所述凝胶电离参数值、所述凝胶电离参数离散度、所述凝胶电离参数调节效率参量、所述时间信息值和所述获取时间上限信息值确定凝胶电离参数值的凝胶电离选定量，其中，所述凝胶电离选定量由下述公式确定：
其中，W表示凝胶电离参数值的凝胶电离选定量，ρt表示凝胶电离参数值序列中时间信息值为t的凝胶电离参数值，η表示选定系数，标定为常数，表示凝胶电离参数值序列中凝胶电离参数值的平均值，M表示凝胶电离参数离散度，l表示凝胶电离参数值的获取时间上限信息值，t表示采集凝胶电离参数值的时间信息值，ω表示凝胶电离参数调节效率参量。
在一些实施例中，根据每个时间点的所述期望凝胶电离效率和所述参考凝胶电离效率确定凝胶电离效率偏差比具体可包括：
根据每个时间点的所述期望凝胶电离效率和所述参考凝胶电离效率的残差值，确定凝胶电离效率残差值序列；
确定所述凝胶电离效率残差序列中凝胶电离效率残差值的均值；
确定所述凝胶电离效率残差值序列中凝胶电离效率残差值的波动率；
根据所述凝胶电离效率残差值的均值与凝胶电离效率残差值的波动率的比值，得到电离子交换超纯水的凝胶电离效率偏差比。
在一些实施例中，根据所述修正凝胶电离值对所述凝胶电离参数值序列中的各个凝胶电离参数值进行修正，得到修正凝胶电离参数值序列具体可包括：
确定所述凝胶电离参数值序列中凝胶电离参数值的均值，得到凝胶电离参数均值；
根据所述凝胶电离参数均值对每个凝胶电离参数值进行偏移度计算，得到每个凝胶电离参数值的凝胶电离参数偏移度；
将所述凝胶电离参数偏移度与预设凝胶电离参数偏移度进行对比，当所述凝胶电离参数偏移度大于所述预设凝胶电离参数偏移度，则将该凝胶电离参数偏移度所对应的凝胶电离参数值通过所述修正凝胶电离值进行差值修正，进而得到每个修正的修正凝胶电离参数值；
根据每个修正的所述修正凝胶电离参数值对所述凝胶电离参数值进行重新组合，进而得到修正凝胶电离参数值序列。
第二方面，本申请提供一种电离子交换超纯水设备，其包括有电离参数控制单元，所述电离参数控制单元包括：
凝胶电离参数值获取模块，用于对电离子交换超纯水设备中凝胶树脂交换超纯水时的凝胶电离参数值进行采样，由采样得到的凝胶电离参数值确定凝胶电离参数值序列；
凝胶电离选定量确定模块，用于获取历史凝胶电离参数值序列，对所述历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值进行离散化，得到凝胶电离参数离散度，根据所述凝胶电离参数离散度对所述凝胶电离参数值序列中的凝胶电离参数值进行选定，得到凝胶电离选定量；
修正凝胶电离值确定模块，用于获取每个时间点电离子交换超纯水的期望凝胶电离效率和参考凝胶电离效率，根据每个时间点的所述期望凝胶电离效率和所述参考凝胶电离效率确定凝胶电离效率偏差比，由所述凝胶电离效率偏差比和所述凝胶电离选定量确定电离子交换超纯水的修正凝胶电离值；
凝胶电离参数适应度确定模块，用于根据所述修正凝胶电离值对所述凝胶电离参数值序列中的各个凝胶电离参数值进行修正，得到修正凝胶电离参数值序列，根据所述修正凝胶电离参数值序列和所述凝胶电离选定量确定凝胶电离参数适应度；
电离子交换超纯水调节模块，用于将所述凝胶电离参数适应度与预设凝胶电离参数适应度进行对比，当所述凝胶电离参数适应度超过所述预设凝胶电离参数适应度时，对电离子交换超纯水的凝胶树脂颗粒尺寸进行相应调节。
第三方面，本申请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，并执行上述的电离子交换超纯水设备控制方法。
第四方面，本申请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电离子交换超纯水设备控制方法。
本申请公开的实施例提供的技术方案具有以下有益效果：
本申请提供的电离子交换超纯水设备及其控制方法中，首先对电离子交换超纯水设备中凝胶树脂交换超纯水时的凝胶电离参数值进行采样，由采样得到的凝胶电离参数值确定凝胶电离参数值序列；获取历史凝胶电离参数值序列，对所述历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值进行离散化，得到凝胶电离参数离散度，根据所述凝胶电离参数离散度对所述凝胶电离参数值序列中的凝胶电离参数值进行选定，得到凝胶电离选定量；获取每个时间点电离子交换超纯水的期望凝胶电离效率和参考凝胶电离效率，根据每个时间点的所述期望凝胶电离效率和所述参考凝胶电离效率确定凝胶电离效率偏差比，由所述凝胶电离效率偏差比和所述凝胶电离选定量确定电离子交换超纯水的修正凝胶电离值；根据所述修正凝胶电离值对所述凝胶电离参数值序列中的各个凝胶电离参数值进行修正，得到修正凝胶电离参数值序列，根据所述修正凝胶电离参数值序列和所述凝胶电离选定量确定凝胶电离参数适应度；将所述凝胶电离参数适应度与预设凝胶电离参数适应度进行对比，当所述凝胶电离参数适应度超过所述预设凝胶电离参数适应度时，对电离子交换超纯水的凝胶树脂颗粒尺寸进行调节。
在本申请中，以电离子交换超纯水设备为背景，通过多重步骤对凝胶电离参数进行综合优化，首先，从实际操作中采样获得凝胶电离参数值序列，结合历史凝胶电离参数数据，计算凝胶电离参数离散度和凝胶电离选定量，以评估参数的合适性，然后，通过对比期望凝胶电离效率和参考凝胶电离效率，得到修正凝胶电离值，进一步优化电离子交换超纯水的电离参数，根据修正后的参数值序列确定凝胶电离参数适应度，用于判断参数的整体优越性，最终，将凝胶电离参数适应度与预设值进行比较，当凝胶电离参数适应度高于预设值时，通过调整凝胶树脂颗粒尺寸，可有效提高电离子交换超纯水过程的交换效率。
附图说明
图1是根据本申请一些实施例所示的电离子交换超纯水设备控制方法的示例性流程图；
图2是根据本申请一些实施例所示的电离参数控制单元的示例性硬件和/或软件的示意图；
图3是根据本申请一些实施例所示的应用电离子交换超纯水设备控制方法的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。参考图1，该图是根据本申请一些实施例所示的电离子交换超纯水设备控制方法的示例性流程图，该电离子交换超纯水设备控制方法100主要包括如下步骤：
在步骤101，对电离子交换超纯水设备中凝胶树脂交换超纯水时的凝胶电离参数值进行采样，由采样得到的凝胶电离参数值确定凝胶电离参数值序列。
电离子交换超纯水是一种水处理技术，其原理是利用离子交换树脂来去除水中的离子，离子交换树脂是一种高分子化合物，具有特定的结构，可以选择性地吸附和释放水中的离子，其中凝胶树脂是离子交换树脂中的一种，凝胶树脂适用于吸附无机离子，直径较小，一般为0.3～0.6nm。
具体实现时，通过等时间间隔对凝胶树脂交换超纯水时的凝胶电离参数值进行采样，例如，通过一个凝胶树脂交换超纯水设备，设置每隔1小时采样一次凝胶电离参数值，在第1小时时采样到的电离参数值为X1，在第2小时时采样到的电离参数值为X2，在第3小时时采样到的电离参数值为X3，以此类推，进而得到采样时间内的所有凝胶电离参数值。
具体实现时，将每次采样得到的凝胶电离参数值按照采样的时间顺序进行组合，进而得到凝胶电离参数值序列，例如，每隔1小时采样一次凝胶电离参数值，得到如下数据：第1小时：X1＝10，第1小时：X2＝12，第2小时：X3＝15，第3小时：X4＝14，第4小时：X5＝11，第5小时：X6＝13，则凝胶电离参数值序列为：{10,12,15,14,11,13}。
需要说明的是，所述凝胶电离参数值包括凝胶电离pH参数值、凝胶电离温度参数值和凝胶电离电导率参数值，所述凝胶电离参数值序列是在电离子交换超纯水设备中凝胶树脂交换超纯水时，在不同时间点对凝胶电离pH参数值、凝胶电离温度参数值、或凝胶电离电导率参数值进行采样所得到的一组数据，在本申请中，以凝胶电离电导率参数值为例进行本申请的分析，具体实现时，可选择其他凝胶电离参数值进行分析，这里不作限定，此外，对这些参数值进行获取获取分析，有助于优化凝胶树脂交换过程，提高纯水的质量和产量。
在步骤102，获取历史凝胶电离参数值序列，对所述历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值进行离散化，得到凝胶电离参数离散度，根据所述凝胶电离参数离散度对所述凝胶电离参数值序列中的凝胶电离参数值进行选定，得到凝胶电离选定量。
在一些实施例中，从电离子交换超纯水参数日志中，按照时间顺序获取历史凝胶电离参数值序列，所述电离子交换超纯水参数日志记录了历史的所有电离参数值数据。
在一些实施例中，对所述历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值进行离散化，得到凝胶电离参数离散度具体可采用下式方式，即：
获取所述历史凝胶电离参数值序列中的每个历史凝胶电离参数值；
获取所述历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值总数目；
确定所述历史凝胶电离参数值序列中历史凝胶电离参数值的均值，得到历史凝胶电离参数均值；
根据所述历史凝胶电离参数值总数目和所述历史凝胶电离参数均值确定所述历史凝胶电离参数值的凝胶电离参数离散度，其中所述凝胶电离参数离散度由下述公式确定：
其中，M表示历史凝胶电离参数值的凝胶电离参数离散度，K表示历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值总数目，xi表示历史凝胶电离参数值序列中的第i个历史凝胶电离参数值，历史凝胶电离参数值序列中历史凝胶电离参数值的均值。
需要说明的是，所述历史凝胶电离参数值序列是各个凝胶电离参数在不同历史时间点采集的值而组合得到的，所述凝胶电离参数离散度是在对历史凝胶电离参数值序列中的凝胶电离参数值进行离散化得到的值，用于描述历史凝胶电离参数值序列中的趋势和规律，并作为一个重要的参考值，用于后续的选定分析，可以帮助评估调节效果，如果调节后的参数值序列离散度减小，表示调节过程使数据更稳定，从而达到更好的电离效果。
在一些实施例中，根据所述凝胶电离参数离散度对所述凝胶电离参数值序列中的凝胶电离参数值进行选定评估，得到凝胶电离选定量具体可采用下述方式，即：
从凝胶电离参数值序列获取每个凝胶电离参数值；
获取历史凝胶电离参数值的凝胶电离参数离散度；
根据凝胶电离过程涉及的所有调节参数数目，确定凝胶电离参数调节效率参量；
确定所述凝胶电离参数值序列中采集每个所述凝胶电离参数值对应的时间信息值；
确定所述凝胶电离参数值序列中的所述凝胶电离参数值对应的获取时间上限信息值；
根据所述凝胶电离参数值、所述凝胶电离参数离散度、所述凝胶电离参数调节效率参量、所述时间信息值和所述获取时间上限信息值确定凝胶电离参数值的凝胶电离选定量，其中，所述凝胶电离选定量由下述公式确定：
其中，W表示凝胶电离参数值的凝胶电离选定量，ρt表示凝胶电离参数值序列中时间信息值为t的凝胶电离参数值，η表示选定系数，标定为常数，取值范围在[0,1]之间，表示凝胶电离参数值序列中凝胶电离参数值的平均值，M表示凝胶电离参数离散度，l表示凝胶电离参数值的获取时间上限信息值，t表示采集凝胶电离参数值的时间信息值，ω表示凝胶电离参数调节效率参量。
需要说明的是，本申请中所述选定即为确定凝胶电离选定量的过程，通过所述选定量的大小可以了解采样得到的所述凝胶电离参数值序列对电离子交换超纯水影响程度，当所述凝胶电离选定量为较大值时，说明在电离子交换超纯水过程中，所采样的电离参数值在电离子交换超纯水过程更加有益，反之，则影响效果小，对电离子交换超纯水过程有益性较差，此外，所述凝胶电离选定量为一个衡量采样得到的凝胶电离参数值序列的一个指标值，对所述凝胶电离选定量的确定用于解决在采样过程中采样数据有益性和参考性差的问题，以提高电离子交换超纯水过程的稳定性。
需要说明的是，所述凝胶电离参数调节效率参量是由影响凝胶电离过程的所有调节参数数目确定的一个值用于优化电离过程，以提高电离效率，例如，有3个调节参数为凝胶电导率调节参数、凝胶温度调节参数和凝胶pH值调节参数，具体实现时，所述凝胶电离参数调节效率参量则为数值3。
在步骤103，获取每个时间点电离子交换超纯水的期望凝胶电离效率和参考凝胶电离效率，根据每个时间点的所述期望凝胶电离效率和所述参考凝胶电离效率确定凝胶电离效率偏差比，由所述凝胶电离效率偏差比和所述凝胶电离选定量确定电离子交换超纯水的修正凝胶电离值。
具体实现时，获取每个时间点电离子交换超纯水的期望凝胶电离效率和参考凝胶电离效率，所述期望凝胶电离效率是在理论计算或实验基础上确定的，表示在特定条件下凝胶树脂交换超纯水的期望效率，具体实现时根据设备设计、反应动力学等因素通过计算机进行获取，例如，在启动电离子交换超纯水后在时间点15分钟时的期望凝胶电离效率为22％，在时间点30分钟时的期望凝胶电离效率为34％，在时间点45分钟时的期望凝胶电离效率为41％；所述参考凝胶电离效率是根据历史数据、已知参数或者标准设定的，用于对比和衡量当前实际效率的一个参考值，具体实现时，可以是之前类似条件下大量实验结果在某个特定时间点的分析处理设定的一个参考值，例如在启动电离子交换超纯水后在时间点15分钟时的参考凝胶电离效率为23％，在启动电离子交换超纯水后在时间点30分钟时的参考凝胶电离效率为30％，在启动电离子交换超纯水后在时间点45分钟时的参考凝胶电离效率为39％。
在一些实施例中，根据每个时间点的所述期望凝胶电离效率和所述参考凝胶电离效率确定凝胶电离效率偏差比具体可采用下述方式，即：
确定每个时间点的所述期望凝胶电离效率和所述参考凝胶电离效率的残差值，得到凝胶电离效率残差值序列；
确定所述凝胶电离效率残差序列中凝胶电离效率残差值的均值；
确定所述凝胶电离效率残差值序列中凝胶电离效率残差值的波动率；
根据所述凝胶电离效率残差值的均值与凝胶电离效率残差值的波动率的比值，得到电离子交换超纯水的凝胶电离效率偏差比。
具体实现时，所述凝胶电离效率残差值序列是由每个时间点的所述期望凝胶电离效率和所述参考凝胶电离效率的残差值构成，例如，在时间点10分钟、20分钟、30分钟时分别对应的所述期望凝胶电离效率为32％、41％、45％，所述参考凝胶电离效率为31.5％、39％、46％，则得到凝胶电离效率残差值序列为[05％，2％，-1％]。
具体实现时，所述凝胶电离效率残差值的波动率可通过对所述凝胶电离效率残差值序列中凝胶电离效率残差值进行标准差计算获得，这里不再赘述。
需要说明的是，所述凝胶电离效率偏差比可以帮助评估凝胶电离效率的整体表现，如果偏差比接近零或者为负数，表示调节效果较好，凝胶电离效率较接近期望值，如果偏差比为正数，表示凝胶电离效率偏离期望值较大，需要进一步优化调节参数。
在一些实施例中，由所述凝胶电离效率偏差比和所述凝胶电离选定量确定电离子交换超纯水的修正凝胶电离值具体可采用下述方式，即：
获取最终期望凝胶电离效率和最终参考凝胶电离效率；
获取电离子交换超纯水的凝胶电离效率偏差比；
获取凝胶电离参数值的凝胶电离选定量
确定数据无量纲化系数；
根据所述最终期望凝胶电离效率、所述最终参考凝胶电离效率、所述电离子交换超纯水的凝胶电离效率偏差比、所述数据无量纲化系数和所述凝胶电离参数值的凝胶电离选定量，确定电离子交换超纯水的修正凝胶电离值；
其中，δ表示电离子交换超纯水的修正凝胶电离值，ε表示数据无量纲化系数，W表示凝胶电离参数值的凝胶电离选定量，p、q分别表示最终期望凝胶电离效率和最终参考凝胶电离效率，表示电离子交换超纯水的凝胶电离效率偏差比。
具体实现时，所述最终期望凝胶电离效率是指在整个电离子交换超纯水过程中总的期望电离效率，所述总的期望电离效率是通过多次对电离子交换超纯水的整个交换过程完成后，对测量得到的期望电离效率进行分析拟定设定得到的，例如通过计算机对大量历史电离子交换超纯水的整个交换过程完成后的最终凝胶电离效率进行分析计算得到最终期望凝胶电离效率为99.97％，所述最终参考凝胶电离效率是指在完成整个电离子交换超纯水后根据电离子交换超纯水效率标准设定的一个参考电离效率，一般为99.98％。
需要说明的是，所述数据无量纲化系数是指在数据无量纲化处理过程中，将原始数据转换为无量纲化数据的比例系数或缩放因子，一般选择0到1中的任意一个数作为数据无量纲化系数，例如选择0.6作为数据无量纲化系数，所述数据无量纲化系数在数据处理中起到标准化数据尺度的作用，使得不同维度的数据可以具有统一的尺度范围，消除不同量纲带来的影响，使得数据能够更好地适应模型的处理和计算。
需要说明的是，所述修正凝胶电离值是对电离子交换超纯水中凝胶电离效率的一种修正值，用于更准确地表示电离子交换超纯水过程中的凝胶电离效率，修正凝胶电离值可以通过考虑每个时间点的期望凝胶电离效率、参考凝胶电离效率以及凝胶电离效率偏差比来计算得到，在电离子交换超纯水过程中有助于提高电离交换的精度和准确性。
在步骤104，根据所述修正凝胶电离值对所述凝胶电离参数值序列中的各个凝胶电离参数值进行修正，得到修正凝胶电离参数值序列，根据所述修正凝胶电离参数值序列和所述凝胶电离选定量确定凝胶电离参数适应度。
具体实现时，根据所述修正凝胶电离值对所述凝胶电离参数值序列中的各个凝胶电离参数值进行修正，得到修正凝胶电离参数值序列具体可采用下述方式，即：
确定所述凝胶电离参数值序列中凝胶电离参数值的均值，得到凝胶电离参数均值；
根据所述凝胶电离参数均值对每个所述凝胶电离参数值进行偏移度计算，得到每个所述凝胶电离参数值的凝胶电离参数偏移度；
将所述凝胶电离参数偏移度与预设凝胶电离参数偏移度进行对比，当所述凝胶电离参数偏移度大于所述预设凝胶电离参数偏移度，则将该凝胶电离参数偏移度所对应的凝胶电离参数值通过所述修正凝胶电离值进行差值修正，进而得到每个修正的修正凝胶电离参数值；
根据每个修正的所述修正凝胶电离参数值对所述凝胶电离参数值进行重新组合，进而得到修正凝胶电离参数值序列。
具体实现时，所述凝胶电离参数偏移度由下述公式确定：
其中，Hj表示凝胶电离参数值序列中第j个凝胶电离参数值的凝胶电离参数偏移度，表示凝胶电离参数值序列中凝胶电离参数值的均值，μj表示凝胶电离参数值序列中第j个凝胶电离参数值。
具体实现时，将所述凝胶电离参数偏移度与预设凝胶电离参数偏移度进行对比，将所述凝胶电离参数偏移度大于所述预设凝胶电离参数偏移度对应的凝胶电离参数值进行修正，例如，所述预设凝胶电离参数偏移度设置为85％，当所述凝胶电离参数值12所对应的凝胶电离参数偏移度为87％，则对该凝胶电离参数值12进行差值修正，即将12减去修正凝胶电离值；
具体实现时，根据每个修正的所述修正凝胶电离参数值对所述凝胶电离参数值进行重新组合，进而得到修正凝胶电离参数值序列，例如，对于凝胶电离参数值13、18、20、32来说每个凝胶电离参数值所对应的凝胶电离参数偏移度都超过预设的凝胶电离参数偏移度，则对凝胶电离参数值13、18、20、32进行差值修正，对应得到12.13、17.13、19.13、31.13，将修正得到的修正凝胶电离参数值对应替换掉原来的所述凝胶电离参数值，进而得到修正凝胶电离参数值序列。
需要说明的是，所述预设凝胶电离参数偏移度是经过大量实验分析总结设定的，用来衡量数值的偏离程度，以解决在采集数据中数据存在偏差的问题，进而对偏差进行修正。
在一些实施例中，根据所述修正凝胶电离参数值序列和所述凝胶电离选定量确定凝胶电离参数适应度具体可采用下述方式，即：
获取凝胶电离参数值的凝胶电离选定量W；
获取修正凝胶电离参数值序列中第s个修正凝胶电离参数值θs；
确定修正凝胶电离参数值序列中修正凝胶电离参数值的总数目N；
确定修正凝胶电离参数值的固定常幂项υ；
确定凝胶电离参数适应度因子δ；
根据所述电离子交换超纯水的凝胶电离选定量W、所述修正凝胶电离参数值序列中第S个修正凝胶电离参数值θs、所述修正凝胶电离参数值序列中修正凝胶电离参数值的总数目N以及修正凝胶电离参数值的固定常幂项υ确定凝胶电离参数适应度，其中所述凝胶电离参数适应度由下述公式确定：
其中，ψ表示凝胶电离参数适应度，W表示凝胶电离参数值的凝胶电离选定量，θs表示修正凝胶电离参数值序列中第s个修正凝胶电离参数值，N表示修正凝胶电离参数值序列中修正凝胶电离参数值的总数目，υ表示修正凝胶电离参数值的固定常幂项，δ表示凝胶电离参数适应度因子。
具体实现时，所述修正凝胶电离参数值的固定常幂项被设置为一个常数，例如0、1、2、3等，具体可根据可以修正凝胶电离参数值的数值特征进行选择，在本申请例中，选用固定常幂项为3，对所述固定常幂项的选定可以进一步提高凝胶电离子交换超纯水的准确性和性能，以更好地控制电离子超纯水过程中的能耗，提升交换效率。
具体实现时，所述凝胶电离参数适应度因子是对所述凝胶电离参数适应度确定时的调节系数，具体可以通过计算所述修正凝胶电离参数值序列中的修正凝胶电离参数值的方差，并对计算得到的方差取对数得到凝胶电离参数适应度因子，确定所述凝胶电离参数适应度因子可帮助找到最优的凝胶电离参数适应度。
需要说明的是，凝胶电离参数适应度是一个用于衡量凝胶电离参数值序列在特定环境下的适应性或优越性的指标，这个指标可以通过对修正后的凝胶电离参数值序列进行分析和计算得出，具体来说，凝胶电离适应度表示凝胶电离参数在电离子交换超纯水过程中的表现程度，所述凝胶电离适应度的目的是为了评估凝胶电离参数值在实际应用过程中的效果，通过计算凝胶电离适应度，可以了凝胶电离参数值在实际生产或处理过程中的适应程度，以及它们与预期目标之间的差距，进而根据所述凝胶电离参数适应度对电离子交换超纯水过程中凝胶树脂颗粒尺寸进行调节。
在步骤105，将所述凝胶电离参数适应度与预设凝胶电离参数适应度进行对比，当所述凝胶电离参数适应度超过所述预设凝胶电离参数适应度时，对电离子交换超纯水的凝胶树脂颗粒尺寸进行相应调节。
具体实现时，将所述凝胶电离参数适应度与预设凝胶电离参数适应度进行对比，当所述凝胶电离参数适应度超过所述预设凝胶电离参数适应度时，对电离子交换超纯水的凝胶树脂颗粒尺寸进行相应调节。
需要说明的是，所述预设凝胶电离参数适应度是经过大量实验和经验通过机器学习设定的一个值，该值被用来衡量离子交换超纯水过程电离参数的适应度能力，当所述凝胶电离参数适应度超过所述预设凝胶电离参数适应度时，则需对电离子交换超纯水的凝胶树脂颗粒尺寸进行相应调节，以提离子交换超纯水的纯净度，保证水中离子的尽数吸附。
需要说明的是，对凝胶树脂颗粒的尺寸进行相应调节可以是增其表面积，从而提供更多的吸附位点或者其他同样可以增加树脂的吸附容量的方式，以提升去除溶解性离子的效率，这里不做具体限定。
另外，本申请的另一方面，在一些实施例中，本申请提供一种电离子交换超纯水设备，该设备包括有电离参数控制单元，参考图2，该图是根据本申请一些实施例所示的电离参数控制单元的示例性硬件和/或软件的示意图，该电离参数控制单元200包括：凝胶电离参数值获取模块201、凝胶电离选定量确定模块202、修正凝胶电离值确定模块203、凝胶电离参数适应度确定模块204和电离子交换超纯水调节模块205，分别说明如下：
凝胶电离参数值获取模块201，本申请中凝胶电离参数值获取模块201主要用于对电离子交换超纯水设备中凝胶树脂交换超纯水时的凝胶电离参数值进行采样，由采样得到的凝胶电离参数值确定凝胶电离参数值序列；
凝胶电离选定量确定模块202，本申请中凝胶电离选定量确定模块202主要用于获取历史凝胶电离参数值序列，对所述历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值进行离散化，得到凝胶电离参数离散度，根据所述凝胶电离参数离散度对所述凝胶电离参数值序列中的凝胶电离参数值进行选定，得到凝胶电离选定量；
修正凝胶电离值确定模块203，本申请中修正凝胶电离值确定模块203主要用于获取每个时间点电离子交换超纯水的期望凝胶电离效率和参考凝胶电离效率，根据每个时间点的所述期望凝胶电离效率和所述参考凝胶电离效率确定凝胶电离效率偏差比，由所述凝胶电离效率偏差比和所述凝胶电离选定量确定电离子交换超纯水的修正凝胶电离值；
凝胶电离参数适应度确定模块204，本申请中凝胶电离参数适应度确定模块204主要用于根据所述修正凝胶电离值对所述凝胶电离参数值序列中的各个凝胶电离参数值进行修正，得到修正凝胶电离参数值序列，根据所述修正凝胶电离参数值序列和所述凝胶电离选定量确定凝胶电离参数适应度；
电离子交换超纯水调节模块205，本申请中电离子交换超纯水调节模块205主要用于将所述凝胶电离参数适应度与预设凝胶电离参数适应度进行对比，当所述凝胶电离参数适应度超过所述预设凝胶电离参数适应度时，对电离子交换超纯水的凝胶树脂颗粒尺寸进行相应调节。
另外，本申请还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，并执行上述的电离子交换超纯水设备控制方法。
在一些实施例中，参考图3，该图是根据本申请一些实施例所示的应用电离子交换超纯水设备控制方法的计算机设备的结构示意图。上述实施例中的电离子交换超纯水设备控制方法可以通过图3所示的计算机设备来实现，该计算机设备包括至少一个处理器301、通信总线302、存储器303以及至少一个通信接口304。
处理器301可以是一个通用中央处理器(central proceing unit，CPU)、特定应用集成电路(application-pecific integrated circuit，AIC)或一个或多个用于控制本申请中的电离子交换超纯水设备控制方法的执行。
通信总线302可包括一通路，在上述组件之间传送信息。
存储器303可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其它类型的静态存储设备，随机存取存储器(random acce memory，RAM)或者可存储信息和指令的其它类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyeraable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compact dic read-onlyMemory，CD-ROM)或其它光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘或者其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其它介质，但不限于此。存储器303可以是独立存在，通过通信总线302与处理器301相连接。存储器303也可以和处理器301集成在一起。
其中，存储器303用于存储执行本申请方案的程序代码，并由处理器301来控制执行。处理器301用于执行存储器303中存储的程序代码。程序代码中可以包括一个或多个软件模块。上述实施例中预选凝胶电离系数的确定可以通过处理器301以及存储器303中的程序代码中的一个或多个软件模块实现。
通信接口304，使用任何收发器一类的装置，用于与其它设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网(radio acce network，RAN)，无线局域网(wirele local areanetwork，WLAN)等。
在具体实现中，作为一种实施例，计算机设备可以包括多个处理器，这些处理器中的每一个可以是一个单核(ingle-CPU)处理器，也可以是一个多核(multi-CPU)处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
上述的计算机设备可以是一个通用计算机设备或者是一个专用计算机设备。在具体实现中，计算机设备可以是台式机、便携式电脑、网络服务器、掌上电脑(peronaldigital aitant，PDA)、移动手机、平板电脑、无线终端设备、通信设备或者嵌入式设备，本申请实施例不限定计算机设备的类型。
另外，本申请还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电离子交换超纯水设备控制方法。
综上，本申请实施例公开的电离子交换超纯水设备及其控制方法中，首先对电离子交换超纯水设备中凝胶树脂交换超纯水时的凝胶电离参数值进行采样，由采样得到的凝胶电离参数值确定凝胶电离参数值序列；获取历史凝胶电离参数值序列，对所述历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值进行离散化，得到凝胶电离参数离散度，根据所述凝胶电离参数离散度对所述凝胶电离参数值序列中的凝胶电离参数值进行选定评估，得到凝胶电离选定量；获取每个时间点电离子交换超纯水的期望凝胶电离效率和参考凝胶电离效率，根据每个时间点的所述期望凝胶电离效率和所述参考凝胶电离效率确定凝胶电离效率偏差比，由所述凝胶电离效率偏差比和所述凝胶电离选定量确定电离子交换超纯水的修正凝胶电离值；根据所述修正凝胶电离值对所述凝胶电离参数值序列中的所述凝胶电离参数值进行修正，得到修正凝胶电离参数值序列，根据所述修正凝胶电离参数值序列和所述凝胶电离选定量确定凝胶电离参数适应度；根据所述凝胶电离参数适应度和预设凝胶电离参数适应度进行对比，当所述凝胶电离参数适应度超过所述预设凝胶电离参数适应度时，对电离子交换超纯水的凝胶树脂颗粒尺寸进行调节。
在本申请中，以电离子交换超纯水设备为背景，通过多重步骤对凝胶电离参数进行综合优化，首先，从实际操作中采样获得凝胶电离参数值序列，结合历史凝胶电离参数数据，计算凝胶电离参数离散度和凝胶电离选定量，以评估参数的合适性，然后，通过对比期望凝胶电离效率和参考凝胶电离效率，得到修正凝胶电离值，进一步优化电离子交换超纯水的电离参数，根据修正后的参数值序列确定凝胶电离参数适应度，用于判断参数的整体优越性，最终，将凝胶电离参数适应度与预设值进行比较，当凝胶电离参数适应度高于预设值时，通过调整凝胶树脂颗粒尺寸，提升了电离子交换超纯水过程的交换效率。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种电离子交换超纯水设备控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
对电离子交换超纯水设备中凝胶树脂交换超纯水时的凝胶电离参数值进行采样，由采样得到的凝胶电离参数值确定凝胶电离参数值序列；
获取历史凝胶电离参数值序列，对所述历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值进行离散化，得到凝胶电离参数离散度，根据所述凝胶电离参数离散度对所述凝胶电离参数值序列中的凝胶电离参数值进行选定，得到凝胶电离选定量；
获取每个时间点电离子交换超纯水的期望凝胶电离效率和参考凝胶电离效率，根据每个时间点的所述期望凝胶电离效率和所述参考凝胶电离效率确定凝胶电离效率偏差比，由所述凝胶电离效率偏差比和所述凝胶电离选定量确定电离子交换超纯水的修正凝胶电离值；
根据所述修正凝胶电离值对所述凝胶电离参数值序列中的各个凝胶电离参数值进行修正，得到修正凝胶电离参数值序列，根据所述修正凝胶电离参数值序列和所述凝胶电离选定量确定凝胶电离参数适应度；
将所述凝胶电离参数适应度与预设凝胶电离参数适应度进行对比，当所述凝胶电离参数适应度超过所述预设凝胶电离参数适应度时，对电离子交换超纯水的凝胶树脂颗粒尺寸进行相应调节。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过等时间间隔对凝胶树脂交换超纯水时的凝胶电离参数值进行采样。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值进行离散化，得到凝胶电离参数离散度具体包括：
获取所述历史凝胶电离参数值序列中的每个历史凝胶电离参数值；
获取所述历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值总数目；
确定所述历史凝胶电离参数值序列中历史凝胶电离参数值的均值，得到历史凝胶电离参数均值；
根据所述历史凝胶电离参数值总数目和所述历史凝胶电离参数均值确定所述历史凝胶电离参数值的凝胶电离参数离散度。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述凝胶电离参数离散度由下述公式确定：
其中，M表示历史凝胶电离参数值的凝胶电离参数离散度，K表示历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值总数目，xi表示历史凝胶电离参数值序列中的第i个历史凝胶电离参数值，历史凝胶电离参数值序列中历史凝胶电离参数值的均值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述凝胶电离参数离散度对所述凝胶电离参数值序列中的凝胶电离参数值进行选定，得到凝胶电离选定量具体包括：
从凝胶电离参数值序列获取每个凝胶电离参数值；
获取历史凝胶电离参数值的凝胶电离参数离散度；
根据凝胶电离过程涉及的所有调节参数数目，确定凝胶电离参数调节效率参量；
确定所述凝胶电离参数值序列中采集每个凝胶电离参数值的时间信息值；
确定所述凝胶电离参数值序列中的所述凝胶电离参数值对应的获取时间上限信息值；
根据所述凝胶电离参数值、所述凝胶电离参数离散度、所述凝胶电离参数调节效率参量、所述时间信息值和所述获取时间上限信息值确定凝胶电离参数值的凝胶电离选定量，其中，所述凝胶电离选定量由下述公式确定：
其中，W表示凝胶电离参数值的凝胶电离选定量，ρt表示凝胶电离参数值序列中时间信息值为t的凝胶电离参数值，η表示选定系数，标定为常数，表示凝胶电离参数值序列中凝胶电离参数值的平均值，M表示凝胶电离参数离散度，l表示凝胶电离参数值的获取时间上限信息值，t表示采集凝胶电离参数值的时间信息值，ω表示凝胶电离参数调节效率参量。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据每个时间点的所述期望凝胶电离效率和所述参考凝胶电离效率确定凝胶电离效率偏差比具体包括：
根据每个时间点的所述期望凝胶电离效率和所述参考凝胶电离效率的残差值，确定凝胶电离效率残差值序列；
确定所述凝胶电离效率残差序列中凝胶电离效率残差值的均值；
确定所述凝胶电离效率残差值序列中凝胶电离效率残差值的波动率；
根据所述凝胶电离效率残差值的均值与凝胶电离效率残差值的波动率的比值，得到电离子交换超纯水的凝胶电离效率偏差比。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述修正凝胶电离值对所述凝胶电离参数值序列中的各个凝胶电离参数值进行修正，得到修正凝胶电离参数值序列具体包括：
确定所述凝胶电离参数值序列中凝胶电离参数值的均值，得到凝胶电离参数均值；
根据所述凝胶电离参数均值对每个凝胶电离参数值进行偏移度计算，得到每个凝胶电离参数值的凝胶电离参数偏移度；
将所述凝胶电离参数偏移度与预设凝胶电离参数偏移度进行对比，当所述凝胶电离参数偏移度大于所述预设凝胶电离参数偏移度，则将该凝胶电离参数偏移度所对应的凝胶电离参数值通过所述修正凝胶电离值进行差值修正，进而得到每个修正的修正凝胶电离参数值；
根据每个修正的所述修正凝胶电离参数值对所述凝胶电离参数值进行重新组合，进而得到修正凝胶电离参数值序列。
8.一种电离子交换超纯水设备，其特征在于，包括有电离参数控制单元，所述电离参数控制单元包括：
凝胶电离参数值获取模块，用于对电离子交换超纯水设备中凝胶树脂交换超纯水时的凝胶电离参数值进行采样，由采样得到的凝胶电离参数值确定凝胶电离参数值序列；
凝胶电离选定量确定模块，用于获取历史凝胶电离参数值序列，对所述历史凝胶电离参数值序列中的历史凝胶电离参数值进行离散化，得到凝胶电离参数离散度，根据所述凝胶电离参数离散度对所述凝胶电离参数值序列中的凝胶电离参数值进行选定，得到凝胶电离选定量；
修正凝胶电离值确定模块，用于获取每个时间点电离子交换超纯水的期望凝胶电离效率和参考凝胶电离效率，根据每个时间点的所述期望凝胶电离效率和所述参考凝胶电离效率确定凝胶电离效率偏差比，由所述凝胶电离效率偏差比和所述凝胶电离选定量确定电离子交换超纯水的修正凝胶电离值；
凝胶电离参数适应度确定模块，用于根据所述修正凝胶电离值对所述凝胶电离参数值序列中的各个凝胶电离参数值进行修正，得到修正凝胶电离参数值序列，根据所述修正凝胶电离参数值序列和所述凝胶电离选定量确定凝胶电离参数适应度；
电离子交换超纯水调节模块，用于将所述凝胶电离参数适应度与预设凝胶电离参数适应度进行对比，当所述凝胶电离参数适应度超过所述预设凝胶电离参数适应度时，对电离子交换超纯水的凝胶树脂颗粒尺寸进行相应调节。
9.一种计算机设备，其特征在于，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，并执行如权利要求1至7任一项所述的电离子交换超纯水设备控制方法。
10.一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，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的电离子交换超纯水设备控制方法。
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