一种连续流反应过程中杂质在线检测方法及设备与流程

本申请涉及物料质量检测，尤其涉及一种连续流反应过程中杂质在线检测方法及设备。

背景技术：

1、在化工粉体生产过程中，粉体材料在干燥后通过气力输送管道进入后续工段。在输送过程中，粉体可能混入塑料微粒、水分包裹体或金属碎屑等异物杂质。目前，粉体质量检测主要依赖定期离线取样送实验室分析的方式，检测动作与物料流转处于不同时间尺度，存在结构性的检测延迟。

2、此外，定期取样仅代表瞬时局部状态，无法覆盖连续流全程，存在空间采样盲区。现有光谱或化学分析方法需要静态样品制备，与高速气力输送的动态粉体流形态不兼容，难以在不中断生产的前提下实现实时检测与即时处置。

3、因此，如何在连续流粉体输送中实现非接触式杂质实时检测与自动剔除，是本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中粉体质量检测依赖离线取样分析导致检测延迟大、空间覆盖不足、检测手段与动态输送形态不兼容的不足，本申请提供了一种连续流反应过程中杂质在线检测方法及设备。该方法通过在粉体输送管道外围布设微波谐振腔，向谐振腔注入扫频微波信号并采集散射参数，基于谐振腔摄动模型得到谐振频率偏移量和品质因数变化量，再与第一基准参数进行差分比对获得偏离度，当偏离度超过预设阈值时触发剔除执行机构，能够实现连续流粉体输送过程中杂质的非接触在线检测与自动剔除。

2、具体地，本申请提供了以下技术方案：

3、本申请提供了一种连续流反应过程中杂质在线检测方法，包括：

4、向微波谐振腔注入第一微波信号，并采集经所述微波谐振腔耦合输出的第一散射参数，所述微波谐振腔布设于粉体输送管道外围；

5、从所述第一散射参数中提取第一谐振频率和第一品质因数；

6、基于谐振腔摄动模型，根据所述第一谐振频率相对于预先确定的第一基准频率的偏移量、所述第一品质因数相对于预先确定的第一基准品质因数的变化量以及第一基准参数，确定第一偏离度；

7、当所述第一偏离度超过第一预设阈值时，生成杂质剔除指令。

8、可选地，所述从所述第一散射参数中提取第一谐振频率和第一品质因数包括：

9、对所述第一散射参数的频率响应执行谐振参数拟合处理，以得到谐振峰对应的所述第一谐振频率；

10、根据所述谐振峰的半功率带宽确定所述第一品质因数。

11、可选地，所述基于谐振腔摄动模型，所述方法还包括：

12、根据所述第一谐振频率与所述第一基准频率之间的频率偏移量、所述微波谐振腔的第一腔体体积以及管道内粉体的第一样品体积，确定介电常数实部变化量；

13、根据所述第一品质因数与所述第一基准品质因数之间的品质因数变化量、所述第一腔体体积以及所述第一样品体积，确定介电常数虚部变化量。

14、可选地，确定第一偏离度包括：

15、对所述第一谐振频率的偏移量和所述第一品质因数的变化量分别进行标准化处理，以得到第一标准化频率偏移和第一标准化品质因数变化；

16、根据所述第一标准化频率偏移和所述第一标准化品质因数变化，以得到所述第一偏离度。

17、可选地，还包括：

18、根据所述第一标准化频率偏移和所述第一标准化品质因数变化在特征空间中的方向特征，确定杂质类型标签。

19、可选地，当所述第一偏离度超过第一预设阈值时，生成杂质剔除指令还包括：

20、当连续多次获得的第一偏离度均超过所述第一预设阈值时，确认杂质存在，并生成所述杂质剔除指令。

21、可选地，生成杂质剔除指令包括：

22、根据检测位置与剔除执行位置之间的第一管道距离以及粉体输送速度，确定第一传输延迟时间；

23、在所述第一传输延迟时间到达时，输出所述杂质剔除指令。

24、可选地，所述向布设于粉体输送管道外围的微波谐振腔注入第一微波信号之前，所述方法还包括：

25、在所述粉体输送管道内通过高纯度粉体时，采集所述微波谐振腔输出的第二散射参数；

26、从所述第二散射参数中提取第二谐振频率和第二品质因数，将所述第二谐振频率确定为所述第一基准频率，将所述第二品质因数确定为所述第一基准品质因数。

27、可选地，还包括：

28、根据环境温度变化量，对所述第一基准频率和所述第一基准品质因数进行补偿修正，以得到补偿后的第一基准参数。

29、本申请还提供了一种连续流反应过程中杂质在线检测设备，包括：

30、激励采集模块，用于向布设于粉体输送管道外围的微波谐振腔注入第一微波信号并采集第一散射参数；

31、特征提取模块，用于从所述第一散射参数中提取第一谐振频率和第一品质因数；

32、判定模块，用于基于谐振腔摄动模型，根据所述第一谐振频率相对于第一基准频率的偏移量、所述第一品质因数相对于第一基准品质因数的变化量以及第一基准参数，确定第一偏离度，并在所述第一偏离度超过第一预设阈值时生成剔除指令；

33、剔除控制模块，用于根据所述剔除指令触发剔除执行机构将含杂质粉体段从所述粉体输送管道中分离。

34、本申请实施例提供的技术方案具有以下有益效果：

35、1、通过在粉体输送管道外围布设微波谐振腔并注入扫频微波信号采集散射参数，实现了对管道内粉体的非接触式连续在线感知，消除了传统离线取样方法中取样-制样-送检-等待-追溯五个环节导致的结构性检测延迟，将检测-判定-剔除压缩为单一连续在线环节。

36、2、将散射参数与第一基准参数差分比对，实现了对粉体成分偏差的实时定量表征和自动判定，将传统事后追溯的开环结构转变为实时感知-即时剔除的闭环结构。

37、3、该方法无需破坏管道密封性或中断粉体输送流程，兼容连续流生产工艺，解决了现有检测手段与动态输送形态不兼容的技术问题。

1.一种连续流反应过程中杂质在线检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述第一散射参数中提取第一谐振频率和第一品质因数包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定第一偏离度包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一偏离度超过第一预设阈值时，生成杂质剔除指令还包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，生成杂质剔除指令包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向布设于粉体输送管道外围的微波谐振腔注入第一微波信号之前，所述方法还包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

10.一种连续流反应过程中杂质在线检测设备，其特征在于，包括：