摘要：科技的不断发展使得各行各业的技术应用愈发先进与便利。就化学工程行业来说，由于需要处理大量繁琐的实验数据，以往的技术人员在工作过程中需要花费大量时间去进行处理与分析。而MATLAB的出现，恰巧解决了这一难题。此软件凭借着卓越的数据处理的功能，在化学工程及工艺试验中得以广泛应用，从而大大提高了数据处理的效率与准确度，并且有效节省了人力资源。本文就MATLAB软件在化学工程与工艺实验中数据处理与分析的相关知识进行了简要探讨。
关键词：化学工程；工艺实验；MATLAB；数据处理
引言：
在化学工程中，化学实验占据着很大比重，化学实验的结果如何直接影响着化学工程的建设，而数据处理与分析又是化学实验后期至关重要的组成部分。对实验所得的数据进行正确处理与分析则是研究与开发的重要前提。但以往数据处理基本上依赖于人工处理，这种方法效率低下且容易出错。因此，一种高科技的数据处理方法就显得尤为重要，成为我国化学工程研究的迫切需要的技术。MATLA B软件作为一种新型化学数据处理方法，对化学工业的实验数据处理有很大帮助，促进了化学工程的发展。
一、化学工程和工艺中的实验数据处理
1.1化学工程的实验数据处理
化学实验是化学工程的重要内容，化学实验与其它科学实验存在很大的不同之处，其主要内容是对工作中遇到的尚未解决的化学问题进行合理的实验操作，依照实验产生的有效实验数据，根据数据处理结果推断问题答案，或者观察实验是否与结论一致，得以处理既定的化学问题，从而寻求有效的解决方案。
化学实验与人们的生活息息相关，其产生源于生活需要，其结果意在解决生活问题。但主要针对的是生活生产中遇到的一些化学工业问题，为化学工业的进步提供理论基础，由此可见其必要性。
化学实验的数据处理是化学实验后期必不可少的重要步骤，是将直观数据转变实验结论的关键。针对不同的化学问题需要与之对应验证方法，而验证方法不同，就会有不同的数据处理方式。且多数化学实验皆复杂程度较高，实验所得数据的联系微妙不易推测。因此数据所表达的结论或者答案往往不能从表面得出，需要经过大量运算才可进一步推测。但实验数据往往繁多且复杂，按照以往人工处理的方法十分困难、耗时耗力，并且由于人脑的特殊性，处理结果往往容易出现失误。因此有很大的弊端，其准确程度和迅捷程度已经不能满足对当代社会对处理结果的要求。
鉴于面临的以上问题，数据处理迫切需要一种高准确率、高速度的计算方法来代替人工计算。
1.2MATLAB的应用
MATLAB软件作为一种数据处理软件，使科学数据、矩阵计算以及数值分析三方面的可视化成为现实，为诸多领域庞大的数据计算工作提供了高效、全面的解决方法。化学工程及工艺由于其实验数据的繁多和同一实验的不同组别实验数据之间处理方式的重复性，使用MATLAB软件能够完全满足其对处理方式等的需求，大大增加了数据处理的便利性和准确性，帮助实验者进行数据处理，减轻人力工作量，为实验准确的数据结果。
MATLAB软件在化学工程实验中的应用中，工作者可以根据需求编写既定的化学程序存储在软件中、然后将实验数据输入软件并运行程序进行运算、最后得出结果，并且可以将运算得到的数据，再根据化学现象进行分析，进而得出合理结论。
MATLAB软件的操作界面人性化、操作简单，便于操作人员的有效操作，并且计算结果精准最大精确值可以达到小数点后八位数，还可以进行误差分析，将异常数值剔除，确保准确性。这种软件是化学工程实验中的重要软件，对实验的数据处理至关重要。这是化工实验的重大突突破与创新，也是化学工程学科未来的发展方向。
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二、工艺实验数据处理与分析
2.1数据处理过程
(1)画程序图
不同的化学实验产生的数据需要不同的处理和分析方式，对应着不同的程序图和不同的计算方法和计算公式等。每个实验都有一个与之对应的程序，可以将此化学实验进行详细准确的阐述。
(2)编写程序
①输入数据。输入数据的对应函数为INPUT，应用INPUT函数将实验数据输入MATLAB程序，MATLA B根据选定程序对数据进行运算处理，进而得出结果。被输入程序的原始数据必须成组出现，这样才有利于形成有效的程序处理系统。这种系统的处理数据能力高，处理速度快、处理效果好。
②处理数据。一般来说，在对实验数据进行处理之前，要将数据进行整合，实验数据经过程序整合，被模拟成一条连续的二维曲线模型，假设数据之间变化平缓符合于近似于曲线的函数变化趋势，此函数即为模拟函数。
整合方法很多，最常见的整合方法为最小二乘法。
最小二乘法通常是对两组一一对应的数据进行整合，假设两组数据分别为x、y，使X和y得到相应的函数关系式y=f ( X )，其主要方法是使残差的平方2在定值x上最小。原始的实验测量数据往往会出现误差值，因此最小二乘法所得关系式只需要残差平方的总和数最小即可。
③建立数据库。由于实验所得数据具有特殊性，往往实际生活和工作中某一现象只会符合某一特定规律而并，但是在实际的生活中并不会碰巧出现一样数据。这就需要技术人员采集多组的不同数据进行整合分析，得到数据之间的变化关系式来借以反映实验规律。因此，需要在程序中输入足够的数组后，利用程序将数据进行运算分析，得出相对应的变化关系，针对变化关系推算不同初始值时所对应的输出值。
2.2 误差分析
如果将无效的甚至对有效计算产生干扰的数据消除，再对余下有用的数值进行运算，这样的话数据结果将会更加精准。
MATLAB软件对数据的处理是建立在实验采集数据准确无误的基础上。因此，化工实验数据采集的准确性需要严格保证，进而将误差控制在合理水平。由于化工实验步骤繁多，涉及多数测量仪器，这个过程大多由人工操作，操作中出现误差是在所难免的。实验人员需要明确影响数据误差的因素，在实验中多加注意。
（1）首先，保证实验取样的合理性。取样时要严格使用专业工具，操作程序规范，取样位置要合理。同时，严格依据相关规范进行取样操作，保证每个取样环节操作的正确性。
（2）其次，正确处理样品。取样完成后，对样品的处理、保管等措施是否合理、规范，对实验数据有着很大影响。因此，化工实验对样品进行破碎、混匀、缩小等操作时，实验人员必须认真谨慎、对操作规程十分了解，最好经验丰富，严格按照规范。
（3）最后，测量仪器使用前必须校准。化学工程与工艺实验过程中使用的各种测量仪器的精密程度较高，需要按时进行校准才能保证测量精度。因此，测量工作之前要求实验人员对使用的测量器具进行严格检查，进行精密校准，确保测量误差在允许范围内。
另外，为进一步提高准确性，可根据规范标准设计相关的对照实验对实验结果进行校正，消除系统产生的误差。减少偶然误差时，所采取的办法通常是尽量进行多次实验，通过求取平均值，以达到降低实验误差的目的。
三、总结
化学工程与工艺实验数据的处理与分析，作为化工实验的重要步骤，必须予以重视。而MATLAB在数据处理中的应用，是近年来我国化学工程中的重大进步，MATLAB软件能够将复杂的实验数据快速整理与运算，为实验节省了大量人力与时间，并且使处理结果将更加准确。可见，MATLAB软件在化学工程及工艺中的重要作用，在未来的化学工程发展中，MATLAB同样必不可少。
参考文献：
论文作者:于雅宁,黄红
论文发表刊物:《防护工程》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/19
标签：数据论文; 化学工程论文; 数据处理论文; 误差论文; 程序论文; 化学实验论文; 软件论文; 《防护工程》2017年第35期论文;