一种光伏银浆用高分散性超细银粉的制备调控方法与流程

本发明涉及金属粉末制造，具体涉及一种光伏银浆用高分散性超细银粉的制备调控方法。

背景技术：

1、光伏银浆用超细银粉通常采用液相化学还原法制备，为了降低生产成本，工业生产趋向于采用高固含量及大体积的反应体系；在高固含量体系的反应中后期，随着大量固相颗粒生成，浆料的流变特性会发生显著转变，导致搅拌桨叶传递的剪切能量在微观尺度上出现耗散，加料喷嘴附近的微观混合效率无法匹配化学还原速率；在此工况下，新滴入的还原剂若无法被周围稠密的介质迅速分散，其局部过量会导致两种微观失效模式：一是高分子分散剂（如pvp）因局部浓度过高或电荷屏蔽而发生分子链缠绕，失去空间位阻作用引发软团聚；二是局部过饱和度过高直接诱发银核爆发式生长并粘连，形成不可逆的微米级硬团聚。

2、现有技术通常通过监测宏观粘度或搅拌扭矩来控制反应过程，但在大体积高粘度体系中，宏观扭矩信号主要反映浆料整体的流变阻力，而微观层面的分子链缠绕与局部硬团聚生成在宏观信号上均表现为阻力波动，现有监测手段难以区分这两种本质不同的失效模式。这种区分能力的缺失导致控制策略单一化：工业现场通常仅能盲目提高搅拌转速。然而，对于软团聚，单纯的机械剪切往往无法解开分子链缠绕，反而可能加剧高分子分散剂的剪切降解；对于硬团聚，常规搅拌剪切力又不足以将其破碎。因此，在不引入昂贵且易堵塞的在线粒度仪的前提下，现有设备无法实时感知并区分高浓体系下的分散剂失效（软团簇生成）与硬团聚生成，导致银粉高分散性制备难以稳定且高效的进行。

技术实现思路

1、为了解决现有技术在不引入昂贵且易堵塞的在线粒度仪的前提下，无法实时感知并区分高浓体系下的分散剂失效与硬团聚生成，导致难以稳定且高效的制备高分散性超细银粉的技术问题，本发明的目的在于提供一种光伏银浆用高分散性超细银粉的制备调控方法，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明提出了一种光伏银浆用高分散性超细银粉的制备调控方法，所述方法包括：

3、在银浆搅拌过程中，获取电机搅拌的所有实时扭矩初始序列；将所有实时扭矩初始序列进行融合并预处理，确定实时扭矩融合序列；获取所有基准扭矩初始序列和基准扭矩融合序列；

4、根据实时扭矩融合序列的时间分布基准偏差情况，确定响应滞后时间；在频域中，根据实时扭矩融合序列的扭矩值时序波动变化基准偏差情况，确定对应的扭矩粗糙指数；

5、基于基准扭矩初始序列和基准扭矩融合序列在响应滞后时间上的整体偏差波动情况，确定动态第一阈值；在频域中，基于基准扭矩初始序列和基准扭矩融合序列在扭矩粗糙指数上的整体偏差波动情况，确定动态第二阈值；

6、分别分析动态第一阈值与响应滞后时间以及动态第二阈值与扭矩粗糙指数之间的数值关系，判定银浆搅拌状态，根据银浆搅拌状态，执行银粉制备调控。

7、进一步的，所述实时扭矩融合序列的计算方法包括：

8、在所有实时扭矩初始序列中，计算相同索引时刻下扭矩值的平均值，确定每个索引时刻的初始融合值，排列所有初始融合值，确定参考初始融合序列；

9、对所述参考初始融合序列进行标准化，确定每个索引时刻的标准初始融合值，计算每个索引时刻的标准初始融合值与预设常数之差，确定每个索引时刻下的局部实时平均扭矩，排列所有索引时刻下的局部实时平均扭矩，确定实时扭矩融合序列。

10、进一步的，所述响应滞后时间的计算方法包括：

11、在实时扭矩融合序列中，根据每个索引时刻下索引值与扭矩值之间的乘积，确定每个索引时刻下的局部时距值；累加所有索引时刻下的局部时距值，作为累计时距值；在实时扭矩融合序列中，累加所有索引时刻下的扭矩值，确定累计扭矩值；将累计时距值作为分子，累计扭矩值作为分母，得到实时扭矩融合序列的时间重心；

12、基于实时扭矩融合序列的时间重心获取原理，确定基准扭矩融合序列的时间重心；将实时扭矩融合序列的时间重心与基准扭矩融合序列的时间重心之差作为所述响应滞后时间。

13、进一步的，所述扭矩粗糙指数的计算方法包括：

14、在实时扭矩融合序列中，计算每个索引时刻下扭矩值的二阶差分值，排列所有索引时刻下的所述二阶差分值确定对应的二阶差分序列，计算所述二阶差分序列的l1范数，将所述l1范数作为实时扭矩融合序列在扭矩值上的周期特征值；

15、基于实时扭矩融合序列在扭矩值上的周期特征值获取原理，确定基准扭矩融合序列在扭矩值上的周期特征值；将实时扭矩融合序列在扭矩值上的周期特征值与基准扭矩融合序列在扭矩值上的周期特征值之差作为所述扭矩粗糙指数。

16、进一步的，所述动态第一阈值的获取过程包括：

17、在基准扭矩初始序列中，基于实时扭矩融合序列的时间重心获取原理，确定基准扭矩初始序列的时间重心；

18、基于各个基准扭矩初始序列的时间重心与基准扭矩融合序列的时间重心之间的相对偏差波动情况，确定时间波动值；

19、分别获取实时扭矩融合序列和基准扭矩融合序列的实时扭矩均值和基准扭矩均值，基于实时扭矩均值和基准扭矩均值，确定实时扭矩均值和基准扭矩均值之间的对比特征值；

20、以所述时间波动值和所述对比特征值之间的乘积为基础，结合第一灵敏度系数和第一经验补偿指数进行矫正，获得所述动态第一阈值。

21、进一步的，所述确定时间波动值的计算方法包括：

22、计算每个基准扭矩初始序列的时间重心与基准扭矩融合序列的时间重心之间的差值，确定每个基准扭矩初始序列对应的响应滞后时间，基于所有基准扭矩初始序列对应的响应滞后时间的标准差，确定所述时间波动值。

23、进一步的，所述动态第二阈值的获取过程包括：

24、在基准扭矩初始序列中，基于实时扭矩融合序列在扭矩值上的周期特征值获取原理，确定基准扭矩初始序列在扭矩值上的周期特征值；

25、计算每个基准扭矩初始序列的周期特征值与基准扭矩融合序列的周期特征值之间的差值，确定每个基准扭矩初始序列对应的扭矩粗糙指数，基于所有基准扭矩初始序列对应的扭矩粗糙指数的标准差，确定粗糙度波动值；

26、根据粗糙度波动值与所述对比特征值，确定所述动态第二阈值。

27、进一步的，所述根据粗糙度波动值与所述对比特征值，确定所述动态第二阈值的方法包括：

28、以所述粗糙度波动值和所述对比特征值之间的乘积为基础，结合第二灵敏度系数和第二经验补偿指数进行矫正，获得所述动态第二阈值。

29、进一步的，所述判定银浆搅拌状态的方法包括：

30、若扭矩粗糙指数大于动态第二阈值，则判定银浆处于硬团簇生成阶段；

31、若扭矩粗糙指数小于等于动态第二阈值，并且响应滞后时间大于动态第一阈值，则判定银浆处于软团簇生成阶段；

32、若扭矩粗糙指数小于等于动态第二阈值，并且响应滞后时间小于等于动态第一阈值，则判定银浆处于理想稳定状态。

33、进一步的，所述执行银粉制备调控的方法包括：

34、若银浆处于硬团簇生成阶段，则采用物理破碎银浆进行调控；

35、若银浆处于软团簇生成阶段，则采用在银浆中滴加化学调节剂进行调控；

36、若银浆处于理想稳定状态，则保持当前工作状态，不进行调控。

37、本发明具有如下有益效果：

38、本发明考虑到银粉制备过程中难以准确识别银浆中存在的分散剂失效与硬团聚生成，导致银粉高分散性制备的稳定性差和效率低下。本发明首先对电机扭矩信号进行深度解耦分析，得到响应滞后时间和扭矩粗糙指数，实现了软团簇和硬团簇不同微观特征的准确量化，能够消除高固含量体系下宏观粘度对微观特征的掩盖；其次，分别为软团簇和硬团簇设置不同的动态阈值，能够降低不同批次设备磨损及反应阶段粘度变化造成的底噪波动，提高了实时区分软团簇和硬团簇的准确性，有益于工业现场长期稳定运行；最后，通过区分银浆的不同状态，为软团簇和硬团簇制定不同的调控策略，可以避免传统的一刀切调控，实现了对不同状态的对症下药，显著提升了银粉高分散性制备的稳定性和高效性。