油漆车身的桔皮可使涂层表面产生斑纹、未流平的视觉外观,·为异常测量值 (2)多个传感器偏离正常的相关条件

发布时间:15-07-15 18:01分类:技术文章 标签:传感器故障
现代化工过程通常都装有大量的测量传感器,如温度、流量和压力传感器等。一些测量传感器会用于闭环控制,而另外一些传感器只用于过程监测。在正常条件下,大多数传感器得到的测量值是高度相关的。因此,这*为传感器的故障诊断提供了宝贵的解析冗余。这些测量值的相关性主要源于支配过程运行的物理与化学原理,如:质量与能量平衡等。
传感器异常检测
单变量和多变量的统计过程控制技术可用于检测如下的传感器异常:
(1)异常测量值这种情况主要是由于传感器的故障引起的。
图1异常测量值的示意图,·为异常测量值 (2)多个传感器偏离正常的相关条件
在正常条件下,过程的测量值通常表现出较强的相关性。这些测量相关性为我们提供了必要的冗余,可用于故障传感器的检测、辨识与重构。这可以通过比较过程的测量值与基于标称模型的估计值之间的差别来实现。
可以采用统计方法来建立过程的标称模型,如;主元分析方法(principle
component analysis—PCA)以及部分*小二乘(partial least
squares—PLS)算法等。 (3)被监测过程的瞬态变动
所不期望的测量瞬态变动,例如:振荡、或者在批处理过程中的不寻常的趋向性,一般是由于非正常的操作条件引起的。
检测这类异常通常采用的是动态统计模型,或卡尔曼滤波器。出于安全方面的原因,大多数化工过程的反应都比较缓慢。这类瞬态变动可以看成是伪稳态。因而可近似采用稳态的相关分析方法来进行处理。采用一些滤波技术也可以进一步减弱瞬态变动的影响。
采用主元分析进行过程监测与故障检测是近年来才发展起来的。由于数据的相关性,一些主要的分量*可以充分描述全部数据的方差。基于主元分析可以区分如下(4)和(5)两类异常条件。
(4)传感器相关故障
在这种情况下,PCA模型被破坏增加。残余向量的欧氏范数将显著增加。
(5)变动过大 用于描述操作变化的变量超过了正常的范围。 传感器故障
某一故障传感器通常会破坏与其他传感器的正常的相关性。当异常条件被检测到以后,此特性可用于故障传感器的辨识。
只考虑四种类型的传感器故障,即:偏差、彻底失效、漂移、精度下降。图2.2给出了这四种故障的示意图。
图2 a)偏差b)彻底失效c)漂移d)精度下降
主元分析(PCA)以及部分*小二乘(PLS)算法都是多变量统计方法,可用于对含有噪声的和高度相关的测量数据进行分析。采用的是把高维信息投影到低维子空间,并保留主要过程信息的方法。
主元分析(PCA)的要求
一般地说,利用主元分析得到的主元和原始变量之间有如下基本关系:
(1)每个主元都是原始变量的线性组合。 (2)主元的数目小于原始变量的数目。
(3)主元保留了原始变量绝大多数信息。 (4)各主元之间互不相关。
算法的具体步骤
基于主元分析的故障检测算法包括离线建模和实时检测两大部分,该算法的具体步骤如下所示。
1)采集过程正常情况下的的数据并进行标准化处理;
2)求出标准化之后数据的协方差,计算其特征值与特征向量;
3)建立PCA模型,主元个数的求取可由累计方差贡献率(85%以上)算出。然后计算出这些正常数据的统计量SPE的控制限;
4)采集新的样本,使用当前数据的均值和方差并对新数据进行标准化处理;
5)基于已经建立的PCA模型,计算统计量SPE的值,并与3)中得出的控制限做比较,判断故障是否发生。

发布时间:15-08-07 10:52分类:技术文章 标签:桔皮 一.摘要
以表面化学的观点浅析涂膜内物料流动引起表面张力梯度的出现是产生汽车面漆桔皮缺陷的根本原因;提出了解决漆膜桔皮缺陷需要从材料、工艺、设备着手,并重点指出手工喷涂中排除桔皮的方法。油漆车身的颜色、光泽、雾影度和表面结构等影响着人们的视觉效果,光泽和映像清晰度常被用来衡量涂层的外观。即使是光泽度很高的涂膜,其外观也会受到表面波动度的影响,光泽的变化并不能控制波动的视觉效果,人们把这种效应称为“桔皮”,桔皮也可定义为“高光泽表面的波状结构”。油漆车身的桔皮可使涂层表面产生斑纹、未流平的视觉外观。
二.桔皮的检测方法 (1)人眼目测法
眼在油漆车身上找到反射光源(一般是在双管荧光灯下),定性分析反射光的清晰度*可以从视觉上评估流平效果。在流平性差的情况下,两个荧光灯管看起来模糊,荧光灯的边界线有不同程度地扭曲;流平性好的油漆外观,可获得清晰的反射,桔皮也不明显。
(2)桔皮仪测量法
生产高质量的产品,需要高精准的计量仪器对其做出质量判断,而通过人眼目测判断桔皮的程度是不完善、不科学的。目前,涂装行业普遍采用桔皮仪来测量桔皮的状况。桔皮按人眼远看物体和近看物体分成长波和短波,人眼在50cm的距离能看到35条0.1mm阔的线条,归纳为长波;人眼在2.5m的距离看到35条0.6mm阔的线条,归纳为短波。桔皮仪使用60°的激光作为点光源照射被测表面,在缓慢均速推动10cm的距离内发射1250次激光照亮表面,读取1250个数,每个读数之间的距离为0.08mm。在光源对面同样角度通过狭缝滤波的方法测量反射光,由于表面存在波纹,当光线照在波峰或波谷时,反射光*强,仪器检出*大信号;光线照在斜坡时,由于反射角的变化,反射光偏离60°角,仪器检出信号*小,因此测得的信号频率正好是被测表面机械轮廓频率的二倍,与人眼观察到的光学轮廓相一致。桔皮仪将结构尺寸>0.6mm的测量数据定为长波,将结构尺寸<0.6mm的数据定为短波。
三.桔皮的防治
桔皮是油漆件*常见的缺陷之一,由于影响桔皮的因素太多,要减少桔皮,*需对涂装生产的各个环节进行控制,主要还是从涂装设备、工艺和材料等方面进行改善。
1、涂装线一般都采用高压静电自动喷涂系统,其流量控制计出漆量不随气压、电压、温度、湿度、粘度的变化而发生波动。采用高压静电自动喷涂系统,要求车身的幌度应该保持在±5mm之间。在生产实际过程中,我们要不断摸索各种颜色的施工特性;针对不同的油漆,需要选择适合的自动喷涂机参数(出漆量、成型空气压力、电压值等),调整幅度对外观的影响都要在生产实际中进行摸索,这对现场施工调整是很重要的。当然要想得到一个均匀的涂膜,只通过这三个参数的调整是不够的。还可以通过旋杯主针在不同位置的开关和旋杯的转速来达到我们想要达到的目的。另外,也可适当地运用仿形设计参数来进行调整,如自动喷涂机的仿形路线,根据不同位置调整不同的喷涂距离(一般在27±1cm枪距)、上下左右的摆幅、旋杯间距、旋杯喷涂的角度等参数,从而得到*佳的喷涂仿形路线。喷涂时,车身的边角*难以处理,容易出现流挂和肥边,边缘区域易产生桔皮。为了消除或减少这个缺陷一般采用两种方法:①、贴纸胶带防流挂法。对那些能被遮蔽或不外露的边角部位张贴纸胶带,在喷完清漆后卸下,将垂流下来的油漆引到纸胶带下端,这样*可减小甚至消除流挂。有些工件在喷涂清漆后卸下纸胶带仍有流挂点产生,那么纸胶带可等烘干后再撕除。但这种方法有一个缺陷:纸胶带粘上油漆烘干后撕除易产生油漆毛刺,需要进行处理,可用橡胶小锤轻轻敲除或其它方法解决。但要慎重的是,不能在处理毛刺时将边角的油漆刮伤,否则边角易锈蚀。另外,在张贴时不能太大、太小或张贴位置不准确,太大易粘到外露的油漆表面,太小或张贴不到位都不能起到引流多余油漆的效果。②、制作边角防流挂静电吸附工装。其目的是将工件的边角或边缘形成一个过渡电场面,从工件的边角延伸到工装上。在自动喷涂机喷涂时,由于边角静电吸附效应,若没有这个工装,油漆粒子在工件边缘会吸附较多,从而产生工件边缘位置的油漆肥边。这个肥边容易产生流挂或白点(溶剂没挥发出来包裹在边缘的油漆中)。利用防流挂静电吸附工装可以解决这个问题,但缺点是工装件较大,制作成本较高,运输、摆放、安装、清洗较麻烦。而且工装件越多越易发生因工装而产生的磕碰伤及工装所带来的颗粒污染。车身所使用工装的合理性对油漆外观水平的保证也是非常重要的。设备运行参数的选择和优化同样十分重要,设置的高压静电值、转速、成形空气的压力、油漆的粘度等等都必须在生产现场反复调整直至*佳范围,才能使桔皮降到*低程度。
2、车身钢板(粗糙度Ra≤1um)、磷化、电泳涂层的质量好坏对车身的桔皮也会产生一定影响,若这些涂层的质量得不到很好的控制,将不能为中涂和面漆提供一个良好的涂层基础。
3、中涂应选择对电泳涂层填充效果好,抗流挂和流平性能好的油漆,并且中涂的颜色应尽可能与面漆一致或相近,这样色漆*会很容易对中涂层进行遮盖。减少色漆的膜厚,提高清漆的膜厚,对减少桔皮有非常明显的效果,同时,对短波值的提升也有一定的好处。
4、在处理漆膜表面缺陷时,要尽量减少因打磨而损伤漆膜,防止影响上涂层的湿膜流平效果。为了减轻边角流挂对边角面的影响,对中涂层边角进行打磨,这对防止边角流挂也有一定的改善作用。
5、面漆的喷涂对车身桔皮的影响是*大的。一般情况下,在满足遮盖力的前提下要尽量减少色漆的膜厚,并要防止漆雾对车身的影响。在自动喷涂色漆以及金属漆在空气枪站喷涂时,要避免或减少过喷和漆雾的飞扬。在手工喷涂时,要尽量减少手工喷涂区域对自动喷涂区域的污染和影响,手工喷涂所产生的漆雾影响是很大的。即使对某些边角补漆,也要在自动机喷涂前完成,否则手工补漆会影响自动机喷涂的漆膜外观。所以,原则上要求在自动喷涂机喷涂后,不允许在检查站进行补漆,以防漆雾对车身质量造成影响。要注意的是,有些色漆手工喷涂区,因为是空气喷枪喷涂,特别门槛部位色漆表干较快,易产生假性针孔。要求手工在喷涂门槛部位时,要将门槛部位作为*后的收枪部位,保证在喷涂清漆时能保持足够的湿润性。但也不能太厚太湿,否则易出现流挂、失光、针孔等现象。
6、漆膜烘干方式、工艺温度、烘干室断面结构等对桔皮的产生也有影响,垂直面的长波一般要求≤10,水平面的长波一般要求≤4,所以在烘干时应使升温曲线平坦些,升温时间在7~9分钟为好。并且色漆和清漆喷涂后在晾干间要有足够流平和溶剂挥发的时间,这样油漆参数调整空间*大些。生产*好连续进行,否则会造成车身不同部位干燥程度不一样,会使桔皮更加明显。
7、涂装材料、不同涂层之间的配套性,以及各种材料对工艺设备的适应性及施工范围对桔皮的影响也很大。在生产过程中,影响涂膜流平的关键因素是树脂的熔融粘度、体系的表面张力和膜厚,表面张力和分子间及引力之间的差值大小决定涂膜流平的程度。实际生产中常使用快、慢流平剂来改善涂膜外观,以消除桔皮、缩孔、针孔等漆膜缺陷。性能好的流平剂能降低熔融粘度,从而有助于熔融混合和颜料分散,提高底材的润湿性,涂层的流动流平,同时有助于消除表面缺陷且便于空气的释放。把握好流动改性剂用量与效果之间的关系非常重要,其用量不足会导致缩孔和桔皮,而用量过多又会导致失光、雾影,对附着力有一定程度的影响。
四.结束语
涂装过程中,选择何种油漆特性,对油漆外观是很重要的。生产过程中要对油漆的施工参数进行不断的优化并寻求稳定的*佳组合。特别要注意油漆的干湿程度、膜厚的控制、烘干过程及施工环境的相对稳定,同时,还要运用*进的涂层检测仪器和科学的方法提供依据。

发布时间:15-08-11 14:00分类:行业资讯 标签:水污染
随着水污染日益加剧,中国水环境质量总体上持续恶化。控制水污染是个庞大系统工程,但污水处理是根本。污水处理的现状如何?还有多远的路要走?未来的市场规模有多大?如何解决巨量投资的难题?
2014年12月19日,中国人民大学环境学院副院长王洪臣教授在中国人民大学重阳金融研究院发表了题为“中国的污水处理市场有多大?”的演讲,阐述他的“治水”之道。
他阐述,准备试着从以下五个方面讨论一下:一是中国现在的水环境状况;二是美国污水处理可资借鉴的方面。在这方面,美国走在中国的前面,它的过去*是中国的未来,有很多数据可以借鉴。包括欧洲在内的很多地区都没有参考意义,因为水环境、水资源量都和中国不一样;三是中国污水处理的现状;四是美国离*目标还有多远?五是通过美国的情况,看中国离*目标还有多远,从而间接地估算中国的污水处理市场有多大。
“水环境”指三部分:一是地表水环境,包括河流、湖泊。二是近海海域水环境,中国近海海域通常是6万多平方公里;6万平方公里之外的水环境是国际河,由中外双方共同维护。三是地下水环境,虽然看不见,摸不着,但是非常重要,它污染后再修复要比地表水环境难得多。
中国地表水环境,以河流为主。2013年中国十大流域的污染等级总体上是轻度,但各流域之间的差别是非常大的。淮河、海河、辽河,包括松花江、黄河,是中度或者是重度污染。西南诸河、西北诸河以及长江的水资源量比较大,总体质量比较好。总而言之,2013年完整的年度数据看,中国的地表水环境总体上是处于轻度污染。
地表水环境还包括湖泊。多数大型湖泊处于富营养的状态。*湖泊水体污染*严重的是滇池,其污染程度处于中度,接近重度。西北、西南地区的一些水资源量和径流量不大的小湖泊,质量相对比较好。
在近海的水环境方面,多数大型海湾处于中度或者重度污染的状态。对于总体的近海的污染状况,高达6万平方公里的近海海域,多达18.6%的海水处于*差,处于劣四类的状态。*好状态的一类海水只占24.6%,总体的污染状况比较严重。
地下水环境*糟糕。根据有关评价,高达43.9%的地下水水质较差,15.7%是极差。极差是六类水,较差是五类水,三类之上的水才可以作为饮用水水源。我国有很高比例的地下水处于很严重的污染状态。
我国的污染状况总体继续恶化,局部有所改善。*从三大水环境来看,地表水环境越来越好;但地下水环境是看不见,摸不着的,有些污染源从地表被赶到了地下;近海海域的问题比较大。
从这几个方面来看,我国水环境污染,总体继续恶化,局部——也*是地表水有所改善。而且地表水还应该是局部的局部,*是有些流域有所改善,有些流域还处于继续恶化的状态。从污染物的维度来说,这些评价都是基于常规污染物的评价。一些新型污染物目前都没有纳入环境污染状况的评价中,一系列的问题都还没反映出来。
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