CN115655382B - 一种化学纤维丝生产流水线工艺在线监测分析*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及化学纤维丝生产技术领域，具体公开一种化学纤维丝生产流水线工艺在线监测分析***，包括氧化信息采集模块、氧化信息分析与确认模块、碳化信息采集模块、碳化信息分析与确认模块、表面处理信息采集模块、表面处理分析与确认模块和预警终端，通过对指定碳纤维生产线中氧化过程、碳化过程和表面处理进行监测和分析，有效的解决了当前技术抽检存在偶然性和片面性的问题，实现了碳纤维生产线的全面性和智能化的监测和分析，有效的保障了碳纤维的生产质量，在一定程度上还有效的提高了碳纤维在后续使用过程中的安全性和稳定性，同时也有效的增加了碳纤维生产线的生产效果和生产效率。

Description

一种化学纤维丝生产流水线工艺在线监测分析***

技术领域

本发明属于化学纤维丝生产技术领域，涉及到一种化学纤维丝生产流水线工艺在线监测分析***。

背景技术

碳纤维是由碳元素组成的化学纤维，碳纤维广泛应用于建筑、化工和工业等领域，因此需要对碳纤维生产流水线工艺进行监测，以此来保障碳纤维的生产质量，进而为碳纤维后续的使用提供基础。

当前对碳纤维的生产质量分析的主要方式是通过对生产完成的碳纤维进行抽检，很显然这种分析方式存在以下几个问题：1、通过抽检的方式对碳纤维的质量进行检测的方法具有较强的偶然性和片面性，无法全面的展示出碳纤维的生产质量，具有一定的局限性，无法有效的保障碳纤维的生产质量，进而无法保障后续碳纤维在使用过程中的安全性和稳定性。

2、当前技术并没有对原材料在碳纤维生产线各阶段加工后的变化进行分析，进而无法对碳纤维生产线各阶段加工的质量进行分析，也无法了解碳纤维生产线各阶段的生产合格情况，并且还无法保障碳纤维生产完成后的质量，从而无法提高碳纤维生产线的生产效果和生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供的一种化学纤维丝生产流水线工艺在线监测分析***，解决了背景技术中存在的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种化学纤维丝生产流水线工艺在线监测分析***，包括：氧化信息采集模块，用于将指定碳纤维生产线中氧化炉中的氧化过程按照预设时长间隔划分各氧化采集时间点，进而对指定碳纤维生产线中氧化炉在各氧化采集时间点的温度和氧气浓度进行采集，并对氧化炉内的氧化时间和氧化炉内氧化后原材料的图像进行采集。

氧化信息分析与确认模块，用于对指定碳纤维生产线对应的氧化过程进行分析，并对指定碳纤维生产线对应的原材料氧化后的颜色进行分析，进而确认指定碳纤维生产线对应的氧化质量合格情况。

碳化信息采集模块，用于将指定碳纤维生产线中碳化炉中的碳化过程按照预设时长间隔划分各碳化采集时间点，进而对指定碳纤维生产线中碳化炉在各碳化采集时间点的温度、氮气浓度、氢气浓度和氧气浓度进行采集，并对指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前和碳化后原材料的重量和粗糙度进行采集。

碳化信息分析与确认模块，用于对指定碳纤维生产线对应的碳化过程进行分析，并对指定碳纤维生产线对应的原材料碳化后的质量进行分析，进而确认指定碳纤维生产线对应的碳化质量合格情况。

表面处理信息采集模块，用于对指定碳纤维生产线中表面处理中的处理信息和表面处理后的碳纤维表观信息进行采集，其中处理信息包括电解质的pH值、电解质浓度和电流，碳纤维的表观信息包括粗糙度、各沟槽尺寸以及各相邻沟槽之间的间距。

表面处理分析与确认模块，用于对指定碳纤维生产线中表面处理对应的处理信息进行分析，并对指定碳纤维生产线对应的碳纤维质量进行分析，进而确认指定碳纤维生产线对应的表面处理结果合格情况。

预警终端，用于当指定碳纤维生产线对应的氧化质量、碳化质量或表面处理结果为不合格时，分别进行预警提示。

可选地，所述对指定碳纤维生产线对应的氧化过程进行分析，具体分析过程如下：将指定碳纤维生产线中氧化炉内的氧化时间、各氧化采集时间点对应的温度以及氧气浓度代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的第一氧化质量符合指数，其中，Y表示指定碳纤维生产线中氧化炉内的氧化时间，、分别表示指定碳纤维生产线中氧化炉在第t个氧化采集时间点对应的温度、氧气浓度，、分别为设定的指定碳纤维生产线中氧化炉在第t个氧化采集时间点对应的参考温度、参考氧气浓度，为设定的参考氧化时间，、、分别为设定的氧化时间、氧化炉温度、氧化炉中氧气浓度对应的权重因子，t表示各氧化采集时间点对应的编号，。

可选地，所述对指定碳纤维生产线对应的原材料氧化后的颜色进行分析，具体分析过程如下：将指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料的图像按照预设大小划分为各子区域，并获取指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料各子区域图像对应的色调、饱和度和明度，从而计算得到指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料各子区域图像对应的颜色符合指数。

根据公式，得到指定碳纤维生产线对应的原材料氧化颜色符合指数，其中，、分别表示指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料第i+1个、第i个子区域图像对应的颜色符合指数，为设定的许可颜色符合指数差，为设定的氧化颜色符合指数对应的修正因子，i表示指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料各子区域图像对应的编号，。

可选地，所述确认指定碳纤维生产线对应的氧化质量合格情况，具体确认过程如下：将指定碳纤维生产线对应的第一氧化质量符合指数和原材料氧化颜色符合指数代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的氧化质量符合指数，其中、分别为设定的第一氧化质量符合指数、原材料氧化颜色符合指数对应的权重因子。

将指定碳纤维生产线对应的氧化质量符合指数与设定的标准氧化质量符合指数进行对比，若指定碳纤维生产线对应的氧化质量符合指数大于或者等于标准氧化质量符合指数，则判定指定碳纤维生产线对应的氧化质量为合格，反之则判定指定碳纤维生产线对应的氧化质量为不合格。

可选地，所述对指定碳纤维生产线对应的碳化过程进行分析，具体分析过程如下：将指定碳纤维生产线中碳化炉在各碳化采集时间点的温度、氮气浓度、氢气浓度和氧气浓度代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的第一碳化质量符合指数，其中、、、分别表示指定碳纤维生产线中碳化炉在第碳化采集时间点对应的温度、氮气浓度、氢气浓度、氧气浓度，、、、分别为设定的碳化炉在第碳化采集时间点对应的参考温度、参考氮气浓度、参考氢气浓度、参考氧气浓度，、、、分别为设定的碳化炉温度、碳化炉氮气浓度、碳化炉氢气浓度、碳化炉氧气浓度对应的权重因子，表示各碳化采集时间点对应的编号，，e为自然常数。

可选地，所述对指定碳纤维生产线对应的原材料碳化后的质量进行分析，具体分析过程如下：将指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前、碳化后原材料的重量和粗糙度代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的原材料碳化质量符合指数，其中，、分别表示指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前、碳化后原材料的重量，、分别表示指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前、碳化后原材料对应的粗糙度，、分别为设定的原材料碳化后的重量减少比值、粗糙度减少比值，、分别为设定的原材料重量、粗糙度对应的权重因子。

可选地，所述确认指定碳纤维生产线对应的碳化质量合格情况，具体确认过程如下：将指定碳纤维生产线对应的第一碳化质量符合指数和原材料碳化质量符合指数代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的碳化质量符合指数，其中，、分别为设定的第一碳化质量符合指数、原材料碳化质量符合指数对应的权重因子，e为自然常数。

将指定碳纤维生产线对应的碳化质量符合指数与设定的标准碳化质量符合指数进行对比，若指定碳纤维生产线对应的碳化质量符合指数大于或者等于标准碳化质量符合指数，则判定指定碳纤维生产线对应的碳化质量为合格，反之则判定指定碳纤维生产线对应的碳化质量为不合格。

可选地，所述对指定碳纤维生产线对应的表面处理中的处理信息进行分析，具体分析过程如下：将指定碳纤维生产线中表面处理中的电解质的pH值、电解质浓度和电流代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的第一表面处理结果符合指数，其中，、、分别为指定碳纤维生产线中表面处理中的电解质的pH值、电解质浓度、电流，、、分别为设定的参考电解质的pH值、参考电解质浓度、参考电流，、、分别为设定的许可电解质的pH值差、许可电解质浓度差、许可电流差，、、分别为设定的电解质的pH值、电解质浓度、电流对应的权重因子。

可选地，所述对指定碳纤维生产线对应的碳纤维质量进行分析，具体分析过程如下：将指定碳纤维生产线中表面处理后碳纤维对应的粗糙度、各沟槽尺寸以及各相邻沟槽之间的间距代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的碳纤维质量符合指数，其中，表示指定碳纤维生产线中表面处理后碳纤维对应的粗糙度，表示指定碳纤维生产线中表面处理后碳纤维第j个沟槽对应的尺寸，、分别表示指定碳纤维生产线中表面处理后碳纤维第j+1个沟槽与第j个沟槽之间的间距、第j个沟槽与第j-1个沟槽之间的间距，、分别为设定的标准沟槽尺寸、标准相邻沟槽间距，、、分别为设定的碳纤维粗糙度、沟槽尺寸、沟槽间距对应的权重因子，j表示各沟槽对应的编号，。

可选地，所述确认指定碳纤维生产线对应的表面处理结果合格情况，具体确认过程如下：将指定碳纤维生产线对应的第一表面处理结果符合指数、碳纤维质量符合指数代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的表面处理结果符合指数，其中、分别为设定的第一表面处理结果符合指数、碳纤维质量符合指数对应的权重因子，e为自然常数。

将指定碳纤维生产线对应的表面处理生产质量符合指数与设定的标准表面处理生产质量符合指数进行对比，若指定碳纤维生产线对应的表面处理生产质量符合指数大于或者等于标准表面处理生产质量符合指数，则判定指定碳纤维生产线对应的表面处理结果为合格，反之则判定指定碳纤维生产线对应的表面处理结果为不合格。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：1、本发明提供的一种化学纤维丝生产流水线工艺在线监测分析***，通过对指定碳纤维生产线中氧化过程、碳化过程和表面处理进行监测和分析，有效的解决了当前技术抽检存在偶然性和片面性的问题，实现了碳纤维生产线的全面性和智能化的监测和分析，有效的保障了原材料在氧化过程、碳化过程和表面处理后的生产质量，进而保障了碳纤维的生产质量，并且还在一定程度上提高了碳纤维在后续使用过程中的安全性和稳定性，同时也有效的增加了碳纤维生产线的生产效果和生产效率。

本发明在氧化信息采集模块中通过对氧化炉中的温度、氧气浓度、氧化时间以及氧化后原材料的图像进行采集，为后续氧化过程分析奠定了基础，同时也为氧化后原材料的颜色分析提供了可靠的数据，有效的保障了氧化过程分析和原材料的颜色分析结果的准确性和客观性，同时也有效的增加了氧化炉的氧化效果。

本发明在碳化信息采集模块中通过对碳化炉中的温度、氮气浓度、氢气浓度、氧气浓度以及碳化前和碳化后原材料的重量和粗糙度进行采集，为后续碳化过程分析和原材料碳化质量分析提供了准确直观的数据，有效的保障了碳化过程和原材料碳化质量分析结果的客观性和可靠性，同时还为后续生产提供了可靠的质量保障。

本发明在表面处理信息采集模块中通过对电解质的pH值、电解质浓度、电流以及碳纤维的表观信息进行采集，为后续表面处理分析和碳纤维的质量分析奠定了基础，有效的保障了表面处理后碳纤维的生产质量，进而大大的提高了碳纤维的生产效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的***模块连接结构示意图。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，一种化学纤维丝生产流水线工艺在线监测分析***，包括氧化信息采集模块、氧化信息分析与确认模块、碳化信息采集模块、碳化信息分析与确认模块、表面处理信息采集模块、表面处理分析与确认模块和预警终端。

所述氧化信息分析与确认模块分别与氧化信息采集模块和预警终端连接，所述碳化信息分析与确认模块分别与碳化信息采集模块和预警终端连接，所述表面处理分析与确认模块分别与表面处理信息采集模块、碳化信息采集模块和预警终端连接。

氧化信息采集模块，用于将指定碳纤维生产线中氧化炉中的氧化过程按照预设时长间隔划分各氧化采集时间点，进而对指定碳纤维生产线中氧化炉在各氧化采集时间点的温度和氧气浓度进行采集，并对氧化炉内的氧化时间和氧化炉内氧化后原材料的图像进行采集。

需要说明的是，碳纤维的原材料为腈纶和粘胶纤维等。

在一个具体的实施例中，对指定碳纤维生产线中氧化炉在各氧化采集时间点的温度和氧气浓度进行采集，并对氧化炉内的氧化时间和氧化炉内氧化后原材料的图像进行采集，具体采集过程如下：通过温度传感器对指定碳纤维生产线中氧化炉表面各氧化采集时间点的温度进行采集，得到指定碳纤维生产线中氧化炉在各氧化采集时间点对应的温度。

通过氧气传感器对指定碳纤维生产线中氧化炉内各氧化采集时间点的氧气浓度进行采集，得到指定碳纤维生产线中氧化炉在各氧化采集时间点对应的氧气浓度，同时从碳纤维生产管理后台获取指定碳纤维生产线中氧化炉内的氧化时间。

通过摄像头对指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料的图像进行采集，得到指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料的图像。

本发明实施例通过对氧化炉中的温度、氧气浓度、氧化时间以及氧化后原材料的图像进行采集，为后续氧化过程分析奠定了基础，同时也为氧化后原材料的颜色分析提供了可靠的数据，有效的保障了氧化过程分析和原材料的颜色分析结果的准确性和客观性，同时也有效的增加了氧化炉的氧化效果。

氧化信息分析与确认模块，用于对指定碳纤维生产线对应的氧化过程进行分析，并对指定碳纤维生产线对应的原材料氧化后的颜色进行分析，进而确认指定碳纤维生产线对应的氧化质量合格情况。

在一个具体的实施例中，对指定碳纤维生产线对应的氧化过程进行分析，具体分析过程如下：将指定碳纤维生产线中氧化炉内的氧化时间、各氧化采集时间点对应的温度以及氧气浓度代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的第一氧化质量符合指数，其中，Y表示指定碳纤维生产线中氧化炉内的氧化时间，、分别表示指定碳纤维生产线中氧化炉在第t个氧化采集时间点对应的温度、氧气浓度，、分别为设定的指定碳纤维生产线中氧化炉在第t个氧化采集时间点对应的参考温度、参考氧气浓度，为设定的参考氧化时间，、、分别为设定的氧化时间、氧化炉温度、氧化炉中氧气浓度对应的权重因子，t表示各氧化采集时间点对应的编号，。

在又一个具体的实施例中，对指定碳纤维生产线对应的原材料氧化后的颜色进行分析，具体分析过程如下：将指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料的图像按照预设大小划分为各子区域，并获取指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料各子区域图像对应的色调、饱和度和明度，从而计算得到指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料各子区域图像对应的颜色符合指数。

根据公式，得到指定碳纤维生产线对应的原材料氧化颜色符合指数，其中，、分别表示指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料第i+1个、第i个子区域图像对应的颜色符合指数，为设定的许可颜色符合指数差，为设定的氧化颜色符合指数对应的修正因子，i表示指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料各子区域图像对应的编号，。

上述中，计算得到指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料各子区域图像对应的颜色符合指数，具体计算过程如下：将指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料各子区域图像对应的色调、饱和度和明度代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料各子区域图像对应的颜色符合指数，其中、、分别表示指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料第i个子区域图像对应的色调、饱和度、明度，、、分别为设定的参考色调、参考饱和度、参考明度，、、分别为设定的色调、饱和度、明度对应的权重因子。

在另一个具体的实施例中，确认指定碳纤维生产线对应的氧化质量合格情况，具体确认过程如下：将指定碳纤维生产线对应的第一氧化质量符合指数和原材料氧化颜色符合指数代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的氧化质量符合指数，其中、分别为设定的第一氧化质量符合指数、原材料氧化颜色符合指数对应的权重因子。

将指定碳纤维生产线对应的氧化质量符合指数与设定的标准氧化质量符合指数进行对比，若指定碳纤维生产线对应的氧化质量符合指数大于或者等于标准氧化质量符合指数，则判定指定碳纤维生产线对应的氧化质量为合格，反之则判定指定碳纤维生产线对应的氧化质量为不合格。

碳化信息采集模块，用于将指定碳纤维生产线中碳化炉中的碳化过程按照预设时长间隔划分各碳化采集时间点，进而对指定碳纤维生产线中碳化炉在各碳化采集时间点的温度、氮气浓度、氢气浓度和氧气浓度进行采集，并对指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前和碳化后原材料的重量和粗糙度进行采集。

在一个具体的实施例中，对指定碳纤维生产线中碳化炉在各碳化采集时间点的温度、氮气浓度、氢气浓度和氧气浓度进行采集，并对指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前和碳化后原材料的重量和粗糙度进行采集，具体采集过程如下：通过温度传感器对指定碳纤维生产线中碳化炉表面各碳化采集时间点的温度进行采集，得到指定碳纤维生产线中碳化炉在各碳化采集时间点的温度。

通过气体传感器对指定碳纤维生产线中碳化炉内各碳化采集时间点对应的氮气浓度、氢气浓度和氧气浓度进行采集，得到指定碳纤维生产线中碳化炉内各碳化采集时间点对应的氮气浓度、氢气浓度和氧气浓度。

通过测重仪对指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前和碳化后原材料的重量进行采集，得到指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前和碳化后原材料的重量。

通过表面粗糙度测试仪对指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前和碳化后原材料各检测点的粗糙度进行采集，得到指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前和碳化后原材料各检测点的粗糙度，通过均值计算得到指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前和碳化后原材料的平均粗糙度，并作为指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前和碳化后原材料对应的粗糙度。

本发明实施例通过对碳化炉中的温度、氮气浓度、氢气浓度、氧气浓度以及碳化前和碳化后原材料的重量和粗糙度进行采集，为后续碳化过程分析和原材料碳化质量分析提供了准确直观的数据，有效的保障了碳化过程和原材料碳化质量分析结果的客观性和可靠性，同时还为后续生产提供了可靠的质量保障。

碳化信息分析与确认模块，用于对指定碳纤维生产线对应的碳化过程进行分析，并对指定碳纤维生产线对应的原材料碳化后的质量进行分析，进而确认指定碳纤维生产线对应的碳化质量合格情况。

在一个具体的实施例中，对指定碳纤维生产线对应的碳化过程进行分析，具体分析过程如下：将指定碳纤维生产线中碳化炉在各碳化采集时间点的温度、氮气浓度、氢气浓度和氧气浓度代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的第一碳化质量符合指数，其中、、、分别表示指定碳纤维生产线中碳化炉在第碳化采集时间点对应的温度、氮气浓度、氢气浓度、氧气浓度，、、、分别为设定的碳化炉在第碳化采集时间点对应的参考温度、参考氮气浓度、参考氢气浓度、参考氧气浓度，、、、分别为设定的碳化炉温度、碳化炉氮气浓度、碳化炉氢气浓度、碳化炉氧气浓度对应的权重因子，表示各碳化采集时间点对应的编号，，e为自然常数。

在另一个具体的实施例中，对指定碳纤维生产线对应的原材料碳化后的质量进行分析，具体分析过程如下：将指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前、碳化后原材料的重量和粗糙度代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的原材料碳化质量符合指数，其中，、分别表示指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前、碳化后原材料的重量，、分别表示指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前、碳化后原材料对应的粗糙度，、分别为设定的原材料碳化后的重量减少比值、粗糙度减少比值，、分别为设定的原材料重量、粗糙度对应的权重因子。

在又一个具体的实施例中，确认指定碳纤维生产线对应的碳化质量合格情况，具体确认过程如下：将指定碳纤维生产线对应的第一碳化质量符合指数和原材料碳化质量符合指数代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的碳化质量符合指数，其中，、分别为设定的第一碳化质量符合指数、原材料碳化质量符合指数对应的权重因子，e为自然常数。

将指定碳纤维生产线对应的碳化质量符合指数与设定的标准碳化质量符合指数进行对比，若指定碳纤维生产线对应的碳化质量符合指数大于或者等于标准碳化质量符合指数，则判定指定碳纤维生产线对应的碳化质量为合格，反之则判定指定碳纤维生产线对应的碳化质量为不合格。

表面处理信息采集模块，用于对指定碳纤维生产线中表面处理中的处理信息和表面处理后的碳纤维表观信息进行采集，其中处理信息包括电解质的pH值、电解质浓度和电流，碳纤维的表观信息包括粗糙度、各沟槽尺寸以及各相邻沟槽之间的间距。

需要说明的是，本发明实施例在表面处理过程中使用的方法为电化学氧化法。

还需要说明的是，原材料在完成表面处理后形成的碳纤维。

在一个具体的实施例中，对指定碳纤维生产线中表面处理中的处理信息和表面处理后的碳纤维表观信息进行采集，具体采集过程如下：通过pH值传感器对指定碳纤维生产线中表面处理中电解质的pH值进行采集，得到指定碳纤维生产线中表面处理中电解质的pH值。

通过液体浓度测试仪对指定碳纤维生产线中表面处理中电解质浓度进行采集，得到指定碳纤维生产线中表面处理中电解质浓度。

通过电流计对指定碳纤维生产线中表面处理中电解液内正极与负极之间的电流进行采集，并将其作为指定碳纤维生产线中表面处理对应的电流。

需要说明的是，电解液中正极为碳纤维的原材料，负极为石墨、铜板或镍板等。

通过粗糙度仪对指定碳纤维生产线中表面处理后碳纤维的粗糙度进行采集，得到指定碳纤维生产线中表面处理后的碳纤维对应的粗糙度。

通过摄像头对指定碳纤维生产线中表面处理后的碳纤维图像进行采集，得到指定碳纤维生产线中表面处理后的碳纤维图像，进而从中获取碳纤维中各沟槽尺寸以及各沟槽之间的间距。

本发明实施例通过对电解质的pH值、电解质浓度、电流以及碳纤维的表观信息进行采集，为后续表面处理分析和碳纤维的质量分析奠定了基础，有效的保障了表面处理后碳纤维的生产质量，进而大大的提高了碳纤维的生产效果。

表面处理分析与确认模块，用于对指定碳纤维生产线中表面处理对应的处理信息进行分析，并对指定碳纤维生产线对应的碳纤维质量进行分析，进而确认指定碳纤维生产线对应的表面处理结果合格情况。

在一个具体的实施例中，对指定碳纤维生产线对应的表面处理中的处理信息进行分析，具体分析过程如下：将指定碳纤维生产线中表面处理中的电解质的pH值、电解质浓度和电流代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的第一表面处理结果符合指数，其中，、、分别为指定碳纤维生产线中表面处理中的电解质的pH值、电解质浓度、电流，、、分别为设定的参考电解质的pH值、参考电解质浓度、参考电流，、、分别为设定的许可电解质的pH值差、许可电解质浓度差、许可电流差，、、分别为设定的电解质的pH值、电解质浓度、电流对应的权重因子。

在另一个具体的实施例中，对指定碳纤维生产线对应的碳纤维质量进行分析，具体分析过程如下：将指定碳纤维生产线中表面处理后碳纤维对应的粗糙度、各沟槽尺寸以及各相邻沟槽之间的间距代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的碳纤维质量符合指数，其中，表示指定碳纤维生产线中表面处理后碳纤维对应的粗糙度，表示指定碳纤维生产线中表面处理后碳纤维第j个沟槽对应的尺寸，、分别表示指定碳纤维生产线中表面处理后碳纤维第j+1个沟槽与第j个沟槽之间的间距、第j个沟槽与第j-1个沟槽之间的间距，、分别为设定的标准沟槽尺寸、标准相邻沟槽间距，、、分别为设定的碳纤维粗糙度、沟槽尺寸、沟槽间距对应的权重因子，j表示各沟槽对应的编号，。

在又一个具体的实施例中，确认指定碳纤维生产线对应的表面处理结果合格情况，具体确认过程如下：将指定碳纤维生产线对应的第一表面处理结果符合指数、碳纤维质量符合指数代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的表面处理结果符合指数，其中、分别为设定的第一表面处理结果符合指数、碳纤维质量符合指数对应的权重因子，e为自然常数。

将指定碳纤维生产线对应的表面处理生产质量符合指数与设定的标准表面处理生产质量符合指数进行对比，若指定碳纤维生产线对应的表面处理生产质量符合指数大于或者等于标准表面处理生产质量符合指数，则判定指定碳纤维生产线对应的表面处理结果为合格，反之则判定指定碳纤维生产线对应的表面处理结果为不合格。

本发明实施例通过对指定碳纤维生产线中氧化过程、碳化过程和表面处理进行监测和分析，有效的解决了当前技术抽检存在偶然性和片面性的问题，实现了碳纤维生产线的全面性和智能化的监测和分析，有效的保障了原材料在氧化过程、碳化过程和表面处理后的生产质量，进而保障了碳纤维的生产质量，并且还在一定程度上提高了碳纤维在后续使用过程中的安全性和稳定性，同时也有效的增加了碳纤维生产线的生产效果和生产效率。

预警终端，用于当指定碳纤维生产线对应的氧化质量、碳化质量或表面处理结果为不合格时，分别进行预警提示。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种化学纤维丝生产流水线工艺在线监测分析***，其特征在于，包括：

氧化信息采集模块，用于将指定碳纤维生产线中氧化炉中的氧化过程按照预设时长间隔划分各氧化采集时间点，进而对指定碳纤维生产线中氧化炉在各氧化采集时间点的温度和氧气浓度进行采集，并对氧化炉内的氧化时间和氧化炉内氧化后原材料的图像进行采集；

氧化信息分析与确认模块，用于对指定碳纤维生产线对应的氧化过程进行分析，并对指定碳纤维生产线对应的原材料氧化后的颜色进行分析，进而确认指定碳纤维生产线对应的氧化质量合格情况；

碳化信息采集模块，用于将指定碳纤维生产线中碳化炉中的碳化过程按照预设时长间隔划分各碳化采集时间点，进而对指定碳纤维生产线中碳化炉在各碳化采集时间点的温度、氮气浓度、氢气浓度和氧气浓度进行采集，并对指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前和碳化后原材料的重量和粗糙度进行采集；

碳化信息分析与确认模块，用于对指定碳纤维生产线对应的碳化过程进行分析，并对指定碳纤维生产线对应的原材料碳化后的质量进行分析，进而确认指定碳纤维生产线对应的碳化质量合格情况；

表面处理信息采集模块，用于对指定碳纤维生产线中表面处理中的处理信息和表面处理后的碳纤维表观信息进行采集，其中处理信息包括电解质的pH值、电解质浓度和电流，碳纤维的表观信息包括粗糙度、各沟槽尺寸以及各相邻沟槽之间的间距；

表面处理分析与确认模块，用于对指定碳纤维生产线中表面处理对应的处理信息进行分析，并对指定碳纤维生产线对应的碳纤维质量进行分析，进而确认指定碳纤维生产线对应的表面处理结果合格情况；

预警终端，用于当指定碳纤维生产线对应的氧化质量、碳化质量或表面处理结果为不合格时，分别进行预警提示；

所述对指定碳纤维生产线对应的氧化过程进行分析，具体分析过程如下：

将指定碳纤维生产线中氧化炉内的氧化时间、各氧化采集时间点对应的温度以及氧气浓度代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的第一氧化质量符合指数，其中，Y表示指定碳纤维生产线中氧化炉内的氧化时间，、分别表示指定碳纤维生产线中氧化炉在第t个氧化采集时间点对应的温度、氧气浓度，、分别为设定的指定碳纤维生产线中氧化炉在第t个氧化采集时间点对应的参考温度、参考氧气浓度，为设定的参考氧化时间，、、分别为设定的氧化时间、氧化炉温度、氧化炉中氧气浓度对应的权重因子，t表示各氧化采集时间点对应的编号，；

所述对指定碳纤维生产线对应的原材料氧化后的颜色进行分析，具体分析过程如下：

将指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料的图像按照预设大小划分为各子区域，并获取指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料各子区域图像对应的色调、饱和度和明度，从而计算得到指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料各子区域图像对应的颜色符合指数；

根据公式，得到指定碳纤维生产线对应的原材料氧化颜色符合指数，其中，、分别表示指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料第i+1个、第i个子区域图像对应的颜色符合指数，为设定的许可颜色符合指数差，为设定的氧化颜色符合指数对应的修正因子，i表示指定碳纤维生产线中氧化炉内氧化后原材料各子区域图像对应的编号，；

所述对指定碳纤维生产线对应的碳化过程进行分析，具体分析过程如下：

将指定碳纤维生产线中碳化炉在各碳化采集时间点的温度、氮气浓度、氢气浓度和氧气浓度代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的第一碳化质量符合指数，其中、、、分别表示指定碳纤维生产线中碳化炉在第碳化采集时间点对应的温度、氮气浓度、氢气浓度、氧气浓度，、、、分别为设定的碳化炉在第碳化采集时间点对应的参考温度、参考氮气浓度、参考氢气浓度、参考氧气浓度，、、、分别为设定的碳化炉温度、碳化炉氮气浓度、碳化炉氢气浓度、碳化炉氧气浓度对应的权重因子，表示各碳化采集时间点对应的编号，，e为自然常数；

所述对指定碳纤维生产线对应的原材料碳化后的质量进行分析，具体分析过程如下：

将指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前、碳化后原材料的重量和粗糙度代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的原材料碳化质量符合指数，其中，、分别表示指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前、碳化后原材料的重量，、分别表示指定碳纤维生产线中碳化炉内碳化前、碳化后原材料对应的粗糙度，、分别为设定的原材料碳化后的重量减少比值、粗糙度减少比值，、分别为设定的原材料重量、粗糙度对应的权重因子；

所述对指定碳纤维生产线对应的表面处理中的处理信息进行分析，具体分析过程如下：

将指定碳纤维生产线中表面处理中的电解质的pH值、电解质浓度和电流代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的第一表面处理结果符合指数，其中，、、分别为指定碳纤维生产线中表面处理中的电解质的pH值、电解质浓度、电流，、、分别为设定的参考电解质的pH值、参考电解质浓度、参考电流，、、分别为设定的许可电解质的pH值差、许可电解质浓度差、许可电流差，、、分别为设定的电解质的pH值、电解质浓度、电流对应的权重因子；

所述对指定碳纤维生产线对应的碳纤维质量进行分析，具体分析过程如下：

将指定碳纤维生产线中表面处理后碳纤维对应的粗糙度、各沟槽尺寸以及各相邻沟槽之间的间距代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的碳纤维质量符合指数，其中，表示指定碳纤维生产线中表面处理后碳纤维对应的粗糙度，表示指定碳纤维生产线中表面处理后碳纤维第j个沟槽对应的尺寸，、分别表示指定碳纤维生产线中表面处理后碳纤维第j+1个沟槽与第j个沟槽之间的间距、第j个沟槽与第j-1个沟槽之间的间距，、分别为设定的标准沟槽尺寸、标准相邻沟槽间距，、、分别为设定的碳纤维粗糙度、沟槽尺寸、沟槽间距对应的权重因子，j表示各沟槽对应的编号，；

所述确认指定碳纤维生产线对应的表面处理结果合格情况，具体确认过程如下：

将指定碳纤维生产线对应的第一表面处理结果符合指数、碳纤维质量符合指数代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的表面处理结果符合指数，其中、分别为设定的第一表面处理结果符合指数、碳纤维质量符合指数对应的权重因子，e为自然常数；

将指定碳纤维生产线对应的表面处理生产质量符合指数与设定的标准表面处理生产质量符合指数进行对比，若指定碳纤维生产线对应的表面处理生产质量符合指数大于或者等于标准表面处理生产质量符合指数，则判定指定碳纤维生产线对应的表面处理结果为合格，反之则判定指定碳纤维生产线对应的表面处理结果为不合格。

2.根据权利要求1所述的一种化学纤维丝生产流水线工艺在线监测分析***，其特征在于：所述确认指定碳纤维生产线对应的氧化质量合格情况，具体确认过程如下：

将指定碳纤维生产线对应的第一氧化质量符合指数和原材料氧化颜色符合指数代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的氧化质量符合指数，其中、分别为设定的第一氧化质量符合指数、原材料氧化颜色符合指数对应的权重因子；

将指定碳纤维生产线对应的氧化质量符合指数与设定的标准氧化质量符合指数进行对比，若指定碳纤维生产线对应的氧化质量符合指数大于或者等于标准氧化质量符合指数，则判定指定碳纤维生产线对应的氧化质量为合格，反之则判定指定碳纤维生产线对应的氧化质量为不合格。

3.根据权利要求1所述的一种化学纤维丝生产流水线工艺在线监测分析***，其特征在于：所述确认指定碳纤维生产线对应的碳化质量合格情况，具体确认过程如下：

将指定碳纤维生产线对应的第一碳化质量符合指数和原材料碳化质量符合指数代入计算公式中，得到指定碳纤维生产线对应的碳化质量符合指数，其中，、分别为设定的第一碳化质量符合指数、原材料碳化质量符合指数对应的权重因子，e为自然常数；

将指定碳纤维生产线对应的碳化质量符合指数与设定的标准碳化质量符合指数进行对比，若指定碳纤维生产线对应的碳化质量符合指数大于或者等于标准碳化质量符合指数，则判定指定碳纤维生产线对应的碳化质量为合格，反之则判定指定碳纤维生产线对应的碳化质量为不合格。

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