納米顆粒微化工制備過程基于高速圖像的控制系統(tǒng)研究.pdf

1、近幾十年來，由于微反應(yīng)器所具有的諸多優(yōu)勢(shì)，使利用其制備納米顆粒材料的相關(guān)技術(shù)成為前沿科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。在實(shí)際應(yīng)用中，采用傳統(tǒng)封閉型微反應(yīng)器時(shí)易出現(xiàn)顆粒堵塞管道等情況，這使得采用Impinging-Jet型碰撞流微混合器（簡(jiǎn)稱IJMM）得到了較多的關(guān)注。但I(xiàn)JMM微混合器也存在一些問題，例如由不穩(wěn)定的碰撞導(dǎo)致兩種液體反應(yīng)物混合不良的狀況，影響反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)量等。
　　 本文自主設(shè)計(jì)和開發(fā)了一套納米顆粒徼化工制備過程基于高速圖像的控

2、制系統(tǒng)，并使用該系統(tǒng)進(jìn)行制備納米硫酸鋇顆粒方面的研究。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)徼管道下碰撞流過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制等功能，力圖解決反應(yīng)器中不穩(wěn)定碰撞兩種液體反應(yīng)物的混合造成的影響，提高反應(yīng)產(chǎn)物質(zhì)量。
　　 本文的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括:
　　 1.碰撞流的碰撞狀態(tài)無法使用接觸式檢測(cè)手段進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，本文通過研究輪廓提取等圖像處理技術(shù)對(duì)碰撞流進(jìn)行在線檢測(cè)，并綜合系統(tǒng)對(duì)圖像處理時(shí)間、處理精度等方面的要求，提出改進(jìn)型局部輪廓搜索算法，實(shí)現(xiàn)

3、對(duì)碰撞流狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
　　 2.針對(duì)微管道下的流量控制管道內(nèi)徑小、控制難度大、成本高等特點(diǎn)，本文自主研究并開發(fā)了一套基于高速開關(guān)閥的微管道流量執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)微管道下管道流量的控制。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用超高速開關(guān)閥，并基于單片機(jī)最小系統(tǒng)開發(fā)板開發(fā)了配套的閥門驅(qū)動(dòng)器。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以在毫秒級(jí)完成對(duì)流量控制信號(hào)的響應(yīng)。
　　 3.基于時(shí)間序列對(duì)系統(tǒng)的靜態(tài)模型進(jìn)行了辨識(shí)與擬合，并綜合考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的流量特性、系統(tǒng)管道特性、歷史實(shí)驗(yàn)數(shù)