基于超声波衰减机理的浆料性能检测方法及系统与流程

本发明涉及一种浆料性能检测方法及系统，尤其是一种基于超声波衰减机理的浆料性能检测方法及系统。

背景技术：

1、浆料作为工业生产中的关键中间物料，其性能参数（如粘度、异物类型、团聚物特征等）直接决定后续加工工艺的适配性与终端产品质量，例如：浆料的剪切粘性会直接影响涂布效果，团聚物的存在则会破坏物料分散均匀性，异物混入更是会引发产品性能缺陷，因此，对浆料性能的精准检测是保障生产稳定性与产品可靠性的核心环节。

2、然而，当前行业内针对浆料性能的检测技术存在显著局限，现有浆料检测设备无法满足关键性能参数的全面、精准表征需求，具体缺陷主要体现在：无法对浆料的粘度等核心物理信息进行有效表征，导致生产过程中难以判断浆料是否适配涂布等工艺，易出现涂布不均等问题。

3、超声波检测技术因具备非接触、无损伤、响应速度快等优势，在流体性能检测领域具有潜在应用价值，但现有技术中，针对浆料的超声波检测方案尚未成熟。超声波在浆料中传播时，会因粘性损失、热损失、弛豫损失等发生能量衰减，而现有技术未中，能建立涵盖上述损失类型精准衰减机理模型，无法通过超声波衰减数据反演浆料的关键参数，也即无法实现对浆料性能的有效在线检测。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于超声波衰减机理的浆料性能检测方法及系统，其能有效实现对浆料性能的在线检测，提高浆料性能检测的效率与可靠性。

2、按照本发明提供的技术方案，一种基于超声波衰减机理的浆料性能检测方法，所述浆料性能检测方法包括：

3、对待检浆料进行超声扫描，以获取待检超声扫描信息；

4、对获取的待检超声扫描信息进行衰减系数计算处理，以计算生成所述待检浆料的浆料衰减系数；

5、基于所确定的浆料衰减系数，利用构建的衰减系数-浆料特征模型确定当前待检浆料的浆料特征，其中，

6、所述待检浆料的浆料特征包括剪切粘度、体积粘度、损耗角、驰豫时间或热损耗因子中的一个。

7、当待检浆料的浆料特征包括剪切粘度、体积粘度、损耗角或驰豫时间中的一个时，对于构建的衰减系数-浆料特征模型，则有：

8、

9、其中，为浆料衰减系数，为剪切粘度，为体积粘度，为等容热容，为等压热容，为导热系数，为损耗角正切，为弛豫时间，为待检浆料进行超声扫描时的超声波发射频率，为待检浆料的密度，为超声波在待检浆料中的传播速度，为损耗角。

10、当浆料特征为剪切粘度、体积粘度、损耗角或驰豫时间中的一个时，则有：

11、在衰减系数-浆料特征模型中，除浆料衰减系数以及浆料特征外，其余的模型参数经有限模型方法确定。

12、当待检浆料的浆料特征包括剪切粘度、体积粘度、损耗角、驰豫时间或热损耗因子中的一个时，对于构建的衰减系数-浆料特征模型，则有：

13、

14、其中，为浆料衰减系数，为剪切粘度，为体积粘度，为损耗角正切，为弛豫时间，为待检浆料进行超声扫描时的超声波发射频率，为待检浆料的密度，为超声波在待检浆料中的传播速度，为损耗角，为热损耗因子。

15、当浆料特征为剪切粘度、体积粘度、损耗角、驰豫时间或热损耗因子中的一个时，则在衰减系数-浆料特征模型中，除浆料衰减系数以及浆料特征外，其余的模型参数经有限模型方法确定。

16、利用有限模型方法确定衰减系数-浆料特征模型中的模型参数时，包括：

17、提供参考浆料，并利用不同中心频率的超声探头对参考浆料进行超声扫描，以获取在不同超声波发射频率下的参考超声扫描信息；

18、基于每个超声波发射频率下的参考超声扫描信息，计算在每个超声波发射频率下的参考衰减系数；

19、对于每个超声波发射频率下的参考衰减系数，构建相应的衰减系数残差，并基于每个衰减系数残差构建关于模型参数的残差方程；

20、构建参数约束，并在所述参数约束下对残差方程组进行求解，以解算得到衰减系数-浆料特征模型中的模型参数，其中，

21、所述残差方程组由上述在每个超声波发射频率下的残差方程构成。

22、基于每个衰减系数残差构建关于模型参数的残差方程时，则有：

23、

24、其中，为第个超声波发射频率下的衰减系数残差，为第个超声波发射频率，为综合系数，为参考浆料的参考衰减系数。

25、所述浆料超声扫描信息包括浆料扫描透射信息，其中，

26、对获取的浆料超声扫描信息进行衰减系数计算处理时，包括：

27、基于浆料扫描透射信息，获取对待检浆料进行超声扫描时的入射声压与透射声压；

28、基于所述入射声压以及透射声压，计算生成所述待检浆料的浆料衰减系数。

29、基于所述入射声压以及透射声压，计算生成所述待检浆料的浆料衰减系数时，则有：

30、

31、其中，为透射声压，为入射声压，为浆料衰减系数，为对待检浆料进行超声扫描时超声波传播的路径长度。

32、一种基于超声波衰减机理的浆料性能检测系统，包括浆料性能检测装置，其中，

33、对任一浆料超声扫描信息，浆料性能检测装置采用上述所述的方法确定待检浆料的浆料特征。

34、本发明的优点：对生成的待检超声扫描信息进行衰减系数计算处理，以计算生成所述待检浆料的浆料衰减系数；基于所确定的浆料衰减系数，利用构建的衰减系数-浆料特征模型确定当前待检浆料的浆料特征，其中，所述待检浆料的浆料特征包括剪切粘度、体积粘度、损耗角、驰豫时间或热损耗因子中的一个，从而能有效实现对浆料性能的在线检测，提高浆料性能检测的效率与可靠性。

1.一种基于超声波衰减机理的浆料性能检测方法，其特征是，所述浆料性能检测方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于超声波衰减机理的浆料性能检测方法，其特征是，当待检浆料的浆料特征包括剪切粘度、体积粘度、损耗角或驰豫时间中的一个时，对于构建的衰减系数-浆料特征模型，则有：

3.根据权利要求2所述的基于超声波衰减机理的浆料性能检测方法，其特征是，当浆料特征为剪切粘度、体积粘度、损耗角或驰豫时间中的一个时，则有：

4.根据权利要求1所述的基于超声波衰减机理的浆料检测方法，其特征是，当待检浆料的浆料特征包括剪切粘度、体积粘度、损耗角、驰豫时间或热损耗因子中的一个时，对于构建的衰减系数-浆料特征模型，则有：

5.根据权利要求4所述的基于超声波衰减机理的浆料检测方法，其特征是，当浆料特征为剪切粘度、体积粘度、损耗角、驰豫时间或热损耗因子中的一个时，则在衰减系数-浆料特征模型中，除浆料衰减系数以及浆料特征外，其余的模型参数经有限模型方法确定。

6.根据权利要求5所述的基于超声波衰减机理的浆料性能检测方法，其特征是，利用有限模型方法确定衰减系数-浆料特征模型中的模型参数时，包括：

7.根据权利要求6所述的基于超声波衰减机理的浆料性能检测方法，其特征是，基于每个衰减系数残差构建关于模型参数的残差方程时，则有：

8.根据权利要求1至7任一项所述的基于超声波衰减机理的浆料性能检测方法，其特征是，所述浆料超声扫描信息包括浆料扫描透射信息，其中，

9.根据权利要求8所述的基于超声波衰减机理的浆料性能检测方法，其特征是，基于所述入射声压以及透射声压，计算生成所述待检浆料的浆料衰减系数时，则有：

10.一种基于超声波衰减机理的浆料性能检测系统，其特征是，包括浆料性能检测装置，其中，