[发明专利]一种橡胶门尼粘度的在线自动测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶轮胎制造领域的质量实时监控方法，特别涉及一种橡胶门尼粘度的在线自动测量方法。

背景技术

橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一。它不仅为人们提供日常生活不可或缺的日用、医用等轻工橡胶产品，而且向采掘、交通、建筑、机械、电子等重工业和新兴产业提供各种橡胶制生产设备或橡胶部件。随着生产技术水平的不断提高，以市场为导向的经营方式对橡胶产品的质量提出了更高的要求。

橡胶混炼是用炼胶机将生胶或塑炼生胶与配合剂炼成橡胶的工艺，是橡胶加工最重要的生产工艺。本质来说是配合剂在生胶中均匀分散的过程，粒状配合剂呈分散相，生胶呈连续相。加入配合剂后的橡胶料的质量，对半成品的工艺性能和成品质量均具有决定性影响。这一点在橡胶轮胎的生产过程中显得尤为重要。所以保证橡胶的质量是橡胶加工过程中的最基本要求。橡胶混炼过程具有较强的时变性、非线性，是典型的工业间歇生产过程。因此，获得实时、可靠的橡胶产品质量数据是是保证生产连续性的关键。门尼粘度是衡量橡胶加工性能好坏的重要指标，它反映了胶料的粘度特性、可加工特性和压延特性等多方面性能。

当前国内橡胶轮胎生产过程中，橡胶门尼粘度的检测主要依靠质检人员手动采样、制样并使用相关仪器测量，主要经过以下步骤：

1、胶料通过密炼、挤出、压延、开炼等工序后，经过隔离剂，风机冷却，风冷后叠片并记录相关车次信息；

2、叠好的橡胶需停放一定时间(4～8小时)，使其物料特性稳定，然后由质检人员取样送检；

3、在快检室手动冲样，制备出合适的样品；

4、采用门尼粘度仪测量样品的门尼粘度并记录。

可见，由此得到的胶料质量指标——门尼粘度明显滞后于实际生产，使得生产过程的连续性大大降低。每车次橡胶至少需停放4小时以上，待检测合格方可进行后续加工，而每车次胶料混炼仅需2～3分钟，技术水平的限制，使得橡胶门尼粘度的检测率通常不到20％，如此严重的滞后效应导致生产效率大幅降低，严重制约着各种先进控制技术的普及应用和产品质量的进一步提高，使橡胶轮胎的生产商面临着巨大的经济风险。此外，由于测量过程中，裁片、取样、冲样等工作均由人工完成，增加了测量数据的不确定性，进一步影响着橡胶的质量，加工性能也得不到保证。并且这种检测方法需要专门的工作人员，配备多台门尼检测仪器，增加了各种人力、财力、物力成本，降低了企业生产效益。因此，门尼粘度值检测的滞后性和不确定性，长期以来严重制约着橡胶混炼过程的发展，是橡胶轮胎生产工艺改进的瓶颈问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种橡胶门尼粘度的在线自动测量方法，该方法可以实现实时的测量门尼粘度，测量结果准确和成产成本低等优点，详见下文描述：

一种橡胶门尼粘度的在线自动测量方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将质检系统获得的终炼胶流变参数输入门尼粘度在线预测模型，自动输出门尼粘度值y_new；

(2)将所述门尼粘度值y_new反馈给所述质检系统，所述质检系统判断所述门尼粘度值y_new是否在门尼粘度预设范围值内，如果是，继续生产，更新所述门尼粘度在线预测模型；如果否，发出警报，由操作人员检查生产流程并予以校正，舍弃超出范围的门尼粘度值y_new；

(3)重复执行步骤(1)-步骤(2)，直至不再有所述终炼胶流变参数输入时，流程结束。

所述门尼粘度在线预测模型具体为：

1)首先采集所述终炼胶流变参数，建立原始样本集X_old，对所述原始样本集X_old进行多项式改造得到X_extra，组成X_new＝[X_oldX_extra]；

2)通过偏最小二乘算法(PLS)，提取X_new的潜变量u和Y的潜变量t；

w＝X^T×Y/(Y^T×Y)；

w＝w/sqrt(w^T×w)；

t＝X×w：

q＝Y^T×t/(t^T×t)；

u＝Y×q/(q^T×q)；

其中，Y表示正常范围的门尼粘度值，w表示X的权重，q为Y的负载向量；