灰色關聯在過濾材料分析中的應用

武松梅 王新厚

(1.安徽職業技術學院，安徽合肥 230001；2.東華大學，上海 200051）

隨著現代工業化發展，大量空調設備的應用，空氣中漂浮著各種各樣肉眼看不到的塵埃粒子和微生物，對人體健康的影響非常大[1].人們意識到一些疾病是因惡劣的空氣引起的，開始追求高質量的空氣環境，更多地關注公共建筑物內的空氣環境質量[2]，空氣潔凈技術隨之走入人們的生活.在整個空氣潔凈技術中，空氣過濾器是關鍵的部件，它所使用的過濾材料的結構和性能直接關系到過濾器的性能.

本文收集各廠家的非織造過濾材料在顆粒物PM10在0.5 m/s風速下進行過濾性能測試，綜合考慮過濾阻力、過濾效率、價格三方面的因素，對非織造過濾材料的經濟技術指標進行優選.

1 實驗樣品

非織造過濾材料的測試樣本分為三類：熔噴類R1，R2，R3，R4，R5，R6；針刺類C1，C2，C3；復合類F1，F2.

2 性能測試及測試數據

根據過濾材料國家標準要求，本文對過濾材料的過濾效率以及過濾阻力的測試利用計重法.本文討論過濾材料應用在過濾風速為0.5 m/s的中效過濾，測試數據如表1.

表1 試樣過濾性能指標測試值

3 對11種過濾材料進行灰色評價

3.1 經濟技術指標的選取

過濾材料的性能指標有很多，本文選擇過濾阻力，過濾效率，這兩個指標作為過濾材料性能的技術指標，經濟指標主要考慮過濾材料的價格.因此，這三項能夠比較全面地評價過濾材料的經濟技術性能.

3.2 比較方案和參考方案序列的確定原則

本文共測試11塊過濾材料，每種過濾材料有3個評價指標，則比較方案序列為：

因過濾阻力越大，功耗越大，越不經濟；過濾效率越高，過濾性能越好；過濾材料價格越高，成本越高，因此，選擇過濾阻力最小、過濾效率最大、過濾材料價格最小的3個值作為各比較方案中最優參考序列.參考序列為：

3.3 價格白化權函數的量化處理

價格采用白化權函數的量化方法進行處理，把白化函數取為線形函數，即價格高、較高、中、低分別取0.8，0.6，0.4，0.2.價格白化權函數量化處理后見表4.

3.4 數據的無量綱化

由于各指標計量單位不同，不便于比較.為此采用歸一化對數據進行處理.對表4進行規一化處理所得結果如表5.

3.5 求取關聯系數

表4 過濾材料主要參數指標

表5 各指標歸一化處理

表6 與參考數列比較結果

因此式（1-1）變為：

由于ρ的取值對結果有一定的影響，由式（1-2）可知，

關聯系數代入上式（1-5）計算求得，見表7.

表7 關聯系數計算結果

3.6 給各指標因素賦權值

各項技術經濟指標對過濾材料影響不同，因此權重系數肯定也不一樣.目前專家數據庫不完善的，本文使用層次分析法[4].

判斷矩陣根據重要性排序求得

可以求得，

3.7 求關聯度

4.8 關聯度排列及最優化方案

由計算結果可知：R4 > R2 > R3 > F2 > R1 >C2 > C1 > C3 > F1 > R6 > R5，在風速為0.5 m/s時空調中過濾材料話，綜合考慮過濾材料的過濾性能，過濾阻力，價格三方面，以熔噴類過濾材料R4為最佳，技術經濟性最高.

4 總 結

本文對熔噴類、針刺類、復合類非織造過濾材料進行測試，隨后從過濾阻力、過濾效率、價格三個方面進行綜合考察技術經濟指標，采用灰色關聯理論對過濾材料進行了評價.采用層次分析法，最終確定了熔噴過濾材料R4在風速為0.5 m/s的中效過濾時技術經濟性最高.

[1]周偉，葉舜華.有關氣溶膠吸入人危害研究[J].中國公共衛生學報，15（4）：253-255.

[2]張威，谷海蘭.個非織造空氣過濾材料對 PM2.5的過濾性能[J].上海紡織科技，2013，2（41）：59-61.

[3]許鐘麟.空氣潔凈技術原理[M].上海：同濟大學出版社，1998.

[4]熊和金，陳綿云，瞿坦.灰色關聯度公式的幾種拓廣[J].系統工程與電子技術，2000，22（1）：8-9.