【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚氨酯工业生产过程在线监测，更具体的说是涉及一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测方法及系统。
技术介绍
1、聚氨酯是一种多用途的高分子材料，广泛应用于多个领域。在聚氨酯的聚合过程中，反应物料中异氰酸酯基不断被消耗，其含量逐渐降低，聚合物分子量随之增大。因此，反应物料中的异氰酸酯含量是聚氨酯生产过程控制的关键技术指标，能否准确对其进行测定，直接决定了所生产产品的合格率与批次稳定性。
2、学术界已报道了多种异氰酸酯的测定方法，如二正丁胺滴定法、红外光谱定量法、色谱法、分光光度法、核磁共振法等方法，但受易用性、成本、可靠性、检测范围等因素的制约，目前在工业生产中，仍以二正丁胺滴定法作为首选方法。但聚合反应是持续不断的进行的，而二正丁胺滴定法测定耗时较长，导致测定结果偏离实际的物料组成，而且该方法易受到环境、人员操作、试剂等因素的影响，进而带来产品批次稳定性差、产品合格率下降等问题。
3、因此，如何提供一种提高异氰酸酯含量准确性的聚氨酯反应进程在线监测方法及系统是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测方法及系统，通过实时采集反应过程中反应物料的粘度、温度输入到多变量关系模型中，实现异氰酸酯含量的实时监测。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一方面，本专利技术公开了一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测方法，包括：
4、获取多
5、对多组数据进行拟合，得到聚氨酯聚合反应过程中温度、粘度以及异氰酸酯浓度的多变量关系模型；
6、按照生产工艺进行聚氨酯的聚合反应，并实时采集反应物料的粘度和温度；
7、将所述粘度和所述温度输入所述多变量关系模型中，得到聚氨酯聚合反应进程中的异氰酸酯浓度，完成在线监测。
8、优选的，获取多组聚氨酯聚合反应过程中的温度、粘度、异氰酸酯浓度的数据，具体包括：
9、按照聚氨酯聚合反应的生产工艺进行聚合反应，反应过程中进行多次取样，并记录取样时的物料温度和粘度；
10、分别测定样品中的异氰酸酯浓度；
11、重复多次采集不同聚氨酯聚合反应温度下对应的粘度、异氰酸酯浓度的数据。
12、优选的，对多组数据进行拟合，得到聚氨酯聚合反应过程中温度、粘度以及异氰酸酯浓度的多变量关系模型为：
13、
14、其中，η为粘度，c为异氰酸酯浓度，t为温度，a0，a1，a2，a3，a4为多变量关系模型的最佳参数。
15、优选的，获取所述多变量关系模型的最佳参数的具体步骤为：
16、构建损失函数：将记录的多组数据代入所述多变量关系模型，得到关于最佳参数的损失函数l(a0,a1,a2,a3,a4)：
17、
18、其中，n为数据组个数，i为数据组序列号；
19、使用最优化方法求解所述损失函数的最小值，所述损失函数最小值时，a0，a1，a2，a3，a4的值即为最佳参数。
20、优选的，不同聚氨酯聚合反应温度下采集的数据不少于三组，且每组聚氨酯聚合反应温度的温差范围为3-10℃。
21、优选的，所述最优化方法为模拟退火法、遗传算法、蚁群算法、粒子群算法中的一种。
22、另一方面，本专利技术提供了一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测系统，用于实现上述的一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测方法，包括：
23、建模模块，用于获取多组聚氨酯聚合反应过程中的温度、粘度、异氰酸酯浓度的数据，并对多组数据进行拟合，得到聚氨酯聚合反应过程中温度、粘度以及异氰酸酯浓度的多变量关系模型；
24、采集模块，用于实时采集聚氨酯聚合反应过程中反应物料的粘度和温度；
25、浓度计算模块，用于将所述粘度和所述温度输入所述多变量关系模型中，得到聚氨酯聚合反应进程中的异氰酸酯浓度。
26、优选的，所述建模模块具体包括：
27、数据采集单元，用于获取多组聚氨酯聚合反应过程中的温度、粘度、异氰酸酯浓度的数据；
28、拟合单元，用于对多组数据进行拟合，得到聚氨酯聚合反应过程中温度、粘度以及异氰酸酯浓度的多变量关系模型；
29、模型优化单元，用于获取多变量关系模型的最佳参数。
30、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测方法及系统，通过构建温度、粘度、异氰酸酯浓度的多变量关系模型，只需要获取聚合反应过程中反应物料的粘度和温度数据就可以对异氰酸酯浓度进行实时监测。本专利技术不仅大幅度提高了异氰酸酯含量监测的实时性，显著提高产品合格率和批次稳定性，而且还能够大幅度降低分析工作所需的人力、物力及废弃物处理成本。
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1.一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测方法，其特征在于，获取多组聚氨酯聚合反应过程中的温度、粘度、异氰酸酯浓度的数据，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测方法，其特征在于，对多组数据进行拟合，得到聚氨酯聚合反应过程中温度、粘度以及异氰酸酯浓度的多变量关系模型为：
4.根据权利要求3所述的一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测方法，其特征在于，获取所述多变量关系模型的最佳参数的具体步骤为：
5.根据权利要求3所述的一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测方法，其特征在于，不同聚氨酯聚合反应温度下采集的数据不少于三组，且每组聚氨酯聚合反应温度的温差范围为3-10℃。
6.根据权利要求4所述的一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测方法，其特征在于，所述最优化方法为模拟退火法、遗传算法、蚁群算法、粒子群算法中的一种。
7.一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测系统，其特征在于，用于实现如权利要求1-6任意
8.根据权利要求7所述的一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测系统，其特征在于，所述建模模块具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测方法，其特征在于，获取多组聚氨酯聚合反应过程中的温度、粘度、异氰酸酯浓度的数据，具体包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测方法，其特征在于，对多组数据进行拟合，得到聚氨酯聚合反应过程中温度、粘度以及异氰酸酯浓度的多变量关系模型为：
4.根据权利要求3所述的一种基于粘度的聚氨酯反应进程在线监测方法，其特征在于，获取所述多变量关系模型的最佳参数的具体步骤为：
5.根据权利要求3所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：高志成，史美慧，陈思宇，刘红翼，王雪梅，孙俊伟，单体育，秦强，
申请(专利权)人：沈阳化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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