RU2803033C1 - Method for determining the degree of homogenization of heterogeneous mixtures - Google Patents

Method for determining the degree of homogenization of heterogeneous mixtures Download PDF

Info

Publication number
RU2803033C1
RU2803033C1 RU2022133877A RU2022133877A RU2803033C1 RU 2803033 C1 RU2803033 C1 RU 2803033C1 RU 2022133877 A RU2022133877 A RU 2022133877A RU 2022133877 A RU2022133877 A RU 2022133877A RU 2803033 C1 RU2803033 C1 RU 2803033C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
entropy
optoleptic
information
degree
Prior art date
Application number
RU2022133877A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Юрьевич Сокольчик
Сергей Игоревич Сташков
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2803033C1 publication Critical patent/RU2803033C1/en

Links

Abstract

FIELD: process control.
SUBSTANCE: invention relates to control of production processes by optical means and to a method for determining the degree of homogenization of heterogeneous mixtures. The method includes remote scanning of the mixture surface, processing the resulting image using RGB computer colour models with decomposing the colour of each point of the mixture surface image into three components, calculating the entropy of optoleptic information and determining the degree of homogeneity of the mixed heterogeneous mixture by the entropy value of optoleptic information. When taking measurements, a thermal indicator is used, which is one of the mixed components. If the components to be mixed have a close temperature, the thermal indicator is preheated or cooled. An infrared radiation detector is used as a light-scanning device.
EFFECT: increasing the accuracy of monitoring the degree of homogeneity of heterogeneous mixtures during their preparation.
1 cl, 4 dwg, 8 tbl

Description

Изобретение относится к технологии производства многокомпонентных гетерогенных смесей и может быть использовано в строительной, сельскохозяйственной, пищевой, фармацевтической промышленности при анализе степени однородности как готовой многокомпонентной гетерогенной композиции, так и ее полуфабрикатов.The invention relates to a technology for the production of multicomponent heterogeneous mixtures and can be used in the construction, agricultural, food, and pharmaceutical industries when analyzing the degree of homogeneity of both the finished multicomponent heterogeneous composition and its semi-finished products.

Известен способ определения качества смешивания сыпучих материалов, включающий введение в смешиваемую массу краткоживущих радиоактивных изотопов (а.с. СССР №347070, кл. B01F 3/18, G01N 23/00, опубл. 16.03.1971).There is a known method for determining the quality of mixing of bulk materials, including the introduction of short-lived radioactive isotopes into the mixed mass (AS USSR No. 347070, class B01F 3/18, G01N 23/00, publ. 03/16/1971).

Недостатком известного способа является сложность работы с краткоживущими изотопами и неизбежное загрязнение смеси посторонними примесями.The disadvantage of this known method is the difficulty of working with short-lived isotopes and the inevitable contamination of the mixture with foreign impurities.

Известен способ определения качества гомогенизации гетерогенных смесей, включающий применение люмогена в качестве индикатора, по распределению в смеси которого судят о степени однородности смеси (патент РФ №2544290, кл. G01N 21/85, опубл. 20.03.2015, Бюл. № 8).There is a known method for determining the quality of homogenization of heterogeneous mixtures, including the use of lumogen as an indicator, the distribution of which in the mixture is used to judge the degree of homogeneity of the mixture (RF patent No. 2544290, class G01N 21/85, published 03/20/2015, Bulletin No. 8).

Недостатком известного способа является необходимость работы со специальным веществом люмогеном и неизбежное загрязнение им смеси, что может сказываться на ее физико-химических свойствах.The disadvantage of this known method is the need to work with a special substance, lumogen, and the inevitable contamination of the mixture with it, which may affect its physical and chemical properties.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ определения степени гомогенизации гетерогенных смесей по оптолептической информации об их поверхности, включающий дистанционное сканирование поверхности смеси; обработку полученного изображения с помощью компьютерных цветовых моделей RGB с разложением цвета каждой точки образа поверхности смеси на три составляющих; определение степени однородности смеси; вычисление энтропии оптолептической информации, по значению которой определяют степень однородности перемешиваемой гетерогенной смеси (патент РФ 2489705 С1, кл. G01N 21/85, опубл. 10.08.2013, бюл. №22). Данный способ принят за прототип.The closest way The same purpose for the claimed invention, based on a set of characteristics, is a method for determining the degree of homogenization of heterogeneous mixtures based on optoleptic information about their surface, including remote scanning of the surface of the mixture; processing the resulting image using computer RGB color models with the decomposition of the color of each point of the mixture surface image into three components; determining the degree of homogeneity of the mixture; calculation of the entropy of optoleptic information, the value of which determines the degree of homogeneity of a stirred heterogeneous mixture (RF patent 2489705 C1, class G01N 21/85, published 08/10/2013, bulletin No. 22). This method is adopted as a prototype.

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым изобретением, – дистанционное сканирование поверхности смеси; обработка полученного изображения с помощью компьютерных цветовых моделей RGB с разложением цвета каждой точки образа поверхности смеси на три составляющих; вычисление энтропии оптолептической информации; определение степени однородности перемешиваемой гетерогенной смеси по значению энтропии оптолептической информации.The features of the prototype, which are common to the claimed invention, are remote scanning of the surface of the mixture; processing the resulting image using computer RGB color models with the decomposition of the color of each point of the mixture surface image into three components; calculation of entropy of optoleptic information; determining the degree of homogeneity of a stirred heterogeneous mixture based on the entropy value of optoleptic information.

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является низкая точность контроля степени гомогенизации гетерогенных смесей вследствие того, что компоненты смеси могут иметь близкую отражательную способность и в оптическом диапазоне отражать одинаковые длины световых волн, т.е. иметь одинаковые или близкие по спектру цвета, что приводит к низкой чувствительности известного способа, и как следствие не обеспечивает необходимую точность контроля степени однородности смеси.The disadvantage of the known method, adopted as a prototype, is the low accuracy of control of the degree of homogenization of heterogeneous mixtures due to the fact that the components of the mixture can have similar reflectivity and reflect the same wavelengths of light in the optical range, i.e. have the same or similar colors in the spectrum, which leads to low sensitivity of the known method, and as a result does not provide the necessary accuracy in controlling the degree of homogeneity of the mixture.

Задачей изобретения является повышение точности контроля степени однородности гетерогенных смесей в процессе их приготовления.The objective of the invention is to improve the accuracy of control of the degree of homogeneity of heterogeneous mixtures during their preparation.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе, включающем дистанционное сканирование поверхности смеси, обработку полученного изображения с помощью компьютерных цветовых моделей RGB с разложением цвета каждой точки образа поверхности смеси на три составляющих, вычисление энтропии оптолептической информации и определение степени однородности перемешиваемой гетерогенной смеси по значению энтропии оптолептической информации, согласно изобретению используют тепловой индикатор, в качестве теплового индикатора выступает один из смешиваемых компонентов, в случае, если смешиваемые компоненты имеют близкую температуру, выполняют предварительный подогрев или охлаждение теплового индикатора, в качестве светосканирующего устройства применяют детектор инфракрасного излучения.The problem is solved due to the fact that in a known method, including remote scanning of the surface of the mixture, processing the resulting image using computer RGB color models with decomposition of the color of each point of the image of the mixture surface into three components, calculating the entropy of optoleptic information and determining the degree of homogeneity of the mixed heterogeneous mixture according to the entropy value of optoleptic information, according to the invention a thermal indicator is used; one of the components being mixed acts as a thermal indicator; if the components being mixed have a similar temperature, the thermal indicator is preheated or cooled; an infrared radiation detector is used as a light-scanning device.

Признаки предлагаемого способа, отличительные от прототипа, – используют тепловой индикатор; в качестве теплового индикатора выступает один из смешиваемых компонентов; в случае, если смешиваемые компоненты имеют близкую температуру, выполняют предварительный подогрев или охлаждение теплового индикатора; в качестве светосканирующего устройства применяют детектор инфракрасного излучения.Features of the proposed method that are distinctive from the prototype are the use of a thermal indicator; one of the mixed components acts as a thermal indicator; if the components being mixed have a similar temperature, preheat or cool the heat indicator; An infrared radiation detector is used as a light scanning device.

Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют повысить точность контроля степени однородности гетерогенных смесей в процессе их приготовления.Distinctive features, in combination with known ones, make it possible to increase the accuracy of monitoring the degree of homogeneity of heterogeneous mixtures during their preparation.

Компоненты смесей могут иметь близкую отражательную способность и в оптическом диапазоне отражать одинаковые длины световых волн, т.е. иметь одинаковые или близкие по спектру цвета. Поэтому для таких смешиваемых веществ целесообразно использовать другие диапазоны излучения, например, инфракрасный. Для этого в качестве светосканирующего устройства поверхности смеси необходимо использовать детектор инфракрасного излучения, например, тепловизор. Применение детектора инфракрасного излучения обеспечивает повышение точности способа также за счет того, что анализу подвергается не только поверхность смеси, но и глубокие ее слои, что более существенно отражает распределение исходных веществ в смеси, а, значит, степень ее гомогенизации. Таким образом, применение детектора инфракрасного излучения в качестве светосканирующего устройства обеспечивает повышение точности контроля степени однородности гетерогенных смесей в процессе их приготовления.The components of mixtures can have similar reflectivity and reflect the same wavelengths of light in the optical range, i.e. have the same or similar colors in the spectrum. Therefore, for such mixed substances it is advisable to use other radiation ranges, for example, infrared. To do this, it is necessary to use an infrared radiation detector, for example, a thermal imager, as a light scanning device for the surface of the mixture. The use of an infrared radiation detector increases the accuracy of the method also due to the fact that not only the surface of the mixture is analyzed, but also its deep layers, which more significantly reflects the distribution of the starting substances in the mixture, and, therefore, the degree of its homogenization. Thus, the use of an infrared radiation detector as a light-scanning device improves the accuracy of monitoring the degree of homogeneity of heterogeneous mixtures during their preparation.

Для получения более точной информации о распределении компонентов в смеси в процессе ее приготовления на основе инфракрасного излучения целесообразно применение теплового индикатора. Во избежание влияния на свойства смеси различных дополнительных веществ в качестве теплового индикатора целесообразно использовать не какое-либо дополнительное вещество, а один из компонентов смеси. При этом на практике возможны три различных случая. В первом случае смешиваемые вещества перед операцией смешения могут иметь различную температуру по естественным причинам. Например, за счет разных условий хранения компонентов смеси или вследствие их подачи из разных технологических потоков или аппаратов. Во втором случае в процессе смешения могут наблюдаться выраженные эндотермические или экзотермические процессы, связанные с возможными химическими реакциями или процессами растворения компонентов смеси во время ее приготовления. В третьем случае смешиваемые вещества могут иметь близкую температуру и при этом не наблюдаться эффектов выделения или поглощения тепла. В этом случае необходимо выполнить подогрев или охлаждение одного из веществ, которое будет использоваться в качестве теплового индикатора однородности смеси. To obtain more accurate information about the distribution of components in the mixture during its preparation based on infrared radiation, it is advisable to use a thermal indicator. In order to avoid the influence of various additional substances on the properties of the mixture, it is advisable to use not any additional substance, but one of the components of the mixture as a thermal indicator. In practice, however, three different cases are possible. In the first case, the mixed substances before the mixing operation may have different temperatures for natural reasons. For example, due to different storage conditions for the components of the mixture or due to their supply from different process streams or devices. In the second case, during the mixing process, pronounced endothermic or exothermic processes may be observed, associated with possible chemical reactions or processes of dissolution of the components of the mixture during its preparation. In the third case, the substances being mixed may have a similar temperature without the effects of heat release or absorption being observed. In this case, it is necessary to heat or cool one of the substances, which will be used as a thermal indicator of the homogeneity of the mixture.

Таким образом, использование одного их смешиваемых компонентов в качестве теплового индикатора и выполнение его предварительного подогрева или охлаждения в случае, если смешиваемые компоненты имеют близкую температуру, обеспечивает повышение точности контроля степени однородности гетерогенных смесей в процессе их приготовления.Thus, using one of the mixed components as a thermal indicator and preheating or cooling it if the mixed components have a similar temperature provides increased accuracy in monitoring the degree of homogeneity of heterogeneous mixtures during their preparation.

Предлагаемый способ поясняется чертежами, представленными на фиг.1-4.The proposed method is illustrated by the drawings shown in Figs. 1-4.

На фиг.1 представлены графики зависимости энтропии оптолептической информации, полученные в оптическом и тепловом диапазонах, от времени перемешивания для смеси «Строительный раствор №1».Figure 1 shows graphs of the dependence of the entropy of optoleptic information, obtained in the optical and thermal ranges, on the mixing time for the mixture “Building mortar No. 1”.

На фиг.2 представлены графики зависимости энтропии оптолептической информации, полученные в оптическом и тепловом диапазонах, от времени перемешивания для смеси «Строительный раствор №2».Figure 2 shows graphs of the dependence of the entropy of optoleptic information, obtained in the optical and thermal ranges, on the mixing time for the mixture “Building mortar No. 2”.

На фиг.3 представлены графики зависимости энтропии оптолептической информации, полученные в оптическом и тепловом диапазонах, от времени перемешивания для смеси «Коллоидный раствор».Figure 3 shows graphs of the dependence of the entropy of optoleptic information, obtained in the optical and thermal ranges, on the mixing time for the “Colloidal solution” mixture.

На фиг.4 представлены графики зависимости энтропии оптолептической информации, полученные в оптическом и тепловом диапазонах, от времени перемешивания для смеси «Комплексное удобрение».Figure 4 shows graphs of the dependence of the entropy of optoleptic information, obtained in the optical and thermal ranges, on the mixing time for the “Complex fertilizer” mixture.

На фиг.1-4 показаны:Figures 1-4 show:

+ - экспериментальные точки, полученные в тепловом диапазоне;+ - experimental points obtained in the thermal range;

- экспериментальные точки, полученные в оптическом диапазоне; - experimental points obtained in the optical range;

- аппроксимация зависимости «однородность-энтропия», полученной в тепловом диапазоне; - approximation of the “homogeneity-entropy” relationship obtained in the thermal range;

- аппроксимация зависимости «однородность-энтропия», полученной в оптическом диапазоне. - approximation of the “uniformity-entropy” relationship obtained in the optical range.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is carried out as follows.

Предварительно осуществляют оценку температуры смешиваемых компонентов смеси в сравнении друг с другом. В случае, если смешиваемые компоненты имеют близкую температуру, выполняют предварительный подогрев или охлаждение одного их смешиваемых компонентов. The temperature of the mixed components of the mixture is first assessed in comparison with each other. If the mixed components have a similar temperature, preheat or cool one of the mixed components.

Этот компонент выступает тепловым индикатором в процессе приготовления смеси.This component acts as a thermal indicator during the preparation of the mixture.

С помощью светосканирующего устройства, в качестве которого применяют детектор инфракрасного излучения, дистанционно снимается тепловой образ поверхности смеси.Using a light-scanning device, which uses an infrared radiation detector, a thermal image of the surface of the mixture is remotely taken.

Полученный тепловой образ преобразуется в оптическое изображение.The resulting thermal image is converted into an optical image.

Осуществляют обработку полученного оптического изображения с помощью компьютерных цветовых моделей RGB с разложением цвета каждой точки образа поверхности смеси на три составляющих.The resulting optical image is processed using computer RGB color models with the decomposition of the color of each point of the mixture surface image into three components.

По данным исследования формируют матрицы отображения цветовых составляющих. Based on the research data, matrices for displaying color components are formed.

Строят эмпирические законы распределения интенсивности цветовых составляющих.Empirical laws for the distribution of the intensity of color components are constructed.

Определяют значение энтропии оптолептической информации для каждого цветового слоя, а затем суммарную энтропию, по значению которой определяют степень однородности перемешиваемой гетерогенной смеси.The entropy value of optoleptic information is determined for each color layer, and then the total entropy, the value of which determines the degree of homogeneity of the mixed heterogeneous mixture.

Возможность осуществления способа подтверждается следующими примерами.The possibility of implementing the method is confirmed by the following examples.

Эксперимент строился следующим образом.The experiment was structured as follows.

В специально подготовленный смеситель, имеющим мешалку с электроприводом, загружались подготовленные компоненты смеси. Включалась мешалка.The prepared mixture components were loaded into a specially prepared mixer with an electric stirrer. The stirrer turned on.

Через равные промежутки времени с помощью фотокамеры производилось снятие оптолептической информации, а с помощью тепловизора - фиксировался тепловой образ поверхности.At regular intervals, optoleptic information was taken using a camera, and a thermal image of the surface was recorded using a thermal imager.

Для обоих отображений поверхности вычислялась энтропия оптолептической информации.For both surface displays, the entropy of optoleptic information was calculated.

Описанным образом произведено четыре эксперимента в результате которых было получено четыре различных смеси.In the manner described, four experiments were carried out resulting in four different mixtures.

Пример №1: эксперимент по приготовлению строительного раствора №1.Образы поверхности смеси, полученные в процессе приготовления смеси «Строительный раствор №1» в оптическом и инфракрасном диапазонах, представлены в таблице 1.Example No. 1: experiment on the preparation of mortar No. 1. Images of the surface of the mixture obtained during the preparation of the mixture “Building mortar No. 1” in the optical and infrared ranges are presented in Table 1.

Таблица 1Table 1 Такт смешенияMixing stroke Внешней вид поверхности смеси, полученной фотофиксацией (оптический способ)Appearance of the surface of the mixture obtained by photofixation (optical method) Внешней вид теплового образа поверхности смеси (тепловизионным способ)External view of the thermal image of the surface of the mixture (thermal imaging method) 11 22 33 44 55

Значения энтропии оптолептической информации для поверхности смеси «Строительный раствор №1» в оптическом и инфракрасном диапазонах представлены в таблице 2.The entropy values of optoleptic information for the surface of the “Building mortar No. 1” mixture in the optical and infrared ranges are presented in Table 2.

Таблица 2table 2 Точка смешенияMixing point Энтропия оптолептической информации (оптический способ)Entropy of optoleptic information (optical method) Энтропия информации теплового образаEntropy of thermal image information 11 17.317.3 19.019.0 22 16.516.5 11.011.0 33 16.016.0 10.810.8 44 11.211.2 11.011.0 55 10.410.4 8.98.9

На фиг.1 представлены графики зависимости энтропии оптолептической информации, полученные в оптическом и тепловом диапазонах, от времени перемешивания для смеси «Строительный раствор №1». Из графика, представленного на фиг.1 следует, что изменение энтропии оптолептической информации, вычисленной для поверхности смеси, полученной тепловизорным способом, подчиняется тому же закону, что и энтропии оптолептической информации, вычисленной для поверхности смеси, полученной оптическим способом. Это подтверждает корректность работы предложенного способа в сравнении с известным.Figure 1 shows graphs of the dependence of the entropy of optoleptic information, obtained in the optical and thermal ranges, on the mixing time for the mixture “Building mortar No. 1”. From the graph presented in figure 1 it follows that the change in the entropy of optoleptic information calculated for the surface of the mixture obtained by the thermal imaging method obeys the same law as the entropy of optoleptic information calculated for the surface of the mixture obtained by the optical method. This confirms the correct operation of the proposed method in comparison with the known one.

Пример №2: эксперимент по приготовлению строительного раствора №2.Example No. 2: experiment on preparing mortar No. 2.

Образы поверхности смеси, полученные в процессе приготовления смеси «Строительный раствор №2» в оптическом и инфракрасном диапазонах, представлены в таблице 3.Images of the surface of the mixture obtained during the preparation of the mixture “Building mortar No. 2” in the optical and infrared ranges are presented in Table 3.

Таблица 3Table 3 Такт смешенияMixing stroke Внешней вид поверхности смеси, полученной фотофиксацией (оптический способ)Appearance of the surface of the mixture obtained by photofixation (optical method) Внешней вид теплового образа поверхности смеси (тепловизионным способ)External view of the thermal image of the surface of the mixture (thermal imaging method) 11 22 33 44 55 66

Значения энтропии оптолептической информации для поверхности смеси «Строительный раствор №2» в оптическом и инфракрасном диапазонах представлены в таблице 4.The entropy values of optoleptic information for the surface of the “Building mortar No. 2” mixture in the optical and infrared ranges are presented in Table 4.

Таблица 4Table 4 Точка смешенияMixing point Энтропия оптолептической информации (оптический способ)Entropy of optoleptic information (optical method) Энтропия информации теплового образаEntropy of thermal image information 11 16.316.3 16.616.6 22 17.117.1 15.415.4 33 15.315.3 13.313.3 44 15.115.1 11.711.7 55 14.714.7 10.510.5 66 16.016.0 10.310.3

На фиг.2 представлены графики зависимости энтропии оптолептической информации, полученные в оптическом и тепловом диапазонах, от времени перемешивания для смеси «Строительный раствор №2».Figure 2 shows graphs of the dependence of the entropy of optoleptic information, obtained in the optical and thermal ranges, on the mixing time for the mixture “Building mortar No. 2”.

Абсолютная разность энтропий оптолептической информации, полученной для оптического и теплового диапазонов, указывает на угол наклона экспоненциальной зависимости, которой выражается уменьшение энтропии оптолептической информации, т.е. чем больше значение этой разности, тем наибольшее приращение имеет функция энтропии на каждом такте смешения. Чем больше величина данного приращения, тем более точно можно определить изменение энтропии.The absolute difference in the entropy of optoleptic information obtained for the optical and thermal ranges indicates the slope of the exponential relationship, which expresses the decrease in the entropy of optoleptic information, i.e. The greater the value of this difference, the greater the increment in the entropy function at each mixing cycle. The larger the value of this increment, the more accurately the change in entropy can be determined.

Из графиков, представленных на фиг.2, следует, что абсолютная разность энтропий имеет большее значение для оптолептической информации, полученной в тепловом диапазоне, чем для оптолептической информации, полученной в оптическом диапазоне. Это свидетельствует о том, что заявленный способ контроля степени однородности смеси «Строительный раствор №2» в процессе ее приготовления обеспечивает более высокую степень контроля, чем известный способ.From the graphs presented in figure 2, it follows that the absolute entropy difference is of greater importance for optoleptic information obtained in the thermal range than for optoleptic information obtained in the optical range. This indicates that the claimed method of controlling the degree of homogeneity of the “Building mortar No. 2” mixture during its preparation provides a higher degree of control than the known method.

Пример №3: эксперимент по приготовлению коллоидного раствора.Example No. 3: experiment on preparing a colloidal solution.

Образы поверхности смеси, полученные в процессе приготовления смеси «Коллоидный раствор» в оптическом и инфракрасном диапазонах, представлены в таблице 5.Images of the surface of the mixture obtained during the preparation of the “Colloidal Solution” mixture in the optical and infrared ranges are presented in Table 5.

Таблица 5Table 5 Такт смешенияMixing stroke Внешней вид поверхности смеси, полученной фотофиксацией (оптический способ)Appearance of the surface of the mixture obtained by photofixation (optical method) Внешней вид теплового образа поверхности смеси (тепловизионным способ)External view of the thermal image of the surface of the mixture (thermal imaging method) 11 22 33 44 55 66

Значения энтропии оптолептической информации для поверхности смеси «Коллоидный раствор» в оптическом и инфракрасном диапазонах представлены в таблице 6.The entropy values of optoleptic information for the surface of the “Colloidal solution” mixture in the optical and infrared ranges are presented in Table 6.

Таблица 6Table 6 Точка смешенияMixing point Энтропия оптолептической информации (оптический способ)Entropy of optoleptic information (optical method) Энтропия информации теплового образаEntropy of thermal image information 11 13.613.6 15.615.6 22 13.313.3 14.714.7 33 16.316.3 14.414.4 44 8.98.9 9.79.7 55 10.510.5 8.88.8 66 11.111.1 8.68.6

На фиг.3 представлены графики зависимости энтропии оптолептической информации, полученные в оптическом и тепловом диапазонах, от времени перемешивания для смеси «Коллоидный раствор».Figure 3 shows graphs of the dependence of the entropy of optoleptic information, obtained in the optical and thermal ranges, on the mixing time for the “Colloidal solution” mixture.

Абсолютная разность энтропий оптолептической информации, полученной для оптического и теплового диапазонов, указывает на угол наклона экспоненциальной зависимости, которой выражается уменьшение энтропии оптолептической информации, т.е. чем больше значение этой разности, тем наибольшее приращение имеет функция энтропии на каждом такте смешения. Чем больше величина данного приращения, тем более точно можно определить изменение энтропии.The absolute difference in the entropy of optoleptic information obtained for the optical and thermal ranges indicates the slope of the exponential relationship, which expresses the decrease in the entropy of optoleptic information, i.e. The greater the value of this difference, the greater the increment in the entropy function at each mixing cycle. The larger the value of this increment, the more accurately the change in entropy can be determined.

Из графиков, представленных на фиг.3, следует, что абсолютная разность энтропий имеет большее значение для оптолептической информации, полученной в тепловом диапазоне, чем для оптолептической информации, полученной в оптическом диапазоне. Это свидетельствует о том, что заявленный способ контроля степени однородности смеси «Коллоидный раствор» в процессе ее приготовления обеспечивает более высокую степень контроля, чем известный способ.From the graphs presented in Fig. 3, it follows that the absolute entropy difference is of greater importance for optoleptic information obtained in the thermal range than for optoleptic information obtained in the optical range. This indicates that the claimed method of controlling the degree of homogeneity of the “Colloidal solution” mixture during its preparation provides a higher degree of control than the known method.

Пример №4: эксперимент по приготовлению комплексного удобрения.Example No. 4: experiment on the preparation of complex fertilizer.

Образы поверхности смеси, полученные в процессе приготовления смеси «Комплексное удобрение» в оптическом и инфракрасном диапазонах, представлены в таблице 7.Images of the mixture surface obtained during the preparation of the “Complex Fertilizer” mixture in the optical and infrared ranges are presented in Table 7.

Таблица 7Table 7 Такт смешенияMixing stroke Внешней вид поверхности смеси, полученной фотофиксацией (оптический способ)Appearance of the surface of the mixture obtained by photofixation (optical method) Внешней вид теплового образа поверхности смеси (тепловизионным способ)External view of the thermal image of the surface of the mixture (thermal imaging method) 11 22 33 44 55 66

Значения энтропии оптолептической информации для поверхности смеси «Комплексное удобрение» в оптическом и инфракрасном диапазонах представлены в таблице 8.The entropy values of optoleptic information for the surface of the “Complex Fertilizer” mixture in the optical and infrared ranges are presented in Table 8.

Таблица 8Table 8 Точка смешенияMixing point Энтропия оптолептической информации (оптический способ)Entropy of optoleptic information (optical method) Энтропия информации теплового образаEntropy of thermal image information 11 13.613.6 15.615.6 22 13.313.3 14.014.0 33 16.316.3 12.312.3 44 8.98.9 10.110.1 55 10.510.5 9.79.7 66 11.111.1 8.88.8

На фиг.4 представлены графики зависимости энтропии оптолептической информации, полученные в оптическом и тепловом диапазонах, от времени перемешивания для смеси «Комплексное удобрение».Figure 4 shows graphs of the dependence of the entropy of optoleptic information, obtained in the optical and thermal ranges, on the mixing time for the “Complex fertilizer” mixture.

Абсолютная разность энтропий оптолептической информации, полученной для оптического и теплового диапазонов, указывает на угол наклона экспоненциальной зависимости, которой выражается уменьшение энтропии оптолептической информации, т.е. чем больше значение этой разности, тем наибольшее приращение имеет функция энтропии на каждом такте смешения. Чем больше величина данного приращения, тем более точно можно определить изменение энтропии.The absolute difference in the entropy of optoleptic information obtained for the optical and thermal ranges indicates the slope of the exponential relationship, which expresses the decrease in the entropy of optoleptic information, i.e. The greater the value of this difference, the greater the increment in the entropy function at each mixing cycle. The larger the value of this increment, the more accurately the change in entropy can be determined.

Из графиков, представленных на фиг.4, следует, что абсолютная разность энтропий имеет большее значение для оптолептической информации, полученной в тепловом диапазоне, чем для оптолептической информации, полученной в оптическом диапазоне. Это свидетельствует о том, что заявленный способ контроля степени однородности смеси «Комплексное удобрение» в процессе ее приготовления обеспечивает более высокую степень контроля, чем известный способ.From the graphs presented in Fig. 4, it follows that the absolute entropy difference is of greater importance for optoleptic information obtained in the thermal range than for optoleptic information obtained in the optical range. This indicates that the claimed method of controlling the degree of homogeneity of the “Complex Fertilizer” mixture during its preparation provides a higher degree of control than the known method.

Преимущество изобретения состоит в том, что оно позволяет повысить точность контроля степени однородности гетерогенных смесей в процессе их приготовления.Advantage of the invention is that it makes it possible to increase the accuracy of control of the degree of homogeneity of heterogeneous mixtures during their preparation.

Claims (1)

Способ определения степени гомогенизации гетерогенных смесей, включающий дистанционное сканирование поверхности смеси, обработку полученного изображения с помощью компьютерных цветовых моделей RGB с разложением цвета каждой точки образа поверхности смеси на три составляющих, вычисление энтропии оптолептической информации и определение степени однородности перемешиваемой гетерогенной смеси по значению энтропии оптолептической информации, отличающийся тем, что используют тепловой индикатор, в качестве теплового индикатора выступает один из смешиваемых компонентов; в случае, если смешиваемые компоненты имеют близкую температуру, выполняют предварительный подогрев или охлаждение теплового индикатора, в качестве светосканирующего устройства применяют детектор инфракрасного излучения.A method for determining the degree of homogenization of heterogeneous mixtures, including remote scanning of the surface of the mixture, processing the resulting image using RGB computer color models with decomposition of the color of each point of the image of the mixture surface into three components, calculating the entropy of optoleptic information and determining the degree of homogeneity of the stirred heterogeneous mixture from the entropy value of optoleptic information , characterized in that a thermal indicator is used; one of the components being mixed acts as a thermal indicator; If the components being mixed have a similar temperature, the heat indicator is preheated or cooled, and an infrared radiation detector is used as a light-scanning device.
RU2022133877A 2022-12-22 Method for determining the degree of homogenization of heterogeneous mixtures RU2803033C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2803033C1 true RU2803033C1 (en) 2023-09-05

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2005119A1 (en) * 1970-02-05 1971-08-26 Bayer Method and device for continuous measurement of differences in homogeneity in mixtures and dispersions
US6983060B1 (en) * 1999-11-26 2006-01-03 Aluminium Pechiney Method to measure degree and homogeneity of alumina calcination
RU2489705C1 (en) * 2012-02-27 2013-08-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method of determining degree of homogenisation of heterogeneous mixtures based on visual information on surface thereof
RU2544290C1 (en) * 2013-10-17 2015-03-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for evaluating quality of homonisation of heterogenous mixtures

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2005119A1 (en) * 1970-02-05 1971-08-26 Bayer Method and device for continuous measurement of differences in homogeneity in mixtures and dispersions
US6983060B1 (en) * 1999-11-26 2006-01-03 Aluminium Pechiney Method to measure degree and homogeneity of alumina calcination
RU2489705C1 (en) * 2012-02-27 2013-08-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method of determining degree of homogenisation of heterogeneous mixtures based on visual information on surface thereof
RU2544290C1 (en) * 2013-10-17 2015-03-20 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for evaluating quality of homonisation of heterogenous mixtures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Application of quality by design in the current drug development
Amigo Practical issues of hyperspectral imaging analysis of solid dosage forms
Challa et al. Chemometrics-based process analytical technology (PAT) tools: applications and adaptation in pharmaceutical and biopharmaceutical industries
EP3759465B1 (en) Methods and systems for calibrating and using a camera for detecting an analyte in a sample
KR102133633B1 (en) A device for real-time detecting nucleic acids amplification products
US10012580B2 (en) Apparatus and method for measurements of growth or dissolution kinetics of colloidal particles
US20100110220A1 (en) Systems and Methods for High-Throughput Turbidity Measurements
RU2803033C1 (en) Method for determining the degree of homogenization of heterogeneous mixtures
CN108407191A (en) A kind of plastics color blending technique
US8855266B2 (en) X-ray stress measurement apparatus
Kline et al. Production and certification of NIST standard reference material 2372 human DNA quantitation standard
US6306319B1 (en) Method of determining wear
Lundsberg‐Nielsen et al. Process analytical technology (PAT)
Ishikawa et al. NIR imaging
Jain et al. Light scattering and transmission measurement using digital imaging for online analysis of constituents in milk
Ishikawa et al. Development of a high-speed monitoring near infrared hyperspectral camera (Compovision) for wide area imaging and its applications
Amigo et al. Batch-wise versus continuous dough mixing of Danish butter cookies. A near infrared hyperspectral imaging study
Gryczke Hot-melt extrusion process design using process analytical technology
Kumar et al. A simple 2D composite image analysis technique for the crystal growth study of L‐ascorbic acid
RU2807024C1 (en) Method for determining degree of homogenization of heterogeneous mixtures
EP4187458A1 (en) Method of electronic recording of experiments
RU2544290C1 (en) Method for evaluating quality of homonisation of heterogenous mixtures
Saleheen et al. Evaluating color performance of whole-slide imaging devices by multispectral-imaging of biological tissues
Kandpal et al. Hyperspectral imaging sensor for optimization of small molecule formulations
Swami et al. Process Analytical Technology (PAT): Enhancing Quality and Efficiency in Pharmaceutical Development and Production