青岛道万科技有限公司张国豪获国家专利权
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龙图腾网获悉青岛道万科技有限公司申请的专利一种海水参数标定系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119920364B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510387062.0,技术领域涉及:G16C20/70;该发明授权一种海水参数标定系统是由张国豪;李庆林;卢伍阳;李超远;孙宁;王晓波设计研发完成,并于2025-03-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种海水参数标定系统在说明书摘要公布了:本发明提供一种海水参数标定系统,属于海水参数测量技术领域,本发明利用温盐深装置构建三维结构模型识别跃层位置,多参数水质传感装置采集数据建立关联模型,溶解氧分析装置结合温盐数据计算校正系数,光谱分析装置提取特征识别化学成分。关键步骤是采用参数交互补偿函数和OceanParamNet模型构建海水综合参数标定模型,对原始数据进行修正并检测异常值。系统实现数据分层存储和无线传输,动态调整采样频率和功耗,周期执行自校准程序补偿传感器老化漂移,实现海水参数的高精度自适应标定,解决了现有技术中存在的海水多参数协同标定精度低、环境适应性差的技术问题。
本发明授权一种海水参数标定系统在权利要求书中公布了:1.一种海水参数标定系统,其特征在于,具有控制芯片,所述控制芯片分别与多参数水质传感装置、温盐深探测装置、溶解氧分析装置、光谱分析装置、数据存储装置、无线通信装置、供电装置、定位装置以及时钟同步装置电连接,所述控制芯片内设有系统控制模块,所述系统控制模块执行以下步骤:利用温盐深探测装置沿水深方向进行剖面扫描,采集不同深度处海水温度、盐度以及压力数据,构建温盐深三维结构模型,识别温跃层以及盐跃层位置;通过多参数水质传感装置采集海水酸碱度、氧化还原电位以及浊度数据,采用三点校准法补偿温度以及压力对测量的影响,建立酸碱度与氧化还原电位关联模型;利用溶解氧分析装置采集海水中溶解氧浓度以及氧饱和度数据,结合获取的温度以及盐度数据,根据溶解氧理论模型计算理论溶解氧值,与实测值比对得出溶解氧校正系数;通过光谱分析装置采集海水光吸收系数;采用参数交互补偿函数将所有参数输入多元回归模型,构建海水综合参数标定模型;基于OceanParamNet模型和标定模型对新采集的原始数据进行修正;对标定后的数据进行异常值检测;根据供电装置反馈的电池电量状态调整采样频率;周期性执行自校准程序;其中,参数交互补偿函数的输入参数包括温度参数矩阵、盐度参数矩阵、深度参数矩阵、光学特性参数矩阵以及化学特性参数矩阵,参数交互补偿函数采用分段非线性映射算法,首先计算各参数间的一阶相关性系数,然后构建二阶交叉项影响矩阵,最后通过迭代最小二乘法求解最优补偿系数;其中,温盐深三维结构模型采用三次样条插值算法,其数学表达式为: ; 式中,为深度处的参数值;为第个采样深度点;为区间上的样条系数; 样条系数由以下条件确定: ; ; ; ; 式中,为第个采样点的实测参数值;和分别表示一阶和二阶导数; 温跃层位置的判定条件为: ; 式中,为深度处的温度值;为温度梯度阈值; 盐跃层位置的判定条件为: ; 式中,为深度处的盐度值;为盐度梯度阈值; 其中,酸碱度与氧化还原电位关联模型: ; 式中,为氧化还原电位;为标准氧化还原电位,与参比电极有关;为气体常数;为绝对温度;为法拉第常数;为酸碱度值;为有机物影响系数;为衰减系数;为溶解有机碳浓度; 其中,所述OceanParamNet模型为多层时序注意力网络架构,包含编码器-解码器双路结构和残差连接机制,所述编码器由三层双向长短期记忆网络组成,每层包含128个神经元,用于捕获海水参数的时间序列特征;所述解码器采用四层全连接神经网络,神经元数量分别为256、128、64和32,用于映射特征空间到参数校正空间;所述OceanParamNet模型引入了四头多尺度注意力机制,所述注意力机制的头数根据所述温盐深探测装置的采样频率动态调整,所述注意力机制的头宽度与所述光谱分析装置的波长分辨率成正比,所述注意力机制的深度与所述溶解氧分析装置的响应时间成反比;所述OceanParamNet模型输出层使用带有LeakyReLU激活函数的全连接层; 其中,溶解氧理论模型的表达式: ; 式中,为饱和溶解氧浓度;为绝对温度;为盐度;至和至为经验系数; 其中,压力对溶解氧的影响表达式: ; 式中,为压力补偿后的溶解氧浓度;为测量的原始溶解氧浓度;为压力影响系数;为水压; 其中,溶解氧校正系数矩阵: ; 式中,分别为温度、盐度和压力一阶修正系数;分别为温度、盐度和压力二阶修正系数。
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