[发明专利]基于冲模的辐射声场检测片重的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种药物制剂设备的片重自动控制系统，特别是一种基于冲模的辐射声场检测片重的方法。 

背景技术

高速旋转压片机的检测方法主要有：主压力偏差的非线性监测方法、片重的灰色预测检测方法。 

主压力偏差的非线性监测方法是为在压片过程中实时控制片剂重量，通过测量冲头压入模孔使填料压缩过程中所受的力来间接控制片重。计算机不断检测冲头压力传感器数值，根据数据处理结果，按一定的规律控制执行机构调节填充量，实时对片重进行控制、调整。 

 片重的灰色预测检测方法是预测控制方法，就是在每一个采样时刻，根据被控系统现阶段所采样的数据序列描述系统的动态特征的数学模型，对将来一定范围内一系列的系统输出进行预测，然后由此预测结果和给出的系统输出，按某种算法对系统实施控制。此种检验方法目前主要是采取抽样进行，所用的设备主要是精度很高的称重天平。 

在不同时刻填入模孔的药物颗粒，密度，均匀性等差别较大，对于不同的药物药粉，这种差别更加明显，并且从出现片重偏差到重新调节填充量的过程，有一段较长的滞后时间。对于这种时交的，有延滞的系统，沿用常规控制，往往得不到满意的控制效果。灰色预测检测方法在一定程度上，克服了时间滞后的影响，提高了控制精度。但是灰色预测检测方法是一种直接检测方法，需要操作人员和检查人员现场定时检测，增加污染片剂程度。主压力偏差的非线性检测方法，提高了片重控制的适时性，但由于它是以典型的药粉的压力偏差与填充深度曲线形成的控制规律，往往因颗粒的密度，均匀性等因素作用会带来误差较大，废片率较高。 

发明内容

本发明的目的是要提供一种基于冲模的辐射声场检测片重的方法，解决主压力偏差的非线性检测方法，因颗粒的密度，均匀性因素误差较大，废片率较高；及灰色预测检测方法增加污染片剂程度的问题。 

本发明的目的是这样实现的：基于冲模的辐射声场检测片重的方法主要有三个步骤： 

步骤一：计算冲模承受周期性作用力；

高速旋转压片机有不同副冲模，每副冲模都重复同样压制片剂过程，片芯与下冲模组成复合棒的小振幅纵振动，计算出冲模承受周期性作用力；

非接触式测试用传感器与被测冲模冲头等高布置,两者之间保持一定的间距；传感器装在固定装置上，连同固定装置被一起安装在高速旋转压片机的机架上；

（1）在片剂生产车间，选取一台高速旋转压片机，选取建立片芯和冲模组成复合棒受力模型，开机生产，等到稳定生产阶段，测试复合棒承受主压力；

（2）测试冲模工作过程中一副冲模工作的过渡时间、保压时间和过渡时间，计算一副冲模工作周期；

（3）根据复合棒受力情况以及工作时间情况，由傅里叶定理求出复合棒所受外力复数表示形式；

步骤二：求出高速旋转压片机主压时冲模振动方程；

由振动的边界条件和初始条件，计算出求出复合棒的各段低频振动位移方程和振动速度的方程，推导冲模辐射声场的声压方程；

（1）根据复合棒所受外力复数表示形式，求出复合棒的纵振动方程，写出位移表示通式；

（2）确定振动的边界条件和初始条件；

（3）推导出复合棒的各段低频振动位移方程和振动速度的方程，求出冲模辐射声场的声压方程；

步骤三：根据主压时冲模辐射声场的声压检测片重；

分析片重和主压力之间的关系，根据主压力给出判断片重差异的依据，推导出基于冲模振动引起的辐射声场的检测片重差异的基本方程，给出依据基于冲模振动引起的辐射声场的声压判断片重差异的控制标准；

(1) 根据低频时情况，把片芯最上截面的振动沿轴线方向当作活塞式声源，测量其半径，计算片芯最上截面振动速度；

（2）建立坐标系，求出复合棒辐射声场的声压方程，根据参数取值，计算声压值；

（3）根据片重偏差、主压力偏差和声压关系，推导片重差异控制公式；

高速旋转压片机在主压时冲模会发出有规律的振动声音，在主压时每副冲模对片芯施加的主压力存在偏差，由此每副冲模的振幅也不相同，冲模的辐射声场的声压级和响度级也不相同，利用这一特性可以来检测片重的差异。