紫外吸收光谱结合SPA-ELM算法的水体磷酸根离子检测研究

在工业锅炉中随着水蒸气蒸发，大量的钙镁离子留在炉水中，如果不加处理，在水冷管中会形成水垢，造成爆管停炉。为了保障设备的安全运行，消除安全隐患，工业上通过维持水中一定含量的磷酸根离子来去除锅炉中的钙、镁水垢。传统的磷酸根离子检测技术主要有比色法、分光光度法、色谱法、电位法等，这些方法前期处理步骤较繁琐且耗时较长。光谱法是通过测定物质的吸收光谱并建立和浓度关系的数学模型，对物质浓度定量的一种分析方法。为了满足磷酸根离子快速、实时测量的要求，提出了一种基于紫外吸收光谱结合SPA-ELM算法快速测量磷酸根离子的方法。按照我国《工业锅炉水质GB/T 1576—2018》中所规定的进入热水锅炉前的水质参数要求，配置37份浓度范围在5～100 mg·L^-1磷酸根溶液，使用搭建的实验装置，采集紫外吸收光谱。使用SPXY将样品按照7∶3的比例随机划分训练集、测试集；使用Savitzky-Golay(S-G)滤波对数据预处理以提高光谱的信噪比；通过连续投影算法(SPA)压缩光谱数据，筛选出5个与磷酸根强相关的特征波长；使用极限学习机(ELM)将特征波长处的吸光度与样本浓度进行拟合，以...