[发明专利]一种橡胶混炼过程评价方法

摘要

本发明属于橡胶生产评价技术领域，涉及一种评价橡胶混炼过程的方法，先用常规设备将待混炼的橡胶切出25个样片备用，再采用显微成像法，通过分析包含炭黑的橡胶材料图像获取炭黑信息；采用显微镜观测橡胶材料样片切面，将放大的切面图像用数字成像设备输入计算机中；然后采用阈值分割的方法将灰度图像二值化为黑白图像，实现炭黑聚集体的识别；然后，分别对每个样片选择五个不同区域并分别进行检测，计算每个区域炭黑聚集体的平均半径及在胶料中的浓度；再依据每个样片的五次检测结果，得到样片的数据后，进行稳定性判断；其原理可靠，工艺简便易控，评价准确，指数清晰，应用前景广阔。

主权项

1.一种橡胶混炼过程评价方法，其特征在于工艺步骤包括：（1）、先用常规设备将待混炼的橡胶切出25个样片备用，样片的长、宽、厚分别为500mm、240mm、5mm；（2）、再采用显微成像法，通过分析包含炭黑的橡胶材料图像获取炭黑信息；采用单目显微镜观测橡胶材料样片切面，将放大的切面图像用数字成像设备输入计算机中；该图像为灰度图像，各像素点的取值为0-255，炭黑聚集体的颜色偏亮，胶料颜色偏暗；然后，采用阈值分割的方法将灰度图像二值化为黑白图像，像素点的取值只为0和255，实现炭黑聚集体的识别；二值化图像中炭黑聚集体像素点取值为255，橡胶材料取值为0；在稳定的成像环境下，分割的阈值固定；（3）、分别对每个样片选择五个不同区域并分别进行检测，各区域长宽分别为4mm和3mm，计算每个区域炭黑聚集体的平均半径及在胶料中的浓度；依据橡胶材料图像计算出每个代表炭黑聚集体的白色区域面积A_i，求和后除以整个胶料图像面积，即得炭黑聚集体在胶料中的浓度；再依据公式计算出每个白色区域的等效半径，求取平均值即为炭黑聚集体的平均半径；（4）、再依据步骤（3）中的每个样片的五次检测结果，分别计算每个样片中炭黑聚集体的平均粒径和极差、平均浓度和极差，得到样片的数据；（5）、最后，进行稳定性判断，依据25个样片的数据分布情况，运用SPC中的X-R控制图，结合在过程稳定状态下统计数据的分布规律，判定炭黑分散过程的稳定状态，实现评价；产品在稳定的生产状态下，由于受随机因素的影响，其相关检测参数值会在一定的范围内浮动，检测数据呈现正态分布状态；在正态分布中，μ为数学期望，σ为标准差，数据落在[μ±3σ]范围内的概率为99.73%，落在界外的概率为0.27%，落在单侧界外的概率为0.135%；在X-R控制图中，X_i代表每个样片的均值，R_i代表每个样片的极差，CL代表μ，UCL代表μ＋3σ,LCL代表μ－3σ，μ和σ通常采用估计值代替；具体计算公式为：μ^=x==x1‾+x2‾+...+xm‾m,]]>其中m为样片的个数，为样片i的均值；R‾=R1+R2+...+Rmm,]]>其中R_i为样片i的极差；UCL=x=+A2R‾CL=μ=x=LCL=x=-A2R‾,]]>UCL=D4R‾CL=R‾LCL=D3R‾,]]>其中，A₂，D₃，D₄为与样片容量m有关的常数，从相关表格中查阅得到；分别绘制炭黑聚集体的平均粒径和浓度的X-R控制图，如果所有数据都在对应的UCL和LCL的范围内，为当前炭黑分散过程进入稳定状态，即完成评价。