CN116870639A - 多级酸雾净化系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多级酸雾净化系统及其方法，其包括酸雾收集罩、酸雾输送管道和多级酸雾净化装置，所述酸雾收集罩用于收集工艺设备产生的酸雾，所述酸雾输送管道用于将收集的酸雾输送到多级酸雾净化装置，所述多级酸雾净化装置用于对酸雾进行分级处理，这种分级处理可以逐步去除酸雾中的酸性气体和颗粒物，从而达到更高的净化效果。这样，能够有效地处理工业生产中产生的各种类型和浓度的酸雾，保护环境和人体健康。

Description

多级酸雾净化系统及其方法

技术领域

本发明涉及智能化净化技术领域，尤其涉及一种多级酸雾净化系统及其方法。

背景技术

酸雾是在工业生产过程中常见的一种污染物，由酸性气体和悬浮的酸性颗粒组成。酸雾对环境和人体健康都具有严重的危害，具体来说，酸雾的排放会导致大气污染，形成酸雨，对土壤、水源和植被造成损害；并且，酸雾中的酸性气体和颗粒物可以对人体呼吸系统、眼睛和皮肤造成刺激和损伤，引发呼吸道疾病和其他健康问题。因此，需要采取有效的净化措施来处理酸雾排放。

然而，传统的酸雾净化系统通常采用单级过滤器进行处理，而单级过滤器无法提供足够的净化效果，在处理高浓度、多种类型的酸雾时效果较差。并且，传统酸雾净化系统的净化效率不高，为了达到较好的净化效果，需要增加过滤器的数量和运行时间，从而增加了能耗和运行成本。同时，这种方式也并没有对于酸雾进行分级处理，导致酸雾的过滤和净化效果较差。

现有一些多级过滤净化处理装置虽然可以实现对于酸雾净化的多级处理，从而分别去除酸雾中的颗粒物、有机物和酸性气体等污染物。但是，在实际使用的过程中，需要依靠人工经验或定期时长规则来进行多级酸雾净化装置的过滤器更换，并不能够对于酸雾的过滤效果进行监测，这会导致过滤效果较差或浪费过滤器的问题，影响了酸雾净化的效率和效果。

因此，期望一种优化的多级酸雾净化系统。

发明内容

本发明实施例提供一种多级酸雾净化系统及其方法，其包括酸雾收集罩、酸雾输送管道和多级酸雾净化装置，所述酸雾收集罩用于收集工艺设备产生的酸雾，所述酸雾输送管道用于将收集的酸雾输送到多级酸雾净化装置，所述多级酸雾净化装置用于对酸雾进行分级处理，这种分级处理可以逐步去除酸雾中的酸性气体和颗粒物，从而达到更高的净化效果。这样，能够有效地处理工业生产中产生的各种类型和浓度的酸雾，保护环境和人体健康。

本发明实施例还提供了一种多级酸雾净化系统，其包括：

酸雾收集罩，用于收集工艺设备产生的酸雾；

酸雾输送管道，用于将所述酸雾输送到多级酸雾净化装置；

多级酸雾净化装置，用于对输送的所述酸雾进行分级过滤处理以得到净化后酸雾；以及

设置于所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处的第一和第二酸雾浓度探测器；和

控制器，所述控制器通信连接于所述第一和第二酸雾浓度探测器，且所述控制器用于更换多级酸雾净化装置的过滤器。

本发明实施例还提供了一种多级酸雾净化方法，其包括：

通过所述第一和第二酸雾浓度探测器分别采集多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值；

对所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值进行时序关联分析以得到入口-出口酸雾浓度时序特征；

基于所述入口-出口酸雾浓度时序特征，确定是否需更换多级酸雾净化装置的过滤器。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中提供的一种多级酸雾净化系统的框图。

图2为本发明实施例中提供的一种多级酸雾净化系统中所述控制器的框图。

图3为本发明实施例中提供的一种多级酸雾净化方法的流程图。

图4为本发明实施例中提供的一种多级酸雾净化方法的系统架构的示意图。

图5为本发明实施例中提供的一种多级酸雾净化系统的应用场景图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

除非另有说明，本申请实施例所使用的所有技术和科学术语与本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本申请的范围。

在本申请实施例记载中，需要说明的是，除非另有说明和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

需要说明的是，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本申请的实施例可以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

酸雾是指含有酸性物质的气体或气溶胶形式的空气污染物。酸雾通常由工业生产、汽车尾气、燃煤和燃油等活动中排放的氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）和挥发性有机化合物（VOCs）等物质引起。这些物质在大气中与水蒸气和其他大气成分反应，形成硫酸、硝酸和其他酸性物质，从而形成酸性的雾状或颗粒状污染物。

酸雾会降低大气的酸碱平衡，破坏生态系统的平衡，可以损害植物叶片和树木，导致森林衰退和土壤酸化，影响农作物的生长和产量。酸雾中的酸性物质可以侵蚀建筑物、桥梁、汽车、船只和其他金属结构，导致结构的腐蚀和损坏，增加维护和修复成本。酸雾中的酸性物质可以对人体呼吸系统造成严重影响。吸入酸雾会引起呼吸道刺激、咳嗽、气喘、气短和胸闷等症状，长期暴露于酸雾环境中可能导致慢性呼吸系统疾病，如支气管炎、肺气肿和哮喘等。酸雾通过降水形式（酸雨）沉降到地面，污染地表水和地下水，酸雨会降低水体的酸碱度，破坏水生生物的栖息地，危害水生生态系统的健康。

为了减轻酸雾的危害，需要采取有效的控制和净化措施，包括减少污染源的排放、使用清洁能源、采用酸雾净化设备等。多级酸雾净化系统是一种常用的技术方案，可以有效去除酸雾中的污染物，保护环境和人体健康。

传统的酸雾净化系统采用以下几个步骤来处理酸雾污染：

首先，进行酸雾收集，酸雾产生后，通过设计合适的酸雾收集设备（如收集罩、引风机等），将酸雾从工业设备的排放口或生产区域中收集起来，防止其进入大气中。

然后，进行酸雾吸收，收集的酸雾通常会通过导管输送到酸雾吸收器中。酸雾吸收器通常采用湿式吸收技术，将酸雾与吸收液（如碱性溶液或水）接触，通过化学反应将酸性气体转化为水溶液中的盐或酸。

接着，进行酸雾处理，经过酸雾吸收后，产生的酸性液体需要进一步处理。处理方法通常包括中和、沉淀、过滤等步骤，以将酸性液体中的固体颗粒和残留酸性物质去除，使其达到排放标准。

最后，排放控制，经过处理后的酸性液体或气体需要经过严格的监测和控制，确保其排放符合环境法规和标准。这可能涉及pH值的调整、溶液的中和、废水处理等措施。

传统的酸雾净化系统通常是基于物理和化学处理原理，通过收集、吸收和处理酸雾，将其中的有害物质转化为无害物质或降低其浓度，以达到净化和排放控制的目的。然而，传统系统可能存在一些局限性，如处理效率、能耗和废物处理等方面的问题，因此，不断有新的技术方案和改进出现来提高酸雾净化的效果和可持续性。

因此，在本申请中提供一种优化的多级酸雾净化系统。

在本发明的一个实施例中，图1为本发明实施例中提供的一种多级酸雾净化系统的框图。如图1所示，根据本发明实施例的多级酸雾净化系统100，包括：酸雾收集罩1，用于收集工艺设备产生的酸雾；酸雾输送管道2，用于将所述酸雾输送到多级酸雾净化装置3；多级酸雾净化装置3，用于对输送的所述酸雾进行分级过滤处理以得到净化后酸雾；设置于所述多级酸雾净化装置3的入口处和出口处的第一和第二酸雾浓度探测器；和，控制器4，所述控制器通信连接于所述第一和第二酸雾浓度探测器，且所述控制器4用于更换多级酸雾净化装置3的过滤器。

所述酸雾收集罩1收集工艺设备产生的酸雾，通常位于酸雾产生源的排放口或生产区域，通过设计合适的罩子或设备，将酸雾有效地收集起来，防止其进入大气中。所述酸雾输送管道2将收集的酸雾从收集罩传输到多级酸雾净化装置，是一个管道系统，通过密封的管道将酸雾输送到下一个处理阶段。所述级酸雾净化装置3是酸雾处理的核心部件，通过不同级别的过滤器对输送的酸雾进行分级过滤处理，以去除其中的颗粒物、有机物和酸性气体等污染物。多级净化装置通常包括预过滤器、活性炭过滤器、湿式吸收器等组件，每个组件针对特定的污染物进行处理。第一和第二酸雾浓度探测器设置在多级酸雾净化装置的入口处和出口处，用于监测酸雾的浓度变化，并将测量数据传输给控制器。通过测量入口和出口处的酸雾浓度差异，可以评估多级净化装置的净化效果。所述控制器4是多级酸雾净化系统的中枢控制单元，与第一和第二酸雾浓度探测器进行通信，并根据浓度数据进行时序关联分析。控制器可以监测酸雾的浓度变化趋势，判断多级净化装置的工作状态，并在需要时触发过滤器的更换操作。通过控制器的智能调节，可以保证多级净化装置的高效运行和净化效果。

多级酸雾净化系统通过酸雾收集、输送、分级过滤和智能控制等步骤，可以高效地去除酸雾中的污染物，保护环境和人体健康。每个元件在系统中扮演着重要的角色，协同工作以实现酸雾净化的目标。

具体地，在本申请的技术方案中，提供一种多级酸雾净化系统的技术方案，该系统包括酸雾收集罩、酸雾输送管道和多级酸雾净化装置。所述酸雾收集罩用于收集工艺设备产生的酸雾，所述酸雾输送管道用于将收集的酸雾输送到多级酸雾净化装置，所述多级酸雾净化装置用于对酸雾进行分级处理。特别地，所述多级酸雾净化装置通常由多个级别的过滤器组成，每个级别的过滤器都具有不同的过滤效果。例如，可以采用粗过滤器、活性炭过滤器和高效过滤器等不同类型的过滤器，以去除酸雾中的颗粒物、有机物和酸性气体等污染物。这种分级处理可以逐步去除酸雾中的酸性气体和颗粒物，从而达到更高的净化效果。这样，能够有效地处理工业生产中产生的各种类型和浓度的酸雾，保护环境和人体健康。

相应地，考虑到在多级酸雾净化系统的使用过程中，为了能够对于过滤器进行及时有效地更换，以在保证酸雾过滤效果的同时，避免浪费。本申请的技术构思为通过安装在多级酸雾净化装置的入口处和出口处的第一和第二酸雾浓度探测器来进行酸雾浓度的实时监测，并在后端引入数据处理和分析算法来进行所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处的酸雾浓度值的时序关联分析，以根据酸雾浓度的相对变化判断是否需更换多级酸雾净化装置的过滤器，以保持最佳的净化效果和能源利用效率。

图2为本发明实施例中提供的一种多级酸雾净化系统中所述控制器的框图。如图2所示，所述控制器4，包括：数据采集模块110，用于通过所述第一和第二酸雾浓度探测器分别采集多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值；酸雾浓度关联分析模块120，用于对所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值进行时序关联分析以得到入口-出口酸雾浓度时序特征；过滤器更换检测模块130，用于基于所述入口-出口酸雾浓度时序特征，确定是否需更换多级酸雾净化装置的过滤器。

在所述数据采集模块110中，通过第一和第二酸雾浓度探测器分别采集多级酸雾净化装置入口处和出口处的酸雾浓度值。其确保采集的数据准确性和稳定性，以及在预定时间段内多个预定时间点进行采集，以获取全面的酸雾浓度信息。这样，可以提供实时的酸雾浓度数据，为后续的分析和决策提供基础。

在所述酸雾浓度关联分析模块120中，对多级酸雾净化装置入口处和出口处的酸雾浓度值进行时序关联分析，以得到入口-出口酸雾浓度的时序特征。其选择合适的关联分析方法和算法，以识别出入口-出口酸雾浓度之间的关系和变化趋势。这样，可以了解多级净化装置的净化效果和性能稳定性，并提供了进一步判断是否需要更换过滤器的依据。

在所述过滤器更换检测模块130中，根据入口-出口酸雾浓度时序特征，确定是否需要更换多级酸雾净化装置的过滤器。其制定合理的判断标准和阈值，以及根据酸雾浓度变化的趋势和阈值进行判断。这样，可以实现及时的过滤器更换，保证多级净化装置的净化效率和性能，并降低酸雾排放的风险。

通过控制器中的数据采集、酸雾浓度关联分析和过滤器更换检测模块的协同作用，可以实现对多级酸雾净化装置的运行状态和过滤器状况的监测和控制，提高酸雾净化系统的效率和可靠性。

具体地，所述数据采集模块110，用于通过所述第一和第二酸雾浓度探测器分别采集多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值。在本申请的技术方案中，首先，通过所述第一和第二酸雾浓度探测器分别采集多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值。

通过对入口和出口处的酸雾浓度进行采集和分析，可以评估多级酸雾净化装置的净化效果。如果出口处的酸雾浓度显著低于入口处，说明多级净化装置有效地去除了酸雾中的污染物，净化效果良好。通过对入口和出口处酸雾浓度的时序关联分析，可以了解过滤器的性能变化情况。如果出口处的酸雾浓度逐渐升高或超过预定阈值，可能意味着过滤器已经饱和或失效，需要及时更换。

基于入口-出口酸雾浓度时序特征的分析结果，可以判断是否需要更换多级酸雾净化装置的过滤器。如果分析结果表明过滤器的净化效率下降或已达到更换标准，控制器可以触发过滤器更换操作，以保持净化装置的正常运行和高效净化能力。

通过第一和第二酸雾浓度探测器采集的酸雾浓度值以及时序关联分析，可以提供对多级酸雾净化装置净化效果和过滤器性能的评估，为最后确定是否需要更换过滤器提供依据。这样可以确保多级酸雾净化系统的持续高效运行，有效去除酸雾中的污染物。

具体地，所述酸雾浓度关联分析模块120，用于对所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值进行时序关联分析以得到入口-出口酸雾浓度时序特征。所述酸雾浓度关联分析模块120，包括：酸雾浓度时序排列单元，用于将所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值分别按照时间维度排列为入口酸雾浓度时序输入向量和出口酸雾浓度时序输入向量；浓度逐位置响应编码单元，用于对所述入口酸雾浓度时序输入向量和所述出口酸雾浓度时序输入向量进行时序逐位置响应关联特征提取以得到入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量作为所述入口-出口酸雾浓度时序特征。

接着，考虑到由于所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处的酸雾浓度值分别都在时间维度上具有着时序的动态变化规律，并且，入口处和出口处的酸雾浓度值的时序相对变化情况还反映了酸雾的净化效果，这对于判断是否需要更换多级酸雾净化装置的过滤器具有重要作用。因此，在本申请的技术方案中，进一步将所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值分别按照时间维度排列为入口酸雾浓度时序输入向量和出口酸雾浓度时序输入向量，以此来分别整合所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处的酸雾浓度值的时序变化信息。

在本申请的一个实施例中，所述浓度逐位置响应编码单元，包括：入口-出口酸雾浓度逐位置响应关联子单元，用于计算所述入口酸雾浓度时序输入向量和所述出口酸雾浓度时序输入向量之间的逐位置响应以得到入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序输入向量；逐位置响应分段子单元，用于对所述入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序输入向量进行向量片段切分以得到多个入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序输入向量；逐位置响应局部时序特征提取子单元，用于通过基于深度神经网络模型的时序特征提取器分别对所述多个入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序输入向量进行时序特征提取以得到多个入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序特征向量；时序全局响应关联编码子单元，用于对所述多个入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序特征向量进行时序关联编码以得到所述上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量。

继而，再计算所述入口酸雾浓度时序输入向量和所述出口酸雾浓度时序输入向量之间的逐位置响应以得到入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序输入向量，以此来建立所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处的酸雾浓度值的时序逐位置响应关联关系，从而建立所述各个预定时间点下的有关于所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处的酸雾浓度值的时序强关联，以便于后续进行酸雾净化效果的时序变化情况的捕捉和刻画。

然后，考虑到由于所述酸雾的净化效果在时序上的变化情况较为微弱，即在各个时间段中具有着不同阶段的变化特性，为了能够凸显所述酸雾净化效果的时序变化特征，在本申请的技术方案中，进一步对所述入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序输入向量进行向量片段切分以得到多个入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序输入向量，以便于后续对于各个时间段中的有关于所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处的酸雾浓度值的时序逐位置响应关联特征进行充分捕捉，从而有效地进行酸雾净化效果的时序特征刻画。

其中，所述基于深度神经网络模型的时序特征提取器为基于一级一维卷积层的时序特征提取器。

进一步地，将所述多个入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序输入向量分别通过基于一级一维卷积层的时序特征提取器中进行特征挖掘，以分别提取出所述各个局部时间段下有关于所述入口处和所述出口处的酸雾浓度值在时间维度上的逐位置响应性局部时序变化特征信息，即所述酸雾的净化效果在各个时间段下的局部时序细节变化特征信息，从而得到多个入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序特征向量。

在本申请的一个实施例中，所述时序全局响应关联编码子单元，用于：将所述多个入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序特征向量通过基于二级一维卷积层的时序编码器以得到所述上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量。

接着，还考虑到由于酸雾的净化效果在整个预定时间段内具有着整体的时序关联特性，也就是说，随着过滤器的不断使用，酸雾的净化效果不断降低，这种微弱的变化特征在整个所述预定时间段内都有所呈现。因此，在本申请的技术方案中，进一步将所述多个入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序特征向量通过基于二级一维卷积层的时序编码器中进行编码，以提取出所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处的酸雾浓度值之间的逐位置响应时序关联特征基于时序全局的关联性特征信息，即所述酸雾在各个时间段内的净化效果的局部时序细微变化特征基于全局的上下文关联特征信息，从而得到上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量。

具体地，所述过滤器更换检测模块130，用于：将所述上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示是否需更换多级酸雾净化装置的过滤器。

进而，再将所述上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示是否需更换多级酸雾净化装置的过滤器。也就是说，利用所述酸雾的净化效果局部时序特征基于时序全局的关联特征信息来进行分类处理，从而基于酸雾浓度的相对变化判断是否需更换多级酸雾净化装置的过滤器，以此来保持最佳的净化效果和能源利用效率。

在本申请的一个实施例中，所述多级酸雾净化系统，还包括用于对所述基于一级一维卷积层的时序特征提取器、所述基于二级一维卷积层的时序编码器和所述分类器进行训练的训练模块；其中，所述训练模块，包括：训练数据采集单元，用于获取训练数据，所述训练数据包括所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的训练酸雾浓度值，以及，所述是否需更换多级酸雾净化装置的过滤器的真实值；训练数据时序排列单元，用于将所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的训练酸雾浓度值分别按照时间维度排列为训练入口酸雾浓度时序输入向量和训练出口酸雾浓度时序输入向量；训练酸雾浓度时序逐位置响应单元，用于计算所述训练入口酸雾浓度时序输入向量和所述训练出口酸雾浓度时序输入向量之间的逐位置响应以得到训练入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序输入向量；训练片段切分单元，用于对所述训练入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序输入向量进行向量片段切分以得到多个训练入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序输入向量；训练逐位置响应局部时序特征提取单元，用于将所述多个训练入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序输入向量分别通过所述基于一级一维卷积层的时序特征提取器以得到多个训练入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序特征向量；训练全时序响应特征关联单元，用于将所述多个训练入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序特征向量通过所述基于二级一维卷积层的时序编码器以得到训练上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量；分类损失单元，用于将所述训练上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量通过所述分类器以得到分类损失函数值；模型训练单元，用于基于所述分类损失函数值并通过梯度下降的反向传播来对所述基于一级一维卷积层的时序特征提取器、所述基于二级一维卷积层的时序编码器和所述分类器进行训练，其中，在所述训练过程的每一轮迭代中，对所述训练上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量进行权重空间的细粒度密度预测搜索优化。

特别地，在本申请的技术方案中，考虑到所述上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量是对所述入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序输入向量进行向量片段切分得到的所述多个入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序输入向量通过基于一级一维卷积层的时序特征提取器和基于二级一维卷积层的时序编码器得到的，因此所述上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量具有基于一级一维卷积层和二级一维卷积层的多维度时序关联下的时序上下文特征表示，且其每个特征值都是基于一级一维卷积层和二级一维卷积层的卷积核尺度下的时序特征关联得到的，从而使得所述上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量的整体特征分布会具有多维度时序上下文下的超分辨率表达特性，从而影响通过分类器进行分类时的训练效率。

因此，在将所述上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量通过分类器进行分类器的训练时，在每次迭代中，对所述上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量，例如记为，进行权重空间的细粒度密度预测搜索优化，表示为：在所述训练过程的每一轮迭代中，以如下优化公式对所述训练上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量进行权重空间的细粒度密度预测搜索优化以得到优化训练上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量；其中，所述优化公式为：其中，/>和/>分别是上次和本次迭代的权重矩阵，/>是所述训练上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量，/>和/>分别表示特征向量/>和/>的全局均值，且/>是偏置向量，/>表示按位置点乘，/>表示向量加法，/>表示矩阵乘法，/>表示最小值，/>是所述优化训练上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量。

这里，针对所述上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量在多维度上下文下的超分辨率表达特性，所述权重空间的细粒度密度预测搜索优化可以通过所述上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量的投影的向量空间的前馈序列化映射，在对于权重搜索空间内的密集预测任务提供相应的细粒度权重搜索策略的同时，降低权重搜索空间内的所述上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量的表示的总序列复杂性（overall sequential complexity），从而提升训练效率。这样，能够基于酸雾浓度的相对变化判断是否需更换多级酸雾净化装置的过滤器，从而保持最佳的净化效果和能源利用效率，保护环境和人体健康。

综上，基于本发明实施例的多级酸雾净化系统100被阐明，其通过安装在多级酸雾净化装置的入口处和出口处的第一和第二酸雾浓度探测器来进行酸雾浓度的实时监测，并在后端引入数据处理和分析算法来进行所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处的酸雾浓度值的时序关联分析，以根据酸雾浓度的相对变化判断是否需更换多级酸雾净化装置的过滤器，以保持最佳的净化效果和能源利用效率。

如上所述，根据本发明实施例的多级酸雾净化系统100可以实现在各种终端设备中，例如用于多级酸雾净化的服务器等。在一个示例中，根据本发明实施例的多级酸雾净化系统100可以作为一个软件模块和/或硬件模块而集成到终端设备中。例如，该多级酸雾净化系统100可以是该终端设备的操作系统中的一个软件模块，或者可以是针对于该终端设备所开发的一个应用程序；当然，该多级酸雾净化系统100同样可以是该终端设备的众多硬件模块之一。

替换地，在另一示例中，该多级酸雾净化系统100与该终端设备也可以是分立的设备，并且该多级酸雾净化系统100可以通过有线和/或无线网络连接到该终端设备，并且按照约定的数据格式来传输交互信息。

图3为本发明实施例中提供的一种多级酸雾净化方法的流程图。图4为本发明实施例中提供的一种多级酸雾净化方法的系统架构的示意图。如图3和图4所示，一种多级酸雾净化方法，包括：210，通过所述第一和第二酸雾浓度探测器分别采集多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值；220，对所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值进行时序关联分析以得到入口-出口酸雾浓度时序特征；230，基于所述入口-出口酸雾浓度时序特征，确定是否需更换多级酸雾净化装置的过滤器。

本领域技术人员可以理解，上述多级酸雾净化方法中的各个步骤的具体操作已经在上面参考图1到图2的多级酸雾净化系统的描述中得到了详细介绍，并因此，将省略其重复描述。

图5为本发明实施例中提供的一种多级酸雾净化系统的应用场景图。如图5所示，在该应用场景中，首先，通过所述第一和第二酸雾浓度探测器分别采集多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值（例如，如图5中所示意的C1、C2）；然后，将获取的酸雾浓度值输入至部署有多级酸雾净化算法的服务器（例如，如图5中所示意的S）中，其中所述服务器能够基于多级酸雾净化算法对所述酸雾浓度值进行处理，以确定是否需更换多级酸雾净化装置的过滤器。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多级酸雾净化系统，其特征在于，包括：

酸雾收集罩，用于收集工艺设备产生的酸雾；

酸雾输送管道，用于将所述酸雾输送到多级酸雾净化装置；

多级酸雾净化装置，用于对输送的所述酸雾进行分级过滤处理以得到净化后酸雾；

设置于所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处的第一和第二酸雾浓度探测器；和

控制器，所述控制器通信连接于所述第一和第二酸雾浓度探测器，且所述控制器用于更换多级酸雾净化装置的过滤器。

2.根据权利要求1所述的多级酸雾净化系统，其特征在于，所述控制器，包括：

数据采集模块，用于通过所述第一和第二酸雾浓度探测器分别采集多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值；

酸雾浓度关联分析模块，用于对所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值进行时序关联分析以得到入口-出口酸雾浓度时序特征；

过滤器更换检测模块，用于基于所述入口-出口酸雾浓度时序特征，确定是否需更换多级酸雾净化装置的过滤器。

3.根据权利要求2所述的多级酸雾净化系统，其特征在于，所述酸雾浓度关联分析模块，包括：

酸雾浓度时序排列单元，用于将所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值分别按照时间维度排列为入口酸雾浓度时序输入向量和出口酸雾浓度时序输入向量；

浓度逐位置响应编码单元，用于对所述入口酸雾浓度时序输入向量和所述出口酸雾浓度时序输入向量进行时序逐位置响应关联特征提取以得到入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量作为所述入口-出口酸雾浓度时序特征。

4.根据权利要求3所述的多级酸雾净化系统，其特征在于，所述浓度逐位置响应编码单元，包括：

入口-出口酸雾浓度逐位置响应关联子单元，用于计算所述入口酸雾浓度时序输入向量和所述出口酸雾浓度时序输入向量之间的逐位置响应以得到入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序输入向量；

逐位置响应分段子单元，用于对所述入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序输入向量进行向量片段切分以得到多个入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序输入向量；

逐位置响应局部时序特征提取子单元，用于通过基于深度神经网络模型的时序特征提取器分别对所述多个入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序输入向量进行时序特征提取以得到多个入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序特征向量；

时序全局响应关联编码子单元，用于对所述多个入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序特征向量进行时序关联编码以得到所述上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量。

5.根据权利要求4所述的多级酸雾净化系统，其特征在于，所述基于深度神经网络模型的时序特征提取器为基于一级一维卷积层的时序特征提取器。

6.根据权利要求5所述的多级酸雾净化系统，其特征在于，所述时序全局响应关联编码子单元，用于：将所述多个入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序特征向量通过基于二级一维卷积层的时序编码器以得到所述上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量。

7.根据权利要求6所述的多级酸雾净化系统，其特征在于，所述过滤器更换检测模块，用于：将所述上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示是否需更换多级酸雾净化装置的过滤器。

8.根据权利要求7所述的多级酸雾净化系统，其特征在于，还包括用于对所述基于一级一维卷积层的时序特征提取器、所述基于二级一维卷积层的时序编码器和所述分类器进行训练的训练模块；

其中，所述训练模块，包括：

训练数据采集单元，用于获取训练数据，所述训练数据包括所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的训练酸雾浓度值，以及，所述是否需更换多级酸雾净化装置的过滤器的真实值；

训练数据时序排列单元，用于将所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的训练酸雾浓度值分别按照时间维度排列为训练入口酸雾浓度时序输入向量和训练出口酸雾浓度时序输入向量；

训练酸雾浓度时序逐位置响应单元，用于计算所述训练入口酸雾浓度时序输入向量和所述训练出口酸雾浓度时序输入向量之间的逐位置响应以得到训练入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序输入向量；

训练片段切分单元，用于对所述训练入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序输入向量进行向量片段切分以得到多个训练入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序输入向量；

训练逐位置响应局部时序特征提取单元，用于将所述多个训练入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序输入向量分别通过所述基于一级一维卷积层的时序特征提取器以得到多个训练入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序特征向量；

训练全时序响应特征关联单元，用于将所述多个训练入口-出口酸雾浓度逐位置响应局部时序特征向量通过所述基于二级一维卷积层的时序编码器以得到训练上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量；

分类损失单元，用于将所述训练上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量通过所述分类器以得到分类损失函数值；

模型训练单元，用于基于所述分类损失函数值并通过梯度下降的反向传播来对所述基于一级一维卷积层的时序特征提取器、所述基于二级一维卷积层的时序编码器和所述分类器进行训练，其中，在所述训练过程的每一轮迭代中，对所述训练上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量进行权重空间的细粒度密度预测搜索优化。

9.根据权利要求8所述的多级酸雾净化系统，其特征在于，在所述训练过程的每一轮迭代中，以如下优化公式对所述训练上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量进行权重空间的细粒度密度预测搜索优化以得到优化训练上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量；

其中，所述优化公式为：其中，/>和/>分别是上次和本次迭代的权重矩阵，/>是所述训练上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量，/>和/>分别表示特征向量/>和/>的全局均值，且/>是偏置向量，/>表示按位置点乘，/>表示向量加法，/>表示矩阵乘法，/>表示最小值，/>是所述优化训练上下文入口-出口酸雾浓度逐位置响应时序特征向量。

10.一种多级酸雾净化方法，其特征在于，包括：

通过所述第一和第二酸雾浓度探测器分别采集多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值；

对所述多级酸雾净化装置的入口处和出口处在预定时间段内多个预定时间点的酸雾浓度值进行时序关联分析以得到入口-出口酸雾浓度时序特征；

基于所述入口-出口酸雾浓度时序特征，确定是否需更换多级酸雾净化装置的过滤器。