一种用于测定液体溶剂含量比例的测定方法及其系统与流程

本发明属于化学分析，尤其涉及一种用于测定液体溶剂含量比例的测定方法及其系统。

背景技术：

1、在化学分析和液体混合物的定量研究中，准确测定液体溶剂含量比例是至关重要的。这一过程通常依赖于传统的测量技术，包括但不限于光谱分析、化学滴定等方法。这些传统技术在实验室中广泛使用，具有一定的应用基础，但也存在一些不足之处。

2、如光谱分析光谱分析技术通过测量样品对光的吸收或散射来定量分析溶液中各组分的含量。这种方法需要昂贵的仪器和复杂的样品准备，且对于多组分混合液体，解读结果较为困难。此外，样品的光学特性变化也可能导致不准确的测量。

3、化学滴定化学滴定法通过逐步加入试剂，直至达到化学反应的终点，从而确定溶液的浓度。滴定法通常需要高水平的实验技能和经验，且反应的选择性和终点的判断可能受到干扰物质的影响，导致不精确。

4、尽管传统测定技术在液体溶剂比例的测定中具有一定的有效性，但由于其固有的局限性，特别是在复杂混合溶液中，容易导致测量不准确和操作复杂。因此，迫切需要开发新的、更加准确和高效的方法，以提高液体溶剂含量比例的测定精度。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于测定液体溶剂含量比例的测定方法及其系统，解决了精确地测定不同溶液的含量比例的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种用于测定液体溶剂含量比例的测定方法，包括如下步骤：

4、步骤1：建立一种用于测定液体溶剂含量比例的测定系统，测定系统包括浮力传感器、数据转换器和显示器；

5、步骤2：通过浮力传感器测量多种纯溶液的浮力值，数据转换器从浮力传感器中获取纯溶液的浮力值，并存储记录，得到纯溶液浮力数据库；

6、步骤3：对于任意两种溶液，准备这两种溶液混合后的多个不同浓度的混合溶液，通过浮力传感器对这些混合溶液进行浮力测量；

7、对于一种浓度的混合溶液，通过浮力传感器测量该浓度下混合溶液的浮力值，并进行多次测试；数据转换器实时获取浮力传感器的数据，得到该浓度下的一组浮力值，并建立该浓度下的浮力值数据集合；

8、步骤4：构建浮力值转换为溶剂比例模型，具体公式如下：

9、y = ax2+ bx + c；

10、其中，y为浮力值，x为混合溶液中某一种溶液的比例，a 为二次项系数，b 为一次项系数，c 为常数项；

11、步骤5：根据浮力数据集合，采用线性回归分析来拟合浮力值转换为溶剂比例模型，得到a、b、c这三个参数；

12、步骤6：对浮力值转换为溶剂比例模型进行训练，并优化a、b、c这三个参数；

13、步骤7：根据训练好的浮力值转换为溶剂比例模型，以及浮力传感器测量得到的待测溶液的浮力值，计算待测溶液中某种溶液的比例；并生成结果报表；

14、步骤8：数据转换器通过显示器展示结果报表。

15、优选的，在执行步骤3时，具体步骤如下：

16、步骤3-1：选择两种已知溶液，按不同比例准备混合溶液，得到多个不同浓度下的混合溶液；

17、步骤3-2：使用浮力传感器对每种浓度下的混合溶液进行多次测量，数据转换器实时读取浮力传感器的测量值，并记录浮力值；

18、步骤3-3：构建浮力值数据集合，浮力值数据集合的数据构成为：浓度+浮力值集合。

19、优选的，在执行步骤5时，具体包括如下步骤：

20、步骤5-1：根据浮力值数据集合，构建拟合数据集，拟合数据集具体为获取某一个浓度下的浮力值集合，对浮力值集合中的数据进行平均值计算，得到平均浮力值；

21、将平均浮力值与该浓度进行重组，得到拟合数据集，拟合数据集的数据构成为：浓度+平均浮力值；

22、步骤5-2：根据以下公式计算得到浮力值转换为溶剂比例模型中的a、b、c这三个参数：

23、；

24、；

25、；

26、其中，表示溶剂比例的平均值，即x的均值，x表示溶剂比例，代表浮力值的平均值，表示第i个样本的实际浮力值，xi表示第i个样本的溶剂比例。

27、优选的，在执行步骤6时，具体步骤如下：

28、步骤6-1：对不同浓度下的混合液体进行测量，获取多次测量结果，根据得到的数据构建数据集；

29、步骤6-2：将数据集分为训练集和验证集；

30、步骤6-3：使用训练集并根据步骤5的方法拟合浮力值转换为溶剂比例模型，训练计算a、b、c参数；

31、步骤6-4：利用交叉验证和grid search方法来调整参数，选择最佳模型；

32、步骤6-5：使用验证集评估模型性能，具体为计算均方误差mse指标，根据均方误差mse指标评估模型的准确性：

33、；

34、其中，表示第 i 个样本的实际浮力值，表示第 i 个样本的预测浮力值；

35、步骤6-6：输出训练后的模型参数和评估指标，完成对a、b、c这三个参数的优化，得到训练好的浮力值转换为溶剂比例模型。

36、一种用于测定液体溶剂含量比例的测定系统，包括浮力传感器、数据转换器和显示器，浮力传感器与数据转换器连接，数据转换器与显示器连接。

37、优选的，所述数据转换器的型号为tj-190sw03嵌入式工控机。

38、本发明所述的一种用于测定液体溶剂含量比例的测定方法及其系统，解决了精确地测定不同溶液的含量比例的技术问题，本发明利用浮力变化直接测量，减少了传统方法中的误差，提供更准确的比例数据，相较于复杂的化学分析，方案操作更为简便，降低了对实验人员技能的要求，可以适用于多种类型的液体混合物，为不同的化学分析提供灵活的解决方案，通过现代数据处理技术，快速生成结果报表，便于后续分析与决策。

1.一种用于测定液体溶剂含量比例的测定方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种用于测定液体溶剂含量比例的测定方法，其特征在于：在执行步骤3时，具体步骤如下：

3.如权利要求2所述的一种用于测定液体溶剂含量比例的测定方法，其特征在于：在执行步骤5时，具体包括如下步骤：

4.如权利要求1所述的一种用于测定液体溶剂含量比例的测定方法，其特征在于：在执行步骤6时，具体步骤如下：

5.一种用于测定液体溶剂含量比例的测定系统，应用于权利要求 1-4 任一项所述的用于测定液体溶剂含量比例的测定方法，其特征在于：包括浮力传感器、数据转换器和显示器，浮力传感器与数据转换器连接，数据转换器与显示器连接。

6.如权利要求5所述的一种用于测定液体溶剂含量比例的测定系统，其特征在于：所述数据转换器的型号为tj-190sw03嵌入式工控机。