本发明属于凹凸棒土的改性技术领域,尤其涉及一种凹凸棒土的改性活化中的控制系统。
背景技术:
凹凸棒土又称坡缕石(palygorskite)或坡缕缟石,是一种具链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物。其结构属2:1型粘土矿物。在每个2:1单位结构层中,四面体晶片角顶隔一定距离方向颠倒,形成层链状。在四面体条带间形成与链平行的通道,通道横断面约3.7*6.3a°。
中国专利公开了多种以凹凸棒土为包膜等的结构材料,但现有技术中,常常由于凹凸棒土的改性操作存在着提纯不科学、改性不彻底等原因而影响凹凸棒土的性能和作用,粘度不够,制成包膜或其他结构材料也容易引起崩解。
现有技术中:
一种凹凸棒土的改性活化方法,包括凹凸棒土粉碎后加入水里,搅拌均匀、浸泡后,离心处理、过滤、干燥,备用;加入到磷酸溶液中,并进行搅拌和加热;改性后的凹凸棒土;将改性的凹凸棒土加热升温,并通过惰性气体氮气使水蒸气与凹凸棒土接触反应;反应结束后,开始降温,并停止加入水蒸气,待温度降至室温后,取出凹凸棒土,进行水洗和干燥。
综上所述,现有技术存在的问题是:现有的凹凸棒土改性中,控制系统功能单一,不能有效提高凹凸棒土改性前的纯度,不能促进凹凸棒土的彻底改性和活化。
技术实现要素:
为解决现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种凹凸棒土的改性活化中的控制系统。
本发明是这样实现的,一种凹凸棒土的改性活化中的控制系统,所述凹凸棒土的改性活化中的控制系统包括:
温度传感器,用于检测高温水蒸气的温度信息;
所述温度传感器的量测模型如下:
ya(tk-1)、ya(tk)、ya(tk+1)分别为温度传感器a对目标在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的量测值,分别为:
其中,y'a(tk-1)、y'a(tk)、y'a(tk+1)分别为温度传感器a在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的真实位置;ca(t)为误差的变换矩阵;ξa(t)为温度传感器的系统误差;
凹凸棒土粒径影像采集器,用于捕获粉碎程度图像信息;
所述凹凸棒土粒径影像采集器通过建立图像的显著性模型进行捕获粉碎程度图像信息,具体包括:
利用预定过分割算法对所述图像进行过分割,得到至少一个区域,同一个所述区域中各个像素点的颜色值相同;
确定每个所述区域的颜色值和质心;
根据各个区域所对应的颜色值以及各个区域的质心,建立所述显著性模型;
所述显著性模型为:
其中,si1为区域ri中任一像素点的显著性值,w(rj)为区域rj中的像素点的个数,ds(ri,rj)用于表征所述区域ri和所述区域rj之间空间位置差异的度量值,dc(ri,rj)用于表征所述区域ri和所述区域rj之间颜色差异的度量值,n为对所述图像进行过分割后得到的区域的总个数,ds(ri,rj)为:
或按照各个像素点的颜色值,对所述图像中各个像素点进行归类,将相同颜色值的像素点归类为同一种颜色类型;
根据每种颜色类型的颜色值,建立所述显著性模型;
浸泡时间感应器,用于检测凹凸棒土浸泡时间的信息;
凹凸棒土加入量检测器,用于检测凹凸棒土加入量的信息;
磷酸加入量检测器,用于检测磷酸加入量的信息;
氮气通入量检测器,用于检测氮气的通入量并计算与高温水蒸气混合比例;
控制模块,通过无线分别于温度传感器、凹凸棒土粒径影像采集器,、浸泡时间感应器、凹凸棒土加入量检测器、磷酸加入量检测器、氮气通入量检测器连接,并对对应设备进行控制;
移动终端,通过无线与控制模块连接,对控制模块的控制‘’信息进行数据共享以及进行远程或进程控制。
进一步,所述凹凸棒土的改性活化中的控制系统的控制方法包括:
凹凸棒土粉碎为15~20目,将粉碎后的凹凸棒土加入水里,搅拌均匀,浸泡20-25小时后,离心处理10-15min;离心之后,过滤、干燥,备用;
将上述步骤处理过的凹凸棒土加入到磷酸溶液中,并进行搅拌和加热,搅拌速度为100-300r/min,加热温度90-100℃;
将处理过的凹凸棒土过滤、干燥和粉碎处理,得到改性后的凹凸棒土;将改性的凹凸棒土从室温升高至300-350℃,并通过惰性气体氮气使水蒸气与凹凸棒土接触反应;反应结束后,开始降温,并停止加入水蒸气,待温度降至室温后,取出凹凸棒土,进行水洗和干燥。
进一步,所述将粉碎后的凹凸棒土加入水里步骤中,凹凸棒土与水的质量比为1:16-18。
进一步,离心机的转速为1800~2500r/min。
进一步,所述的磷酸溶液浓度为5%-8%。
本发明通过控制系统通过高温水蒸气对凹凸棒土进行活化处理,提高了生产过程的环保效率,降低了生产成本。
本发明通过控制系统控制粉碎程度、浸泡时间以及离心转速等参数的选择和具体的步骤很大程度上提高了凹凸棒土的纯度,并大大缩短了凹凸棒土提纯和改性所需的时间。
本发明智能化程度高,温度传感器、凹凸棒土粒径影像采集器的数据处理方法保证了智能控制的需求。
附图说明
图1是本发明实施例提供的凹凸棒土的改性活化中的控制系统示意图。
图中:1、温度传感器;2、凹凸棒土粒径影像采集器;3、浸泡时间感应器;4、凹凸棒土加入量检测器;5、磷酸加入量检测器;6、氮气通入量检测器;7、控制模块;8、移动终端。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
现有技术存在的问题是:现有的凹凸棒土改性中,控制系统功能单一,不能有效提高凹凸棒土改性前的纯度,不能促进凹凸棒土的彻底改性和活化。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示,本发明实施例提供的凹凸棒土的改性活化中的控制系统包括:
温度传感器1,用于检测高温水蒸气的温度信息;
所述温度传感器的量测模型如下:
ya(tk-1)、ya(tk)、ya(tk+1)分别为温度传感器a对目标在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的量测值,分别为:
其中,y'a(tk-1)、y'a(tk)、y'a(tk+1)分别为温度传感器a在tk-1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的真实位置;ca(t)为误差的变换矩阵;ξa(t)为温度传感器的系统误差;
凹凸棒土粒径影像采集器2,用于捕获粉碎程度图像信息;
所述凹凸棒土粒径影像采集器通过建立图像的显著性模型进行捕获粉碎程度图像信息,具体包括:
利用预定过分割算法对所述图像进行过分割,得到至少一个区域,同一个所述区域中各个像素点的颜色值相同;
确定每个所述区域的颜色值和质心;
根据各个区域所对应的颜色值以及各个区域的质心,建立所述显著性模型;
所述显著性模型为:
其中,si1为区域ri中任一像素点的显著性值,w(rj)为区域rj中的像素点的个数,ds(ri,rj)用于表征所述区域ri和所述区域rj之间空间位置差异的度量值,dc(ri,rj)用于表征所述区域ri和所述区域rj之间颜色差异的度量值,n为对所述图像进行过分割后得到的区域的总个数,ds(ri,rj)为:
或按照各个像素点的颜色值,对所述图像中各个像素点进行归类,将相同颜色值的像素点归类为同一种颜色类型;
根据每种颜色类型的颜色值,建立所述显著性模型;
浸泡时间感应器3,用于检测凹凸棒土浸泡时间的信息;
凹凸棒土加入量检测器4,用于检测凹凸棒土加入量的信息;
磷酸加入量检测器5,用于检测磷酸加入量的信息;
氮气通入量检测器6,用于检测氮气的通入量并计算与高温水蒸气混合比例;
控制模块7,通过无线分别于温度传感器1、凹凸棒土粒径影像采集器2、浸泡时间感应器3、凹凸棒土加入量检测器4、磷酸加入量检测器5、氮气通入量检测器6连接,并对对应设备进行控制;
移动终端8,通过无线与控制模块连接,对控制模块的控制信息进行数据共享以及进行远程或进程控制。
所述凹凸棒土的改性活化中的控制系统的控制方法包括:
凹凸棒土粉碎为15~20目,将粉碎后的凹凸棒土加入水里,搅拌均匀,浸泡20-25小时后,离心处理10-15min;离心之后,过滤、干燥,备用;
将上述步骤处理过的凹凸棒土加入到磷酸溶液中,并进行搅拌和加热,搅拌速度为100-300r/min,加热温度90-100℃;
将处理过的凹凸棒土过滤、干燥和粉碎处理,得到改性后的凹凸棒土;将改性的凹凸棒土从室温升高至300-350℃,并通过惰性气体氮气使水蒸气与凹凸棒土接触反应;反应结束后,开始降温,并停止加入水蒸气,待温度降至室温后,取出凹凸棒土,进行水洗和干燥。
所述将粉碎后的凹凸棒土加入水里步骤中,凹凸棒土与水的质量比为1:16-18。
离心机的转速为1800~2500r/min。
所述的磷酸溶液浓度为5%-8%。
本发明通过控制系统通过高温水蒸气对凹凸棒土进行活化处理,提高了生产过程的环保效率,降低了生产成本。
本发明通过控制系统控制粉碎程度、浸泡时间以及离心转速等参数的选择和具体的步骤很大程度上提高了凹凸棒土的纯度,并大大缩短了凹凸棒土提纯和改性所需的时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。