一种化工材料加工熔融指数预报方法

1.本发明涉及化工加工处理技术领域，具体涉及一种化工材料加工熔融指数预报方法。


背景技术：

2.化工材料是建造化工装置所需工程材料的简称。组成化工生产装置的化工机械、化工仪表、管道和构筑物都是在不同温度、压力和机械负荷下运转，所接触的物料又多具有强腐蚀作用。因此，化工材料除应具有一般工程材料的性能外，还应具备优良的耐腐蚀性能。而熔融指数一般指熔流指数，是一种表示塑胶材料加工时的流动性的数值。将待测高分子(塑料)原料加热至某温度(常为190度)后，原料上端即由活塞施加某一定重量向下压挤，量测该原料在10分钟内所被挤出的重量，即为该塑料的流动指数。
3.而在日常化工生产的过程中，加工温度和加工负荷是处于一个变化的过程中的，而常规的熔融指数的测试方法中，大多是在固定的加工温度和加工负荷的加工环境下进行的，难以针对时间生产的情况进行准确的熔融指数预报。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种化工材料加工熔融指数预报方法，以解决上述背景技术中所提出。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种化工材料加工熔融指数预报方法，所述的方法包括：
6.获取化工材料的基本数据信息，所述的基本数据信息包括所述的化工材料的种类；
7.建立样本数据库，所述的样本数据库内部存储有不同化工材料的在不同加工情况下的标准熔融指数变化曲线，所述的加工情况包括标准加工温度和标准加工负荷；
8.提取化工材料的实时加工数据，所述的实时加工数据包括加工过程中的加工温度值、加工负荷值以及加工时长；
9.将实时加工数据与标准熔融指数变化曲线进行比对，预测下一时刻，所述的化工材料的熔融指数。
10.作为本发明进一步的方案，所述的标准熔融变化曲线是所述的化工材料在指定加工情况下加工时其熔融指数随着时间的变化曲线，所述的指定加工情况为加工过程中标准加工温度和标准加工负荷保持不变。
11.作为本发明进一步的方案，在将实时加工数据与标准熔融指数变化曲线进行比对之前还包括实时加工数据预处理，所述的实时加工数据预处理具体包括以下步骤：
12.提取实时加工数据中加工温度值、加工负荷值；
13.依据最小二乘法，分别计算得出加工温度值和加工负荷值的回归线性方程，所述的加工温度值和加工负荷值的回归线性方程的横坐标为加工时间；
14.通过回归线性方程，得出加工温度随时间的变化曲线以及加工负荷值随时间的变化曲线；
15.通过积分计算出该段加工时间内加工温度的平均值和加工负荷的平均值。
16.作为本发明进一步的方案，在计算回归线性方程之前会先对所提取的实时加工数据中的加工温度值、加工负荷值进行筛选，所述的筛选的具体步骤如下所示：
17.分别计算加工温度值、加工负荷值的算数平均值并分别设定温度偏离阈值和负荷偏离阈值；
18.依次计算各个温度值和加工负荷值与各自的算数平均值之间的差值，并判断所述的差值是否大于温度偏离阈值或负荷偏离阈值；
19.如果出现温度值或加工负荷值与各自的算数平均值之间的差值大于温度偏离阈值或负荷偏离阈值时，则取与所述的温度值或加工负荷值相邻的两个数值的平均数替换所述的温度值或加工负荷值。
20.作为本发明进一步的方案，在对加工温度值、加工负荷值进行筛选的过程中，如果同时出现多个连续的温度值或加工负荷值与各自的算数平均值之间的差值大于温度偏离阈值或负荷偏离阈值时，则提取与所述的连续时间段相邻的两个数值，以两个相邻的所述的数值和其所在时间为坐标点建立直线方程，所述的多个连续的温度值或加工负荷值被替换为所述的直线方程上同时间的数值。
21.作为本发明进一步的方案，所述的实时加工数据与标准熔融指数变化曲线比对的具体步骤如下所示：
22.提取实时加工数据中通过积分计算出的加工温度的平均值和加工负荷的平均值和化工材料的种类；
23.检索样本数据库，提取与所述的加工温度的平均值和加工负荷的平均值相同的标准加工温度和标准加工负荷所对应的同种类的标准熔融指数变化曲线；
24.提取加工时长，并通过标准熔融指数变化曲线获得下一时间的熔融指数。
25.作为本发明进一步的方案，如果在所述的实时加工数据与标准熔融指数变化曲线比对过程中，标准数据库中未收入所述的化工材料的种类的标准熔融指数变化曲线时，则本次加工熔融指数预报失败，并发送警报。
26.作为本发明进一步的方案，如果在所述的实时加工数据与标准熔融指数变化曲线比对过程中，标准数据库未录入与所述的化工材料同种类下标准加工温度和标准加工负荷等于加工温度的平均值和加工负荷的平均值的标准熔融指数变化曲线时，提取同种类下标准加工温度和标准加工负荷最接近加工温度的平均值和加工负荷的平均值所对应的标准熔融指数变化曲线，用于和实时加工数据进行比对。
27.作为本发明进一步的方案，如果在所述的实时加工数据与标准熔融指数变化曲线比对过程中，标准数据库未录入与所述的化工材料同种类下标准加工温度和标准加工负荷等于加工温度的平均值和加工负荷的平均值的标准熔融指数变化曲线，并且接近加工温度的平均值和加工负荷的平均值所对应的标准熔融指数变化曲线存在多个时，取多个标准熔融指数变化曲线在加工时长时熔融指数的平均值。
28.作为本发明进一步的方案，在加工熔融指数预报失败，并发送警报之后，样本数据库会通过检索外部数据，补全未录入的种类的化工材料的标准熔融指数变化曲线。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本技术通过采用最小二乘法和回归方程的方式获取化工材料在加工的过程中所采集的离散数据的拟合特性，从而依据回归方程所制得的曲线图形和相关微积分的应用，计算出加工过程中的平均加工温度和平均加工负荷，进而依据构建好的样本数据库进行相关的样本比对，从而根据已有的熔融指数变化曲线，对下一时刻的熔融指数进行预报。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中的一些实施例。
31.图1为本发明一种实施例提供的一种化工材料加工熔融指数预报方法的流程示意图。
32.图2为本发明另一种优选的实施例提供的一种预处理的流程示意图。
33.图3为本发明一种优选的实施例中提供的一种实时加工数据与标准熔融指数变化曲线比对的流程示意图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.需要说明，若本发明实施例中有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则其仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
36.另外，若在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述，则其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
37.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
38.化工材料是建造化工装置所需工程材料的简称。组成化工生产装置的化工机械、化工仪表、管道和构筑物都是在不同温度、压力和机械负荷下运转，所接触的物料又多具有强腐蚀作用。因此，化工材料除应具有一般工程材料的性能外，还应具备优良的耐腐蚀性能。若耐腐蚀性能不良，不但直接影响装置的寿命，有时还可能引起火灾、爆炸等事故，还会影响产品的产量和质量。另外，根据不同的用途和使用条件，有时还要求化工材料具有耐高温或耐低温、导热或隔热等特殊性能。
39.熔融指数一般指熔流指数，全称熔液流动指数，或熔体流动指数、熔融指数，是一种表示塑胶材料加工时的流动性的数值。将待测高分子(塑料)原料置入小槽中，槽末接有
细管，细管直径为2.095mm，管长为8mm。加热至某温度(常为190度)后，原料上端即由活塞施加某一定重量向下压挤，量测该原料在10分钟内所被挤出的重量，即为该塑料的流动指数。有时您会看到这样的表示法：mi 25g/10min，它表示在10分钟内该塑料被挤出25克。一般常用塑料的mi值大约介于1～25之间。mi愈大，代表该塑料原料粘度愈小及分子重量愈小，反之则代表该塑料粘度愈大及分子重量愈大。
40.本技术通过采用最小二乘法和回归方程的方式获取化工材料在加工的过程中所采集的离散数据的拟合特性，从而依据回归方程所制得的曲线图形和相关微积分的应用，计算出加工过程中的平均加工温度和平均加工负荷，进而依据构建好的样本数据库进行相关的样本比对，从而根据已有的熔融指数变化曲线，对下一时刻的熔融指数进行预报。
41.图1示出了本发明中的一种化工材料加工熔融指数预报方法，所述的一种化工材料加工熔融指数预报方法应用于能够实时连接互联网的设备，该设备可以是手机、平板电脑和计算机等可以通信的设备，此处不做具体限定，所述的一种化工材料加工熔融指数预报方法详述如下：
42.在步骤s100中，获取化工材料的基本数据信息，所述的基本数据信息包括所述的化工材料的种类；
43.在步骤s200中，建立样本数据库，所述的样本数据库内部存储有不同化工材料的在不同加工情况下的标准熔融指数变化曲线，所述的加工情况包括标准加工温度和标准加工负荷；
44.在步骤s300中，提取化工材料的实时加工数据，所述的实时加工数据包括加工过程中的加工温度值、加工负荷值以及加工时长；
45.在步骤s400中，将实时加工数据与标准熔融指数变化曲线进行比对，预测下一时刻，所述的化工材料的熔融指数。
46.在本发明另一种优选的实施例中，所述的标准熔融变化曲线是所述的化工材料在指定加工情况下加工时其熔融指数随着时间的变化曲线，所述的指定加工情况为加工过程中标准加工温度和标准加工负荷保持不变。
47.可以理解的是，如图2所示，在本实施例另一种情况中，在将实时加工数据与标准熔融指数变化曲线进行比对之前还包括实时加工数据预处理，所述的实时加工数据预处理具体包括以下步骤：
48.在步骤s101中，提取实时加工数据中加工温度值、加工负荷值；
49.在步骤s102中，依据最小二乘法，分别计算得出加工温度值和加工负荷值的回归线性方程，所述的加工温度值和加工负荷值的回归线性方程的横坐标为加工时间；
50.在步骤s103中，通过回归线性方程，得出加工温度随时间的变化曲线以及加工负荷值随时间的变化曲线；
51.在步骤s104中，通过积分计算出该段加工时间内加工温度的平均值和加工负荷的平均值。
52.在本实施例另一种情况中，在计算回归线性方程之前会先对所提取的实时加工数据中的加工温度值、加工负荷值进行筛选，所述的筛选的具体步骤如下所示：
53.分别计算加工温度值、加工负荷值的算数平均值并分别设定温度偏离阈值和负荷偏离阈值；
54.依次计算各个温度值和加工负荷值与各自的算数平均值之间的差值，并判断所述的差值是否大于温度偏离阈值或负荷偏离阈值；
55.如果出现温度值或加工负荷值与各自的算数平均值之间的差值大于温度偏离阈值或负荷偏离阈值时，则取与所述的温度值或加工负荷值相邻的两个数值的平均数替换所述的温度值或加工负荷值。
56.在本发明其中一个优选的实施例中，在对加工温度值、加工负荷值进行筛选的过程中，如果同时出现多个连续的温度值或加工负荷值与各自的算数平均值之间的差值大于温度偏离阈值或负荷偏离阈值时，则提取与所述的连续时间段相邻的两个数值，以两个相邻的所述的数值和其所在时间为坐标点建立直线方程，所述的多个连续的温度值或加工负荷值被替换为所述的直线方程上同时间的数值。
57.如图3所示，在本实施例的一种情况中，所述的实时加工数据与标准熔融指数变化曲线比对的具体步骤如下所示：
58.在步骤s201中，提取实时加工数据中通过积分计算出的加工温度的平均值和加工负荷的平均值和化工材料的种类；
59.在步骤s202中，检索样本数据库，提取与所述的加工温度的平均值和加工负荷的平均值相同的标准加工温度和标准加工负荷所对应的同种类的标准熔融指数变化曲线；
60.在步骤s203中，提取加工时长，并通过标准熔融指数变化曲线获得下一时间的熔融指数。
61.在本实施例的另一种情况中，如果在所述的实时加工数据与标准熔融指数变化曲线比对过程中，标准数据库中未收入所述的化工材料的种类的标准熔融指数变化曲线时，则本次加工熔融指数预报失败，并发送警报。
62.值得注意的是，在本实施例另一种情况中，如果在所述的实时加工数据与标准熔融指数变化曲线比对过程中，标准数据库未录入与所述的化工材料同种类下标准加工温度和标准加工负荷等于加工温度的平均值和加工负荷的平均值的标准熔融指数变化曲线时，提取同种类下标准加工温度和标准加工负荷最接近加工温度的平均值和加工负荷的平均值所对应的标准熔融指数变化曲线，用于和实时加工数据进行比对。
63.并且，可以理解的是，如果在所述的实时加工数据与标准熔融指数变化曲线比对过程中，标准数据库未录入与所述的化工材料同种类下标准加工温度和标准加工负荷等于加工温度的平均值和加工负荷的平均值的标准熔融指数变化曲线，并且接近加工温度的平均值和加工负荷的平均值所对应的标准熔融指数变化曲线存在多个时，取多个标准熔融指数变化曲线在加工时长时熔融指数的平均值。
64.在本实施例的另一种情况中，在加工熔融指数预报失败，并发送警报之后，样本数据库会通过检索外部数据，补全未录入的种类的化工材料的标准熔融指数变化曲线。
65.所述一种化工材料加工熔融指数预报方法所能实现的功能均由计算机设备完成，所述计算机设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器，所述一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码，所述程序代码由所述一个或多个处理器加载并执行以实现所述一种化工材料加工熔融指数预报方法的功能。
66.处理器从存储器中逐条取出指令、分析指令，然后根据指令要求完成相应操作，产生一系列控制命令，使计算机各部分自动、连续并协调动作，成为一个有机的整体，实现程
序的输入、数据的输入以及运算并输出结果，这一过程中产生的算术运算或逻辑运算均由运算器完成；所述存储器包括只读存储器(read-only memory，rom)，所述只读存储器用于存储计算机程序，所述存储器外部设有保护装置。
67.示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块，一个或者多个模块被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本发明。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。
68.本领域技术人员可以理解，上述服务设备的描述仅仅是示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比上述描述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
69.所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，上述处理器是上述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个用户终端的各个部分。
70.上述存储器可用于存储计算机程序和/或模块，上述处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现上述终端设备的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如信息采集模板展示功能、产品信息发布功能等)等；存储数据区可存储根据泊位状态显示系统的使用所创建的数据(比如不同产品种类对应的产品信息采集模板、不同产品提供方需要发布的产品信息等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
71.终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例系统中的全部或部分模块/单元，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个系统实施例的功能。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
72.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
73.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。