[發明專利]材料識別和區分系統和方法、材料識別或區分方法和檢測材料的材料性能的測量裝置

有效

• 申請號: 201380036564.4
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN104428679B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·內特斯黑姆
• 申請（專利權）人: 賴茵豪森機械制造公司
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;G01N33/00
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 歸瑩,張穎玲

技術領域

本發明涉及材料識別或區分系統。

本發明還包含利用系統來識別或區分材料的方法。

另外，本發明涉及材料識別或區分方法。

本發明還包含檢測材料的材料性能的測量裝置。

背景技術

為了分析異質物質或混合物如粉末、膏、懸浮體、散料，采用各種各樣的總是著眼于一種或多種特殊性能的測量方法。粉末可以通過散光檢查就顆粒尺寸分布而言被測量。材料化學性能可以高精度地在體積和表面組成方面被確定。類似地，材料或混合材料的電磁性能可被測量。測量方法的用時和設備成本是截然不同的。但不是每一種方法都適用于足夠快速的或適合實時的工藝控制。

粉末分析法和還有準確的材料分析大多是復雜、高成本且時間密集的方法。尤其在異質材料如粉末、膏、懸浮體、散料、異質混合物的情況下，在物理化學性能和加工過程中的行為之間的關聯是復雜且難以檢驗的。因而大多動用經驗知識。一般，無法從大量顆粒如散料或粉末的共同性能推斷出單獨顆粒的性能，反之亦然。

只有在精確的化學分析很多顆粒以及最精確的確定顆粒大小分布和顆粒形狀的情況下，例如可以困難地推斷出工藝相關參數如可噴淋性、結塊能力、外觀密度。散料或粉末的復雜性使得加工過程中的質量保證變得困難。

在技術相關的工藝中，顆粒尺寸和顆粒形狀的統計學分布以及在體積內和表面上的顆粒化學組成都是重要的。在粉末混合物情況下復雜程度相應高。

為了生產，可能需要準確知曉所供給的原材料的成分是否改變。材料癖好、材料源或者供貨商的每次改變都存在使已啟動的根據經驗來控制的工藝過程變得不穩定的風險。通常，并未通知供貨商方面的材料組成變化，因為這種變化被視為不太相關。生產工藝故障通常是復雜和多因的。因此，某種有缺點的原材料是故障起因的證據事后大多只能很難追索。

歐洲專利文獻EP 1 194 762 B1的譯文DE 600 23 005 T2公開了一種系統、一種裝置和一種方法用于多次檢測在一定環境中某分析物的化學以及物理特征的組合以產生明確的符號。另外，未知的分析物可以通過將其未知符號與已知分析物或混合物質的所存儲的輸出符號相比較來檢測和識別。測量數據記錄通過算法來分析。算法也可以優選特征選擇或傳感器選擇。算法可以是神經元網絡，其通過基于在數量集合中的預定標準修正錯誤的或不希望的輸出來訓練。尤其是，相關聯的變量被變換成少量的不相關的變量(主成分分析，PCA)。PCA的目的是減小數據記錄的量綱性。作為應用，尤其知道了材料質量控制、工作保護或食品和農業產品監測。沒有公開在宏觀材料性能方面的材料分析，例如粉末狀異質材料的顆粒大小、尺寸分布、聚團狀態、流變性能或混合比。還沒有公開如何連續運行自動化材料質量控制或者可如何并入現有的生產過程中。另外，材料符號不與工藝或設備相關。

歐洲專利文獻EP 0 606 121 B1的譯文DE 694 17 519 T2公開了一種用于粉末狀產品的選擇測量參數的自動質檢儀。許多檢驗裝置和數據站計算機在粉末部分上同時獲取這些測量參數。測量參數尤其是顆粒大小、散裝密度或聚合度。如此得到的測量數據在中心數據處理裝置內匯總并且與質量標準相比較。也確定雜質并且掌握其量。而測量參數的選擇未被自動化。另外，沒有提出算法來求出足以明確確定樣品的減少組或最少組的測量參數。而且，在容器內的待測分量按照每個容器標簽文字利用機械臂被送給相應的測量機構。在測量及其分析中仍然沒有考慮環境狀況。

德國專利文獻DE 33 08 998 A1公開了一種專用于粉末或氣溶體的彌散性能測量的儀器。沒有提出化學測量參數。也無法識別粉末。沒有描述數字數據獲得和分析。

國際專利申請WO 99/61902 A1公開了一種方法和一種系統用于識別分析物并與其它分析物區分開。該發明意義上的分析物尤其是水蒸汽或液體攜帶的氣味。某些情況下，采用了統計學度量。使許多傳感器經歷不同的氣味并且產生相應的電氣響應，其以矢量形式在d維空間中被示出。統計學度量在中央計算機內針對在第一和第二氣味之間的選擇性和和盡量少的矢量被優化。這通過確定投射至d維空間的盡量低維度的子空間上的投影軸被數學轉換，該子空間通過兩種不同氣味的數據記錄的最佳劃分而形成。所述的傳感器類型尤其包含聲學、化學和微型光機電裝置。所有傳感器的聯合答復提供了可被用于分析物的識別的“指紋”。這些檢查方法涉及化學性能，而不涉及物理性能且尤其是流變性能。所述減少組的傳感器確實用于快速高效的測量，但沒有公開整合到生產工藝或伴隨生產的實時測量中。另外，“指紋”沒有被用在操作安全的物質標示中。另外，物質符號不與工藝或設備相關聯。