[发明专利]一种水分仪的校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量设备的校准方法领域，更具体的说是一种利用历史数据对含水率测量设备进行实时校准的在线水分仪的校准方法。

背景技术

分组加工为一种新型开发或加工产品的工艺，如何获得或监控每个工艺点的参数尤为关键。如烟草分组加工技术是指针对不同品质、不同类型、不同特性的原料，依据工序评价论证结果，结合产品设计要求和单等级原料感官评价结果，有针对性地制定合适的加工工艺参数、工艺路线、加工方式，提升在线加工工艺的水平的中式卷烟特色工艺技术。制丝生产线分组加工工艺主要包括叶片的分组加工、叶丝的分组加工和叶丝的混配等。

烟草制造企业通常使用在线水分仪来测量不同工艺点的物料含水率，最常见的有红外水分仪和微波水分仪两种。由于具有快速准确，量程范围大，能实现在线非接触式连续测量，并可与自动控制系统连接实现闭环控制，在线水分仪在制丝生产的工艺控制和质量监控中显得越来越重要，同时合理使用水分仪，提高其检测控制的精确度和可靠性一直是水分仪应用中的重点。尽管测量原理不同，但是在线水分仪(以下称水分仪)在使用中的算法和使用流程大致相似。

首先利用工艺点物料制作平衡样品，然后用水分仪静态测量并记录显示值x₁，x₂...x_i，同时用烘箱法检测相对应的样品含水率y₁，y₂...y_i，利用最小二乘法将水分仪显示值和烘箱标准值做拟合曲线，确定校准曲线：

Y_i＝α_ix+b_i(i＝1...n)

每一个分组则对应一个校准曲线，i为分组序号。这是静态标定过程。

水分仪经过静态标定后，在使用过程还需要动态校准。在水分仪的实际应用中，动态校准中参考质检人员对在制品的抽样水分检验数据，按照分组分类将烘箱标准值与对应的现场水分仪显示值对比，取差值的平均值作为依据，在零位上做相应的动态修正，其数据量一般为5个左右。

但是烟草分组加工技术在单个工艺点，比如松散回潮、加料、叶丝干燥和烟丝掺配中形成了比以往全配方加工模式多了不同的物料，物料的形式和特点各异，更具个性化，水分仪的特征曲线也要做单独标定，随着外界的变化，比如温度、湿度，还要需要对水分仪进行动态校准。而动态校准依赖采样的有效性和统计的样品量，样品量越大操作工作量大。可见在分组加工工艺中动态校准的工作量是十分大的，同时也明显存在滞后性，而且当天不生产的分组得不到校准数据，不能检查其对应的校准曲线，容易存在测量风险。随着叶组储柜和预配柜的增加，单分组的加工存在间歇特征，这样水分仪的动态校准将失去校准的数据依据。

综上所述，传统算法上动态校准各个通道的保持独立性和滞后性，比如对1号通道的校准并不会在更换通道后保证水分仪的精确度，这样就大大降低了水分仪的可靠性，增加水分仪动态校准的复杂性；虽然在实际使用中将零位接近的物料合并共用一个校准曲线是合情合理的工程应用，但是这样必然牺牲了一部分分组的精度，即使如此一个工艺点仍然保留五个到十个的通道，动态校准的工作量仍然是庞大的，而且通道的无关性导致在校准管理中很难理清头绪，管理非常困难。分组加工工艺技术的推广应用急需更先进、更准确且能够实时进行的水分仪校准方法的配合。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有水分校准方法不适用分组加工工艺的缺点，提供一种能够在工作过程中快速准确对水分仪进行校准的方法。

本专利采用以下技术方案来实现上述发明目的。

具体方案包括以下步骤：

①利用测量工艺中的工艺点制作多组不同性质的校准样品；

②用水分仪分别静态测量上述多组校准样品，并记录显示值，同时用烘箱法检测相对应的样品含水率，通过最小二乘法计算校准曲线Y_i＝κX+b_i的参数κ和b_i，其中Y_i为每个分组的校准值，X为水分仪测量值，斜率κ为工艺点的加工特性，b_i为工艺点的分组每天测量的个性，i为分组序号；

③进行多天测试性测量，并在每个分组中抽样，采用烘箱法测量的b_i误差，并取误差的平均值修正b_i；

④记录每天的每个分组的b_i，形成历史数据库；

其特征在于还包括以下步骤：