[发明专利]一种流化床中药颗粒制备过程颗粒属性声发射检测方法和系统

说明书

本发明公开了一种流化床中药颗粒制备过程颗粒属性声发射检测系统，其特征在于，包括设置于流化床床体的声发射传感器，用于接收流化床的声信号数据；放大器和采集卡，用于放大和固定时间间隔采集声信号数据；计算机系统，计算机系统包括数据预处理程序模块和多元定量校正模型程序模块。

技术领域

本发明涉及中药颗粒生产过程的在线监控技术领域，尤其涉及一种流化床中药颗粒制备过程颗粒属性声发射检测方法和系统。

背景技术

流化床制粒技术为混合、制粒、干燥操作一步完成的新型制粒技术[1]。流化床制粒过程直接影响了最终产品的质量。颗粒的含水量、粒径分布、堆密度等多个质量指标同制粒过程中进风温度、风量、喷液速率、雾化压力等多个工艺参数密切相关，因此制定合理的工艺参数调控策略是生产高质量中药配方颗粒产品的关键。传统的工艺控制策略为在制粒过程中间隔取样，通过观察或离线分析样品调整工艺参数。该方法存在主观性强、工艺监控滞后等问题，产品批次间的质量一致性有待提升。因此，开发一种中药配方颗粒流化床制粒过程中各项质量指标的在线监测方法对提高产品质量稳定性具有重大意义。

声发射技术通过监听生产过程的声波信号来解析过程信息，是一种被动式声波检测技术。在流化床制粒过程中，颗粒同颗粒以及颗粒同内壁间的碰撞和摩擦会发出声信号，这些声信号包含了同颗粒的含水量、粒径分布等物理性质相关的信息。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种将基于声发射技术的流化床中药制备过程中颗粒属性的在线检测方法和系统。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种将基于声发射技术的流化床中药制备过程中颗粒属性的在线检测方法和系统。

为实现上述目的，本发明在第一方面提供了一种化床中药颗粒制备过程颗粒属性声发射检测方法，包括步骤：

(1)通过设置于流化床床体的声发射传感器采集声信号数据；

(2)收集n个批次的流化床在工作状态下的声信号数据及其对应的包括颗粒含水量、平均粒径D50、堆密度在内的颗粒属性实测值作为校正集；

(3)将采集到的声信号数据通过快速傅里叶变换将声信号数据由时域信号转化为频域信号，并将频谱均分为N段，每段计算平均值，得到包含N个变量的分段平均频谱；

(4)将校正集用于建立颗粒属性的多元定量校正模型；

(5)将多元定量校正模型应用于流化床中药颗粒制备过程颗粒属性的检测。

进一步地，步骤(1)中，声发射传感器被设置在流化床的装料室的取样口高度处。

进一步地，步骤(2)中，在流化床制粒过程中每次取样后采集声信号。

进一步地，步骤(2)中，n大于等于6。

进一步地，步骤(3)中，频谱范围为50-320KHz。

进一步地，步骤(4)中多元定量校正模型是采用偏最小二乘回归(PLS)算法建立的。

本发明在第二方面提供了一种流化床中药颗粒制备过程颗粒属性声发射检测系统，其特征在于，包括设置于流化床床体的声发射传感器，用于接收流化床的声信号数据；放大器和采集卡，用于放大和固定时间间隔采集声信号数据；计算机系统，计算机系统包括数据预处理程序模块和多元定量校正模型程序模块，其中数据预处理程序模块通过快速傅里叶变换将声信号数据由时域信号转化为频域信号，并将频谱均分为N段，每段计算平均值，得到包含N个变量的分段平均频谱；多元定量校正模型程序模块基于分段平均频谱对包括颗粒含水量、平均粒径D50、堆密度在内的颗粒属性进行预测。

进一步地，声发射传感器被设置在流化床的装料室的取样口高度处。

进一步地，频谱范围为50-320KHz。