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化工自动化及仪表

化工自动化及仪表

2025年02期

《化工自动化及仪表》创刊于1965年，是中国化工科学研究院主管，天华化工机械及自动化研究设计院有限公司主办的工业应用性科技期刊。

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综述与评论 | 选矿在线矿浆浓度检测技术研究进展

综述与评论 | 选矿在线矿浆浓度检测技术研究进展

摘要介绍了矿浆浓度检测方法与检测仪表，包括矿浆浓度检测的重要性、传统矿浆浓度检测方法和自动在线检测技术。随后给出矿浆浓度检测仪表的选择建议。详细介绍了射线检测技术的应用与优化，因其稳定性、高精度和高效率的特点，成为现代选矿厂广泛使用的测量工具。最后，结合现场反馈，指出了在线矿浆浓度检测技术的未来发展趋势。关键词检测仪表矿浆浓度选矿应用建议中图分类号 TH816；TD921.4
过程控制 | 基于模型预测控制和人工势场的精馏塔区间控制策略

过程控制 | 基于模型预测控制和人工势场的精馏塔区间控制策略

摘要基于经典区间模型预测控制框架，针对非线性约束条件下的多输入多输出系统，设计了基于人工势场的双层结构控制算法。与传统区间预测控制不同，该算法考虑了系统中的多变量饱和问题。该控制策略利用控制裕度结合人工势场的相关原理，有效抑制了区间控制下的变量饱和现象。最后，以重油初馏塔为例进行仿真验证，表明所提算法有效提高了控制系统的性能和稳定性。关键词区间控制策略模型预测控制人工势场重构精馏塔
过程控制 | 大范围变负荷下火电机组改进自抗扰控制研究

过程控制 | 大范围变负荷下火电机组改进自抗扰控制研究

摘要建立了大范围变工况下火电机组协调控制系统的非线性模型，并通过现场数据对动态参数进行辨识。为了提高火电机组协调控制系统的控制品质，提出了一种基于改进自抗扰控制的直接能量平衡控制结构，其中主蒸汽压力回路和负荷回路分别采用改进自抗扰控制和常规自抗扰控制。基于大量仿真给出了改进自抗扰控制的参数整定方法。仿真结果表明，改进自抗扰控制能够提升主蒸汽压力回路的跟踪性能不低于9.18%。此外，在不同负荷下
检测与仪表 | 基于嵌入式实时操作系统的跳汰机床层松散度检测仪的设计

检测与仪表 | 基于嵌入式实时操作系统的跳汰机床层松散度检测仪的设计

摘要选矿厂跳汰机的床层松散度通过对床层厚度进行检测，进而实现对床层松散度的控制，但因检测数据不准确、时效性差等问题，致使跳汰分选效率低、分选指标不稳定。因此设计基于嵌入式实时操作系统的跳汰机床层松散度检测仪。该检测仪以STM32芯片为主控核心，利用电动滑台、压力传感器和限位传感器对跳汰机床层数据实现全方位监测，采集松散度数据；通过HC12无线通信模块读取跳汰床层中的数据，然后通过WiFi将数据
检测与仪表 | 基于CBAM的弱监督目标检测

检测与仪表 | 基于CBAM的弱监督目标检测

摘要由于实例级类别标注的缺失，弱监督目标检测网络在精确预测目标位置时面临显著挑战。当前主流策略倾向于采用分阶段学习，然而这一过程可能导致特定对象类别陷入局部最优。为克服此难题，提出一种新的端到端联合训练框架，即构建了一个集成多实例学习与边界框回归分支的统一网络架构，两者共享一个高效的主干网络以促进协同。同时，引入注意力机制于主干，深化特征中的位置信息挖掘。通过在基准数据集PASCAL VOC
检测与仪表 | 爆炸火球内部温度测量方法研究

检测与仪表 | 爆炸火球内部温度测量方法研究

摘要针对爆炸温度场测量环境复杂、参数变化动态范围大和测量难度大的问题，提出了一种基于比色测温技术的爆炸场内部温度测量方法，并搭建了相应的爆炸场温度测量系统。该系统成功测试了由 30 kg甲、乙配方温压弹形成的火球温度场。研究结果显示，甲配方炸药爆炸最高温度达到2 950 ℃，爆炸持续时间为420 ms左右；而乙配方炸药爆炸最高温度可达3 200 ℃，爆炸持续时间小于400 ms，实现了对爆炸
检测与仪表 | 基于YOLOv7?鄄tiny的化工反应分液面检测研究

检测与仪表 | 基于YOLOv7?鄄tiny的化工反应分液面检测研究

摘要为实现化工反应分液面快速、高精度的目标检测和提取，设计基于机器视觉的化工反应分液面检测系统，系统由人机交互模块、图像采集装置（光源、工业相机、光学镜头）、电源模块、传输模块、4G模块组成，利用YOLOv7tiny轻量级目标检测算法进行分液面目标检测识别。在相同实验条件下，选用同一物料数据集进行训练，实验结果表明：YOLOv7tiny算法的mAP值相对最高，相较于常用的轻量级YOLOv3ti
检测与仪表 | 基于微型叉指电极的原油沉降罐高精度界面检测方法

检测与仪表 | 基于微型叉指电极的原油沉降罐高精度界面检测方法

摘要为解决油水界面定位不准的问题，采用微型叉指电极结合伺服电机在模拟储罐全高度范围内垂直扫描，通过高灵敏叉指电极检测扫描过程中的阻抗幅值并配合Kmeans算法定位油水、油气界面。实验结果表明：系统检测精度高、误差小，相比于传统电容式界面仪，系统尺寸小、灵敏度高、不易附着原油且维护方便，可广泛应用于原油集输过程的油水、油气界面检测。关键词油水界面检测油气界面检测原油集输叉指电极+伺服
研究与应用 | 面向数字孪生的工业设备数字化编码与识别

研究与应用 | 面向数字孪生的工业设备数字化编码与识别

摘要数字孪生技术实现的前提是虚实结合，为使现实中的工业设备与其作业中的虚拟信息相结合，需要对工业设备进行数字化编码并制定设备标识图像分割识别的统一方法，为工作人员提供相关信息从而控制和维护设备。采用版本号为3，纠错等级为L的标准QR二维码对工业设备进行数字编码，设计并使用MA UNet（多重注意力U型网络）图像分割神经网络对设备标识图像进行分割，并在训练过程中加入特殊的图像增强方法以提升图像分
研究与应用 | 碳纤维复合材料结构健康监测压电传感器优化布置研究

研究与应用 | 碳纤维复合材料结构健康监测压电传感器优化布置研究

摘要传感器布置会影响碳纤维复合材料结构健康监测（SHM）系统的整体性能，针对SHM系统中初始传感器布置方法效率低、传感器使用数量多，并且Lamb波传播受碳纤维复合材料（CFRP）特性影响的问题，提出基于最大化覆盖待监测区域的压电传感器优化布置方法。首先，建立压电传感器布置的优化模型，并引入t分布变异和单纯形法对麻雀搜索算法进行改进；其次，进行CFRP有限元建模，用仿真分析确定约束参数的取值；最
研究与应用 | 改进生成式对抗网络的不均衡样本转子系统故障诊断

研究与应用 | 改进生成式对抗网络的不均衡样本转子系统故障诊断

摘要实际工业应用中转子系统能够采集到的故障样本远少于正常工况样本。针对不同类别样本数量不均衡时传统深度学习模型会倾向于预测出样本更多的类别而忽视较少出现的类别的现状，提出基于条件深度卷积生成式对抗网络（CDCGAN）结合改进的卷积块注意力机制（CBAM）+可变性卷积的有监督二维数据生成方法（CBAMCDCGAN），实现不均衡样本转子系统的故障诊断。首先用小波变换将得到的振动数据转换为二维时频图
研究与应用 | 基于物理信息神经网络的泄漏模拟及风险分级

研究与应用 | 基于物理信息神经网络的泄漏模拟及风险分级

摘要当海上石油平台发生原油或有毒有害气体泄漏时，需要对泄漏的物质进行快速模拟，并且根据模拟结果划分风险等级区域，用来疏散工作人员和抢险维修。针对对流-扩散过程的快速模拟与风险区域划分问题，在改进物理信息神经网络（PINN）方法的基础上，实现了高效率、高精度的快速模拟。对于PINN方法在求解不同参数对流-扩散方程时需要从头训练的问题，提出了一种基于模型参数迁移的训练方案。通过二维污染物对流-扩散
研究与应用 | 精确人员定位感应一体化识别卡的设计与实现

研究与应用 | 精确人员定位感应一体化识别卡的设计与实现

摘要针对煤矿井下识别卡功耗过高采用充电电池设计，周期性维护充电麻烦，配套充电器成本高，人员靠近工作面危险设备无提示报警功能，入井时唯一性检测不准确等问题，设计了低功耗精确定位及近距离感应报警一体化识别卡。采用动态调压技术控制射频前端功放供电电压及动态扫描侦听低频感应信号降低功耗，一次性锂锰软包电池供电，单节电池使用寿命可达1年以上，3D低频感应无线接收芯片实现3 m范围内可调近距离感应，人员接
研究与应用 | 适用于辐射广谱测温的快速标定系统设计

研究与应用 | 适用于辐射广谱测温的快速标定系统设计

摘要为满足高量程辐射测温装置的快速和低成本标定，构建了一种以钨丝灯灯丝为辐射光源的宽谱辐射系统。系统基于对钨丝灯灯丝电阻值的在线测量以及灯丝电阻值和温度之间的关系实现辐射源温度的实时监测，并通过PID补偿电路控制直流稳压电源实现辐射源温度的调节与控制；采用双凸透镜变束原理的光学设计实现了系统输出光束的光增强和匀化设计，使得系统的光辐射度可达到黑体炉同温度的2/3，可满足高温区间的标定要求。经过
研究与应用 | 基于SimulationX的水下采油树液压控制系统仿真分析

研究与应用 | 基于SimulationX的水下采油树液压控制系统仿真分析

摘要采用SimulationX软件建立整棵采油树液压控制系统仿真模型，得到液压系统充压时间、阀门启闭时间和依次操作阀门的时间间隔，仿真结果均符合标准要求。同时研究了阀门操作带来的压力波动对其他就位阀门的影响，仿真表明：当阀门操作造成的系统压力波动的最小值大于已就位阀门的开启压力时，系统压力波动对已就位阀门影响较小，结果可为水下采油树液压控制系统的设计提供参考，同时可为水下采油树测试及生产作业提
研究与应用 | 应用小波分析的齿轮裂纹故障诊断方法

研究与应用 | 应用小波分析的齿轮裂纹故障诊断方法

摘要齿轮传动系统在高速重载的工况下，齿根容易发生裂纹，可能引发安全事故。针对这一问题，提出运用连续小波变换（CWT）的方法对齿轮裂纹故障进行诊断。以一对高速重载工况下的齿轮副为研究对象，采用能量法分别计算了完整齿轮副和裂纹齿轮副的啮合刚度，建立了齿轮副的四自由度动力学模型，通过MATLAB仿真分析，获得了齿轮副的加速度振动数据。最后分别运用离散时间傅里叶变换（DFT）和CWT对振动数据进行了时
研究与应用 | 基于电力载波通信的精确定位读卡器设计

研究与应用 | 基于电力载波通信的精确定位读卡器设计

摘要针对采用CAN、RS485等总线通信方式的读卡器，通信速率低，并发识别数少，易导致丢卡、漏卡，采用网络通信方式功耗大，无法实现2 km的远距离供电需求的问题，采用电力载波通信和精确定位技术，设计了精确定位读卡器。经应用测试：基于电力载波通信技术的读卡器通信速度可达20.0 Mb/s以上，在2 s的巡检周期条件下，并发识别数不小于200，满足了煤矿智能化建设，可为井下人、机、物等提供高精度、
研究与应用 | 基于超声导波的铁精矿浆输送管道结构健康监测建模与仿真研究

研究与应用 | 基于超声导波的铁精矿浆输送管道结构健康监测建模与仿真研究

摘要针对长距离铁精矿浆输送管道在其长期过程运行中出现损伤泄漏危害巨大的情况，开展了基于超声导波的铁精矿浆输送管道结构健康监测（SHM）有限元建模与仿真。首先，使用COMSOL Multiphysics进行空管结构健康监测建模，并通过与实验结果对比进行模型验证；然后，进一步在所建立的模型中加入矿浆流动仿真模型，对实际运行工况下铁精矿浆输送管道结构健康监测进行仿真研究，利用所建模型开展了参数化仿真
研究与应用 | 改进粒子群算法结合扰动观察法的光伏MPPT控制

研究与应用 | 改进粒子群算法结合扰动观察法的光伏MPPT控制

摘要提出一种基于改进粒子群（PSO）算法和扰动观察法（P&O）的复合算法。建立了光伏电池数学模型，给出了其输出特性。在MATLAB/Simulink环境下进行仿真分析，结果表明：改进PSOP&O算法提升了系统的搜索速度与精度，在静态阴影和动态阴影下均可以对MPP进行追踪，提升系统的光伏利用率，减少系统的能量损耗与振荡。关键词改进粒子群算法扰动观察法光伏电池模型最大功
研究与应用 | 基于Gahp-改进系统聚类算法和云模型的化工园区脆弱性评价

研究与应用 | 基于Gahp-改进系统聚类算法和云模型的化工园区脆弱性评价

摘要为了精确评估化工园区的脆弱性，考虑个体差异对评估结果的影响，提出基于Gahp-改进系统聚类算法和云模型的化工园区脆弱性评价模型。应用文本挖掘技术对化工园区脆弱性影响因素进行挖掘，在此基础上构建以园区固有危险、园区潜在危险、园区承载体脆弱性和事故损失程度为准则的评估体系；为综合决策者意愿和客观信息，通过群决策层次分析法（Gahp）和改进系统聚类算法组合，确定指标的主观权重和专家的客观权重；引
技改与创新 | PAS300DCS系统在SICBatch批量控制中的应用

技改与创新 | PAS300DCS系统在SICBatch批量控制中的应用

摘要介绍了基于ISA 88批量控制标准的SICBatch批量控制系统以及PAS300 DCS系统的控制方法。给出了SICBatch批量控制系统与PAS300 DCS系统的交互方式和使用方法。通过在某间歇性批量生产锂离子电解液装置项目上的实施，验证了SICBatch系统与PAS300 DCS系统的无缝数据集成，可以满足配方管理系统和控制系统间数据的可靠、稳定传递要求，同时兼顾了系统开放、标准化的
技改与创新 | 基于前后端分离的热等静压点巡检系统的设计与实现

技改与创新 | 基于前后端分离的热等静压点巡检系统的设计与实现

摘要热等静压设备作为高精度特种设备，其工作环境具有高温、高压的特点。为解决热等静压设备人工巡检效率低、危险系数高及信息化程度低等问题，基于前后端分离的开发模式，结合Spring Boot、Vue.js、Uniapp技术栈，设计并开发了一个热等静压设备点巡检管理系统。经实际应用测试，该系统在功能设计上涵盖了热等静压设备点巡检的核心功能，并在实际应用中稳定运行了9个月，成功生成了七千多条点巡检记录

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