[发明专利]一种流化床中药颗粒制备过程声发射监控方法和系统

权利要求书

1.一种流化床中药颗粒制备过程声发射监控方法，其特征在于，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)将采集到的流化床在正常工作状态下的所述声信号数据作为校正集；通过快速傅里叶变换将所述校正集的所述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；采用数据对齐算法对频谱数据进行对齐处理；

(3)建立包括主成分控制模型、Hotelling's T²控制模型和DModX控制模型的多变量统计过程监控模型；通过包含至少6个批次的正常工作状态下流化床的所述声信号数据的所述校正集对所述主成分控制模型、Hotelling's T²控制模型和DModX控制模型进行训练；

(4)将训练所得的多变量统计过程监控模型用于对流化床中药颗粒的制备过程进行监控。

2.如权利要求1所述的流化床中药颗粒制备过程声发射监控方法，其中，步骤(1)中，所述的声发射传感器被设置所述的流化床的装料室的取样口高度处。

3.如权利要求2所述的流化床中药颗粒制备过程声发射监控方法，其中，步骤(2)中，采用相关系数校正法对所述频谱数据进行对齐。

4.如权利要求3所述的流化床中药颗粒制备过程声发射监控方法，其中，步骤(3)中，所述主成分控制模型的主成分得分轨迹计算公式为：

式中，T_NOC为NOC批次的得分矩阵，为NOC批次的载荷矩阵，E_NOC为残差矩阵；

采用均值±3倍标准偏差为所述主成分控制模型的主成分控制图的控制限。

5.如权利要求4所述的流化床中药颗粒制备过程声发射监控方法，其中，步骤(3)中，所述的Hotelling's T²控制模型的计算公式为：

式中，t_i是第i个主成分的得分，为t_i的方差，A表示所述的主成分控制模型中主成分的数量；Hotelling's T²的控制限用用F分布来计算，公式为：

式中，K为所述校正集的批次数目，F为置信水平为1-α，自由度为(A，K-A)时F分布的临界值。

6.如权利要求4所述的流化床中药颗粒制备过程声发射监控方法，其中，步骤(3)中，所述的DModX控制模型中任一批次的声信号数据在k时刻的DModX值计算公式为：

式中，e_n为观测值x_n的残差向量，为所述主成分控制模型中n时刻x_n的预测值，K为光谱变量，A表示所述的主成分控制模型中主成分的数量；

通过均值±3倍标准偏差确立所述DModX控制模型的控制限，公式为：

式中，为所述校正集的平均值，SD为建立所述的主成分控制模型中样本DModX统计量的标准偏差。

7.一种流化床制备中药颗粒的声发射监控系统，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所述的声信号数据；

计算机系统，所述的计算机系统包括数据预处理程序模块和多变量统计过程监控程序模块，其中所述的数据预处理程序模块通过快速傅里叶变换将所述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；采用数据对齐算法对频谱数据进行对齐处理；

所述的多变量统计过程监控程序模块包括主成分控制模块、Hotelling's T²控制模块和DModX控制模块。