CN111494036A - 一种基于人工智能的义齿上瓷方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种基于人工智能的义齿上瓷方法，采用流化床包衣机进行上瓷，同时通过能量守恒定律得到义齿牙模在流化床包衣机中能量的变化量，然后通过能量与温度之间的关系得到义齿牙模在流化床包衣机中温度的变化量，最后将义齿牙模进入流化床包衣机前的初始温度与义齿牙模在流化床包衣机中温度的变化量相加得到义齿牙模在流化床包衣机中的温度，进而控制义齿温度。该方法在不阻断正常生产情况下，实现了准确测量义齿温度，测量精度高、误差小，精准实现了义齿上瓷过程中的温度可调可控，从而确保了上瓷厚度的均匀性，避免瓷粉因结合强度的问题而产生脱落；同时该方法有效的节省了人力物力，提高了生产效率。

Description

一种基于人工智能的义齿上瓷方法

技术领域

本发明涉及义齿技术领域，具体涉及一种基于人工智能的义齿上瓷方法。

背景技术

临床医疗当中，在人的牙齿因年龄或者是疾病出现掉落之后，都需要采用安装义齿的方式来进行治疗，利用义齿来代替牙齿。随着人口老龄化趋势的发展，牙齿缺失的患者越来越多，佩戴全口义齿的患者也越来越多。现有的义齿生产过程中，大多数通过人工对义齿牙模进行上瓷，但这种方法瓷粉易脱落、同一义齿的同一平面厚薄不均，上瓷过程浪费大量人力物力。

发明内容

针对以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于人工智能的义齿上瓷方法，该方法在有效保证确保了瓷粉厚度的均匀性、避免了瓷粉易脱落的问题，节省了人力物力。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种基于人工智能的义齿上瓷方法，其特征在于，采用流化床包衣机进行上瓷，使瓷粉悬浮液与义齿牙模结合，上瓷过程中实时监控义齿的温度；

在使用流化床包衣机时，瓷粉悬液与义齿牙模结合时的温度是保证义齿上瓷质量的重要因素，要求温度可调节可控，且调节周期和温度波动较小，因此对义齿在流化床包衣机中的温度测定尤为重要，若温度控制不好，可能导致瓷粉悬液与牙模无法完全结合或部分结合，导致上瓷厚度不均、瓷粉易脱落；但是，采用流化床包衣机进行上瓷过程中，义齿始终悬浮于气流中，无法直接通过传感器测量得到义齿温度，使得上瓷过程无法准确知晓义齿的温度，从而影响上瓷工艺；

监控上瓷过程中义齿温度的步骤为：通过能量守恒定律得到义齿牙模在流化床包衣机中能量的变化量，然后通过能量与温度之间的关系得到义齿牙模在流化床包衣机中温度的变化量，最后将义齿牙模进入流化床包衣机前的初始温度与义齿牙模在流化床包衣机中温度的变化量相加、得到义齿牙模在流化床包衣机中的温度；

能量与温度的关联公式为：

E＝cmT＝cnMT

具体步骤为：

首先测量出进气孔、出气孔的横截面积，然后分别在流化床包衣机进气孔与出气孔处设置气体流速传感器以及压力传感器，在上瓷过程中分别测试进气孔与出气孔的气体速度、压强，得到流化床包衣机进气热风的能量和排气热风的能量；

具体公式如下：

PV＝nRT；

式中，E₁表示流化床包衣机进气热风的能量；c₁表示进气气体比热容；P表示进气处压强，通过进气孔压力传感器得到；M₁表示进气气体摩尔质量；v表示进气气体流速，通过进气孔的气体流速传感器得到；s₁表示进气孔横截面积；Δt₁表示时间微量，为通过进气孔的一小段时间；E₂表示流化床包衣机排气热风的能量；c₂表示出气气体比热容；P₂表示出气处压强，通过出气孔压力传感器得到；M₂表示出气气体摩尔质量；v₂表示出气气体流速，通过出气孔的气体流速传感器得到；s₂表示出气孔横截面积；Δt₂表示时间微量，为通过出气孔的一小段时间；R为一常量；

然后通过作业腔内气体部分的能量变化以及作业腔腔壁的能量变化得到流化床包衣机作业腔的整体能量变化，具体公式为：

E₃＝E₃₁+E₃₂；

式中，E₃表示作业腔的整体能量变化；E₃₁表示作业腔内气体部分的能量变化；E₃₂表示作业腔腔壁的能量变化；

其中，将作业腔视为一个整体，在其内设置压力传感器，通过上瓷过程中压力传感器的变化、即测试作业腔中压强的变化得到作业腔内气体部分的能量变化(由于作业腔体积不变且比热容、摩尔质量均由气体组成成分确定)，具体公式为：

式中，c₃表示作业腔内气体比热容；V₃表示作业腔的体积；M₃表示作业腔内气体的摩尔质量；ΔP表示作业腔内的压强变化；

综合计算腔壁自身的变化以及其向外界环境进行能量辐射所损失的能量得到腔壁能量的变化，即：

E₃₂＝E₃₂1+E₃₂₂；

式中，E₃₂₁表示腔壁自身的能量变化；E₃₂₂表示腔壁向外界环境进行的能量辐射所损失的能量；

最后通过能量守恒定律测得义齿牙模在流化床包衣机中能量的变化量△E，然后得到义齿牙模流在化包衣机中温度的变化量△T，最后得到义齿牙模在流化床包衣机中的温度T₁，具体公式如下：

ΔE＝E₁-E₂-E₃；

T₁＝T₂+∫ΔTd_t；

式中，c₄表示义齿牙模的比热容；m₄表示义齿牙模的质量；T₂表示义齿牙模进入流化床包衣机前的初始温度。

在生产过程中发现，作业腔腔壁在水平方向上温度一致、在垂直方向上温度值存在差异，腔壁温度的垂直差异影响作业腔内部气体、导致内部气体温度产生垂直差异；由于气体压强受温度影响，因此，若在作业腔内单一布置某一点或某几点的压力传感器，无法准确得出作业腔内的压强变化，进而导致作业腔内气体部分的能量变化出现较大偏差，影响义齿牙模温度的测量与控制；

作进一步优化，所述测试作业腔内气体部分的能量的方法具体为：将作业腔在垂直方向上分为S段，每段左、右两侧对称布置一个压力传感器，然后先得出同一段内压力传感器的压强

然后得到整个作业腔内的压强变化ΔP；具体公式为：

作进一步优化，由于腔壁在水平方向上温度一致、在垂直方向上温度值存在差异，且底部到顶部温度依次递减；为了兼顾腔壁各处温度的同时消除垂直方向上温度的差异性，从而保证得到的整个作业腔腔壁能量的精确性、确保最终得到义齿牙模温度的准确性，所述腔壁自身的能量变化的测试具体步骤为：

首先将作业腔腔壁在垂直方向上分为N段，然后在作业腔腔壁的两端以及段与段之间的分界点上分别设置温度传感器、从下至上依次编号为t₀，t₁，...，t_N-1，t_N；每段高度占作业腔腔壁总高度的比例为r₀，r₁，...，r_N-1；

则所述腔壁自身的能量变化为：

式中，c₅表示作业腔腔壁的比热容；m₅表示作业腔腔壁的质量；ΔT_i表示作业腔垂直方向上第i段的温度变化。

作进一步优化，所述腔壁向外界环境进行的能量辐射所损失的能量通过测量作业腔腔壁温度以及外界环境温度得到；具体如下：

E₃₂₂＝αA(T_w-T₃)；

式中，α表示作业腔腔体表面传热系数；A表示传热面积；T_w表示作业腔腔壁温度；T₃表示外界环境温度；

作业腔为封闭腔体且作业腔腔壁温度大于外界环境温度，通过对流传热热损失的能量E₃₂₂₁以及辐射传热热损失的能量E₃₂₂₂得到腔壁向外界环境进行的能量辐射所损失的能量，即：

E₃₂₂＝E₃₂₂₁+E₃₂₂₂；

E₃₂₂₁＝α_cA_w1(T_w-T₃)；

E₃₂₂₂＝α_qA_w2(T_w-T₃)；

式中，α_c表示对流传热表面传热系数；A_w1表示对流传热面积；α_q表示辐射传热表面传热系数；A_w2表示辐射传热面积；

对流传热与辐射传热均作用在作业腔腔壁，故A_w1＝A_w2，

E₃₂₂＝(α_c+α_q)A_w(T_w-T₃)＝α_TA_w(T_w-T₃)；

式中，α_T表示对流-辐射联合表面传热系数；A_w表示腔壁的传热面积、即整个作业腔的面积；且α_T＝9.4+0.052(T_w-T₃)。

本发明具有如下技术效果：

采用流化床包衣机进行上瓷，可以在保证上瓷均匀紧致的基础上，进行批量化作业，节省大量人力物力；同时，采用本发明的方法，可准确有效的测量出上瓷工艺中义齿牙模的温度，无需将传感器贴近义齿牙模、影响义齿牙模的上瓷，也不用测量作业腔内气体的温度(作业腔内气体分子运动剧烈，导致温度存在差异，若测量其内气体温度、存在较大误差)。该方法测量出的义齿牙模温度准确，误差较小，在不阻断正常生产进行的情况进行测量，从而保证了上瓷工艺中义齿牙模温度的可调可控，确保可义齿牙模与瓷粉悬液的有效结合，进一步保证了上瓷厚度均匀，瓷粉与义齿牙模粘合强，瓷粉不会轻易脱落。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

一种基于人工智能的义齿上瓷方法，其特征在于：采用流化床包衣机进行上瓷，使瓷粉悬浮液与义齿牙模结合，上瓷过程中实时监控义齿的温度；

在使用流化床包衣机时，瓷粉悬液与义齿牙模结合时的温度是保证义齿上瓷质量的重要因素，要求温度可调节可控，且调节周期和温度波动较小，因此对义齿在流化床包衣机中的温度测定尤为重要，若温度控制不好，可能导致瓷粉悬液与牙模无法完全结合或部分结合，导致上瓷厚度不均、瓷粉易脱落；但是，采用流化床包衣机进行上瓷过程中，义齿始终悬浮于气流中，无法直接通过传感器测量得到义齿温度，使得上瓷过程无法准确知晓义齿的温度，从而影响上瓷工艺。

监控上瓷过程中义齿温度的步骤为：通过能量守恒定律得到义齿牙模在流化床包衣机中能量的变化量，然后通过能量与温度之间的关系得到义齿牙模在流化床包衣机中温度的变化量，最后将义齿牙模进入流化床包衣机前的初始温度与义齿牙模在流化床包衣机中温度的变化量相加、得到义齿牙模在流化床包衣机中的温度；在整个义齿生产过程中的分析气体流速和温度，流化床包衣机进风温度在100～130℃，进风量为50～80m³/h，可以近似其为比热比不变的完全气体；

能量与温度的关联公式为：

E＝cmT＝cnMT

具体步骤为：

首先测量出进气孔、出气孔的横截面积，然后分别在流化床包衣机进气孔与出气孔处设置气体流速传感器以及压力传感器，在上瓷过程中分别测试进气孔与出气孔的气体速度、压强，得到流化床包衣机进气热风的能量和排气热风的能量；

具体公式如下：

PV＝nRT；

式中，E₁表示流化床包衣机进气热风的能量；c₁表示进气气体比热容；P表示进气处压强，通过进气孔压力传感器得到；M₁表示进气气体摩尔质量；v表示进气气体流速，通过进气孔的气体流速传感器得到；s₁表示进气孔横截面积；Δt₁表示时间微量，为通过进气孔的一小段时间；E₂表示流化床包衣机排气热风的能量；c₂表示出气气体比热容；P₂表示出气处压强，通过出气孔压力传感器得到；M₂表示出气气体摩尔质量；v₂表示出气气体流速，通过出气孔的气体流速传感器得到；s₂表示出气孔横截面积；Δt₂表示时间微量，为通过出气孔的一小段时间；R为一常量；

然后通过作业腔内气体部分的能量变化以及作业腔腔壁的能量变化得到流化床包衣机作业腔的整体能量变化，具体公式为：

E₃＝E₃₁+E₃₂；

式中，E₃表示作业腔的整体能量变化；E₃₁表示作业腔内气体部分的能量变化；E₃₂表示作业腔腔壁的能量变化；

其中，将作业腔视为一个整体，在其内设置压力传感器，通过上瓷过程中压力传感器的变化、即测试作业腔中压强的变化得到作业腔内气体部分的能量变化(由于作业腔体积不变且比热容、摩尔质量均由气体组成成分确定)，具体公式为：

式中，c₃表示作业腔内气体比热容；V₃表示作业腔的体积；M₃表示作业腔内气体的摩尔质量；ΔP表示作业腔内的压强变化；

在生产过程中发现，作业腔腔壁在水平方向上温度一致、在垂直方向上温度值存在差异，腔壁温度的垂直差异影响作业腔内部气体、导致内部气体温度产生垂直差异；由于气体压强受温度影响，因此，若在作业腔内单一布置某一点或某几点的压力传感器，无法准确得出作业腔内的压强变化，进而导致作业腔内气体部分的能量变化出现较大偏差，影响义齿牙模温度的测量与控制；

所述测试作业腔内气体部分的能量的方法具体为：将作业腔在垂直方向上均匀分为S段，每段左、右两侧对称布置一个压力传感器，然后先得出同一段内压力传感器的压强

然后得到整个作业腔内的压强变化ΔP；具体公式为：

综合计算腔壁自身的变化以及其向外界环境进行能量辐射所损失的能量得到腔壁能量的变化，即：

E₃₂＝E₃₂₁+E₃₂₂；

式中，E₃₂₁表示腔壁自身的能量变化；E₃₂₂表示腔壁向外界环境进行的能量辐射所损失的能量；

由于腔壁在水平方向上温度一致、在垂直方向上温度值存在差异，且底部到顶部温度依次递减；为了兼顾腔壁各处温度的同时消除垂直方向上温度的差异性，从而保证得到的整个作业腔腔壁能量的精确性、确保最终得到义齿牙模温度的准确性，腔壁自身的能量变化的测试具体步骤为：

首先将作业腔腔壁在垂直方向上分为N段，然后在作业腔腔壁的两端以及段与段之间的分界点上分别设置温度传感器、从下至上依次编号为t₀，t₁，...，t_N-1，t_N；每段高度占作业腔腔壁总高度的比例为r₀，r₁，…，r_N-1；

则所述腔壁自身的能量变化为：

式中，c₅表示作业腔腔壁的比热容；m₅表示作业腔腔壁的质量；ΔT_i表示作业腔腔壁垂直方向上第i段的温度变化。

腔壁向外界环境进行的能量辐射所损失的能量通过测量作业腔腔壁温度以及外界环境温度得到；具体如下：

E₃₂₂＝αA(T_w-T₃)；

式中，α表示作业腔腔体表面传热系数；A表示传热面积；T_w表示作业腔腔壁温度；T₃表示外界环境温度；

作业腔为封闭腔体且作业腔腔壁温度大于外界环境温度，通过对流传热热损失的能量E₃₂₂₁以及辐射传热热损失的能量E₃₂₂₂得到腔壁向外界环境进行的能量辐射所损失的能量，即：

E₃₂₂＝E₃₂₂₁+E₃₂₂₂；

E₃₂₂₁＝α_cA_w1(T_w-T₃)；

E₃₂₂₂＝α_qA_w2(T_w-T₃)；

式中，α_c表示对流传热表面传热系数；A_w1表示对流传热面积；α_q表示辐射传热表面传热系数；A_w2表示辐射传热面积；

对流传热与辐射传热均作用在作业腔腔壁，故A_w1＝A_w2，

E₃₂₂＝(α_c+α_q)A_w(T_w-T₃)＝α_TA_w(T_w-T₃)；

式中，α_T表示对流-辐射联合表面传热系数；A_w表示腔壁的传热面积、即整个作业腔的面积；且α_T＝9.4+0.052(T_w-T₃)。

综上，腔壁能量的变化为：

最后通过能量守恒定律测得义齿牙模在流化床包衣机中能量的变化量△E，然后得到义齿牙模在流化床包衣机中温度的变化量△T，最后得到义齿牙模在流化床包衣机中的温度T₁，具体公式如下：

ΔE＝E₁-E₂-E₃＝E₁-E₂-(E₃₁+E₃₂₁+E₃₂₂)；

T₁＝T₂+∫ΔTd_t；

式中，c₄表示义齿的比热容；m₄表示义齿的质量；T₂表示义齿进入流化床包衣机前的初始温度。

Claims (4)

1.一种基于人工智能的义齿上瓷方法，其特征在于，采用流化床包衣机进行上瓷，使瓷粉悬浮液与义齿牙模结合，上瓷过程中实时监控义齿的温度；

监控上瓷过程中义齿温度的步骤为：通过能量守恒定律得到义齿牙模在流化床包衣机中能量的变化量，然后通过能量与温度之间的关系得到义齿牙模在流化床包衣机中温度的变化量，最后将义齿牙模进入流化床包衣机前的初始温度与义齿牙模在流化床包衣机中温度的变化量相加、得到义齿牙模在流化床包衣机中的温度；

能量与温度的关联公式为：

E＝cmT＝cnMT；

具体步骤为：

首先测量出进气孔、出气孔的横截面积，然后分别在流化床包衣机进气孔与出气孔处设置气体流速传感器以及压力传感器，在上瓷过程中分别测试进气孔与出气孔的气体速度、压强，得到流化床包衣机进气热风的能量和排气热风的能量；

具体公式如下：

PV＝nRT；

式中，E₁表示流化床包衣机进气热风的能量；c₁表示进气气体比热容；P₁表示进气处压强，通过进气孔压力传感器得到；M₁表示进气气体摩尔质量；v₁表示进气气体流速，通过进气孔的气体流速传感器得到；s₁表示进气孔横截面积；Δt₁表示时间微量，可为一小段时间；E₂表示流化床包衣机排气热风的能量；c₂表示出气气体比热容；P₂表示出气处压强，通过出气孔压力传感器得到；M₂表示出气气体摩尔质量；ν₂表示出气气体流速，通过出气孔的气体流速传感器得到；s₂表示出气孔横截面积；Δt₂表示时间微量，可为一小段时间；R为一常量；

然后可通过作业腔内气体部分的能量变化以及作业腔腔壁的能量变化得到流化床包衣机作业腔的整体能量变化，具体公式为：

E₃＝E₃₁+E₃₂；

式中，E₃表示作业腔的整体能量变化；E₃₁表示作业腔内气体部分的能量变化；E₃₂表示作业腔腔壁的能量变化；

其中，将作业腔视为一个整体，在其内设置压力传感器，通过上瓷过程中压力传感器的变化、即测试作业腔中压强的变化得到作业腔内气体部分的能量变化，具体公式为：

式中，c₃表示作业腔内气体比热容；V₃表示作业腔的体积；M₃表示作业腔内气体的摩尔质量；ΔP表示作业腔内的压强变化；

综合计算腔壁自身的变化以及其向外界环境进行能量辐射所损失的能量得到腔壁能量的变化，即：

E₃₂＝E₃₂₁+E₃₂₂；

式中，E₃₂₁表示腔壁自身的能量变化；E₃₂₂表示腔壁向外界环境进行的能量辐射所损失的能量；

最后通过能量守恒定律测得义齿牙模在流化床包衣机中能量的变化量△E，然后得到义齿牙模在流化包衣机中温度的变化量△T，最后得到义齿牙模在流化床包衣机中的温度T₁，具体公式如下：

ΔE＝E₁-E₂-E₃；

T₁＝T₂+∫ΔTd_t；

式中，c₄表示义齿牙模的比热容；m₄表示义齿牙模的质量；T₂表示义齿牙模进入流化床包衣机前的初始温度。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的义齿上瓷方法，其特征在于：所述测试作业腔内气体部分的能量的方法具体为：将作业腔在垂直方向上分为S段，每段左、右两侧对称布置一个压力传感器，然后先得出同一段内压力传感器的压强

然后得到整个作业腔内的压强变化ΔP，具体公式为：

3.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的义齿上瓷方法，其特征在于：所述腔壁自身的能量变化的测试具体步骤为：

首先将作业腔腔壁在垂直方向上分为N段，然后在作业腔腔壁的两端以及段与段之间的分界点上分别设置温度传感器、从下至上依次编号为t₀，t₁，...，t_N-1，t_N；每段高度占作业腔腔壁总高度的比例为r₀，r₁，...，r_N-1；

则所述腔壁自身的能量变化为：

式中，c₅表示作业腔腔壁的比热容；m₅表示作业腔腔壁的质量；ΔT_i表示作业腔垂直方向上第i段的温度变化。

4.根据权利要求1或3所述的一种基于人工智能的义齿上瓷方法，其特征在于：所述腔壁向外界环境进行的能量辐射所损失的能量通过测量作业腔腔壁温度以及外界环境温度得到；具体如下：

E₃₂₂＝αA(T_w-T₃)；

式中，α表示作业腔腔体表面传热系数；A表示传热面积；T_w表示作业腔腔壁温度；T₃表示外界环境温度；

通过对流传热热损失的能量E₃₂₂₁以及辐射传热热损失的能量E₃₂₂₂得到腔壁向外界环境进行的能量辐射所损失的能量，即：

E₃₂₂＝E₃₂₂₁+E₃₂₂₂；

E₃₂₂₁＝α_cA_w1(T_w-T₃)；

E₃₂₂₂＝α_qA_w2(T_w-T₃)；

式中，α_c表示对流传热表面传热系数；A_w1表示对流传热面积；α_q表示辐射传热表面传热系数；A_w2表示辐射传热面积；

对流传热与辐射传热均作用在作业腔腔壁，故A_w1＝A_w2，

E₃₂₂＝(α_c+α_q)A_w(T_w-T₃)＝α_TA_w(T_w-T₃)；

式中，α_T表示对流-辐射联合表面传热系数；A_w表示腔壁的传热面积、即整个作业腔的面积；且α_T＝9.4+0.052(T_w-T₃)。