材料识别和区分系统和方法、材料识别或区分方法和检测材料的材料性能的测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及识别或区分材料(Mj)的系统(500)，包括至少一个本地装置(510、520、530)和中央装置(550)。每个本地装置(510、520、530)包括至少一个测量装置(400)和至少一个本地计算机(541)，测量装置用于获取材料(Mj)的各自至少一个实际符号(220j)，本地计算机与至少一个测量装置(400)通讯连接并具有用于存储和/或处理实际符号(220j)的本地数据库(4)。至少一个中央装置(550)包括服务器(552)，其具有用于存储和/或处理本地装置(510、520、530)的实际符号(220j)的中央数据库(7)。该系统(500)还包括通过中央装置(550)的服务器(552)通讯连接本地装置的(510、520、530)的本地计算机的网络(560)。本发明专利技术包括运行系统(500)的相应方法、识别或区分材料的分析方法和检测材料(Mj)的材料性能的测量装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】材料识别和区分系统和方法、材料识别或区分方法和检测材料的材料性能的测量装置
本专利技术涉及材料识别或区分系统。 本专利技术还包含利用系统来识别或区分材料的方法。 另外，本专利技术涉及材料识别或区分方法。 本专利技术还包含检测材料的材料性能的测量装置。
技术介绍
为了分析异质物质或混合物如粉末、膏、悬浮体、散料，采用各种各样的总是着眼于一种或多种特殊性能的测量方法。粉末可以通过散光检查就颗粒尺寸分布而言被测量。材料化学性能可以高精度地在体积和表面组成方面被确定。类似地,材料或混合材料的电磁性能可被测量。测量方法的用时和设备成本是截然不同的。但不是每一种方法都适用于足够快速的或适合实时的工艺控制。 粉末分析法和还有准确的材料分析大多是复杂、高成本且时间密集的方法。尤其在异质材料如粉末、膏、悬浮体、散料、异质混合物的情况下，在物理化学性能和加工过程中的行为之间的关联是复杂且难以检验的。因而大多动用经验知识。一般，无法从大量颗粒如散料或粉末的共同性能推断出单独颗粒的性能，反之亦然。 只有在精确的化学分析很多颗粒以及最精确的确定颗粒大小分布和颗粒形状的情况下，例如可以困难地推断出工艺相关参数如可喷淋性、结块能力、外观密度。散料或粉末的复杂性使得加工过程中的质量保证变得困难。 在技术相关的工艺中，颗粒尺寸和颗粒形状的统计学分布以及在体积内和表面上的颗粒化学组成都是重要的。在粉末混合物情况下复杂程度相应高。 为了生产，可能需要准确知晓所供给的原材料的成分是否改变。材料癖好、材料源或者供货商的每次改变都存在使已启动的根据经验来控制的工艺过程变得不稳定的风险。通常，并未通知供货商方面的材料组成变化，因为这种变化被视为不太相关。生产工艺故障通常是复杂和多因的。因此，某种有缺点的原材料是故障起因的证据事后大多只能很难追索。 欧洲专利文献EP I 194 762 BI的译文DE 600 23 005 T2公开了一种系统、一种装置和一种方法用于多次检测在一定环境中某分析物的化学以及物理特征的组合以产生明确的符号。另外，未知的分析物可以通过将其未知符号与已知分析物或混合物质的所存储的输出符号相比较来检测和识别。测量数据记录通过算法来分析。算法也可以优选特征选择或传感器选择。算法可以是神经元网络，其通过基于在数量集合中的预定标准修正错误的或不希望的输出来训练。尤其是，相关联的变量被变换成少量的不相关的变量(主成分分析，PCA)。PCA的目的是减小数据记录的量纲性。作为应用，尤其知道了材料质量控制、工作保护或食品和农业产品监测。没有公开在宏观材料性能方面的材料分析，例如粉末状异质材料的颗粒大小、尺寸分布、聚团状态、流变性能或混合比。还没有公开如何连续运行自动化材料质量控制或者可如何并入现有的生产过程中。另外，材料符号不与工艺或设备相关。 欧洲专利文献EP O 606 121 BI的译文DE 694 17 519 T2公开了一种用于粉末状产品的选择测量参数的自动质检仪。许多检验装置和数据站计算机在粉末部分上同时获取这些测量参数。测量参数尤其是颗粒大小、散装密度或聚合度。如此得到的测量数据在中心数据处理装置内汇总并且与质量标准相比较。也确定杂质并且掌握其量。而测量参数的选择未被自动化。另外，没有提出算法来求出足以明确确定样品的减少组或最少组的测量参数。而且，在容器内的待测分量按照每个容器标签文字利用机械臂被送给相应的测量机构。在测量及其分析中仍然没有考虑环境状况。 德国专利文献DE 33 08 998 Al公开了一种专用于粉末或气溶体的弥散性能测量的仪器。没有提出化学测量参数。也无法识别粉末。没有描述数字数据获得和分析。 国际专利申请WO 99/61902 Al公开了一种方法和一种系统用于识别分析物并与其它分析物区分开。该专利技术意义上的分析物尤其是水蒸汽或液体携带的气味。某些情况下，采用了统计学度量。使许多传感器经历不同的气味并且产生相应的电气响应，其以矢量形式在d维空间中被示出。统计学度量在中央计算机内针对在第一和第二气味之间的选择性和和尽量少的矢量被优化。这通过确定投射至d维空间的尽量低维度的子空间上的投影轴被数学转换，该子空间通过两种不同气味的数据记录的最佳划分而形成。所述的传感器类型尤其包含声学、化学和微型光机电装置。所有传感器的联合答复提供了可被用于分析物的识别的“指纹”。这些检查方法涉及化学性能，而不涉及物理性能且尤其是流变性能。所述减少组的传感器确实用于快速高效的测量，但没有公开整合到生产工艺或伴随生产的实时测量中。另外，“指纹”没有被用在操作安全的物质标示中。另外，物质符号不与工艺或设备相关联。 美国专利文献US5，074, 158A公开了一种粉末连续检验装置，该粉末被输送经过生产设备的管子。该检验结果通过光学检测来获得，作为图像在显示器上来显示并且由图像分析仪来分析。没有规定识别粉末。而且，没有逻辑关联测量数据记录或通过计算机辅助算法进行分析。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种由多个测量装置构成的系统，其用于系统化的、快速的、低成本且可靠的选择识别和区分不同的异质材料，它提升了若干独立的测量装置之间的选择性并同时降低了测量成本。 该任务将通过包括权利要求1的特征的系统来完成。 另外，本专利技术的任务是提供一种快速的、低成本且可靠的用于识别和区分不同异质材料的系统的运行方法，其提升了选择性并同时降低了测量成本。 该任务将通过包括权利要求5的特征的方法来完成。 本专利技术同样有以下任务，提供一种可标准化的、快速而低成本的可靠分析方法，其在识别或区分不同异质材料如粉末时提升了选择性并同时降低了测量成本。 该任务将通过包括权利要求11的特征的分析方法来完成。 另外，本专利技术的任务是提供一种低成本的、可靠而可灵活配置的、可标准化的测量装置，其能再现适用于识别或区分异质材料如粉末的测量值并能以尽量低的测量成本来提取所述测量值。 该任务将通过包括权利要求25的特征的测量装置来完成。 本专利技术涉及一种用于识别或区分材料的系统。该系统由至少一个本地装置和至少一个中央装置构成。每个本地装置包括至少一个测量装置和至少一个本地计算机，测量装置用于获取用于待确定材料的各自至少一个实际符号，本地计算机与所述至少一个测量装置通讯连接并具有用于存储和/或处理实际符号的数据库。所述至少一个中央装置包括服务器，其具有用于存储和/或处理本地装置的实际符号的中央数据库。该系统还包括网络，网络通过中央装置的服务器通讯连接所述本地装置的本地计算机。 根据本专利技术，实际符号的处理优选根据以下所述的方法或分析方法来进行。尤其是所述系统的本地装置的测量装置能为此包含从在至少一种材料样品的k个时间相关的测量值中分别选择u个测量工具以执行I个不同的测量方法来获得实际符号。所述选择由用于执行m个不同测量方法的V个测量工具保持以从用于至少一个理想材料的η个测量值分别确定一个扩展符号。数字u、I和k分别小于等于v、m和η。数据获取装置与所述u个测量工具电连接以同步获得所述实际符号的k个时间相关的测量值并与各自本地计算机电连接。 该系统可以包含用于执行所有m个不同测量方法以由用于至少一个理想材料的η个测量值获得各自一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种识别或区分材料(Mj)的系统(500)，其特征是具有：·至少一个本地装置(510、520、530)，其分别包括至少一个测量装置(400)和至少一个本地计算机(541)，所述测量装置用于获取用于材料(Mj)的各自至少一个实际符号(220j)，所述本地计算机与所述至少一个测量装置(400)通讯连接并具有存储和/或处理所述实际符号(220j)的本地数据库(4)；·至少一个中央装置(550)，其包括服务器(552)，所述服务器带有用于存储和/或处理所述本地装置(510、520、530)的实际符号(220j)的中央数据库(7)；和·网络(560)，所述网络通过所述中央装置(550)的所述服务器(552)通讯连接所述本地装置(510、520、530)的本地计算机(541)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.09 DE 102012106132.7;2013.07.02 DE 10201311.一种识别或区分材料(MP的系统(500)，其特征是具有: ?至少一个本地装置(510、520、530)，其分别包括至少一个测量装置(400)和至少一个本地计算机(541)，所述测量装置用于获取用于材料(Mp的各自至少一个实际符号(220 j)，所述本地计算机与所述至少一个测量装置(400)通讯连接并具有存储和/或处理所述实际符号(220j)的本地数据库(4)； ?至少一个中央装置(550)，其包括服务器(552)，所述服务器带有用于存储和/或处理所述本地装置(510、520、530)的实际符号(220j)的中央数据库(7);和 ?网络(560)，所述网络通过所述中央装置(550)的所述服务器(552)通讯连接所述本地装置(510、520、530)的本地计算机(541)。2.根据权利要求1所述的系统(500)，其中，所述至少一个测量装置(400)包括本地装置(510、520、530)，其包括: ?多个测量工具(Al，Au)，用于在材料(Mj)的至少一个样品(414)上执行I个不同的测量方法(SI，...，SI)以从k个与时间相关的测量值获取实际符号(220j)，所述k个与时间相关的测量值是由V个测量工具(Al，..., Av)产生的，所述V个测量工具被用于执行m个不同的测量方法(SI，...，Sm)以根据用于至少一个理想材料(Mi)的η个测量值来确定各自一个扩展符号(10i)，其中，数字U、I和k分别小于等于V、m和η ;和 ?数据获取装置(460)，其与所述u个测量工具(Al，...，Au)和所述本地计算机(541)电连接，所述u个测量工具用于同步化获取所述实际符号(200j)的k个与时间相关的测量值。3.根据权利要求1或2所述的系统(500)，其中，所述系统(500)包括用于执行所有m个不同测量方法(SI，...，Sm)以从用于至少一个理想材料(Mi)的η个测量值来确定各自一个扩展符号(10i)的所有测量工具(Al，...，Av)，从而所述扩展符号(10i)能通过所述系统(500)被提取并且能不易失地存储在所述中央数据库(7)里。4.根据前述权利要求之一所述的系统(500)，其中，所述中央装置(550)包括至少另一个测量装置(404)，其多个测量工具。5.一种利用系统(500)来识别或区分材料(Mp的方法，具有以下步骤: ?由所述系统(500)的本地装置(510、520、530)的至少一个用户(511、521、531)从待确定材料(Mj)的k个不同测量值中提取(610) —实际符号(220j)； ?所述至少一个用户(511、521、531)向所述系统(500)的中央装置(550)的运营商(551)问询(620)，其中，所述实际符号(220j)是伴随所述问询传输的； ?在所述中央装置(550)的服务器(552)上非易失地存储由所述至少一个用户(511、521,531)传输的实际符号(220j)； ?通过利用与用于至少一个理想材料(Mi)的实际符号(220j)的各自关联(200i)来生成各自一个推导出的理想符号(300j)，其中，所述关联(200i)涉及理想材料(Mi)的扩展符号(10i)，其中，所述扩展符号(10i)由η个不同的测量值构成并且数字η大于等于数字k ； ?计算所述材料(Mp的所述推导出的实际符号(300j)相对于所述至少一个理想材料(Mi)的各扩展符号(10i)的各个差(Sij)； ?向进行问询的用户(511、521、531)回复(630):对于哪些理想材料(Mi)而言，材料(Mj)相对于理想材料(Mi)的各个差(Sij)小于针对所述理想材料(Mi)所确定的容差⑷。6.根据权利要求5所述的方法，其中，由至少一个用户(511、521、531)和/或由运营商(551)向所述实际符号(200i)补充涉及问询用户(511、521、531)和/或涉及运营商(551)的元数据。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述元数据包括检查协议，其至少包括所述各个差(δ ij)和/或关于材料(Mj)质量的证明，和/或测得的实际符号(200j)。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，问询用户(511、521、531)基于运营商(551)的回复(630)来评估所述材料(Mj)的正确识别或区分，并将其评估结果(640)作为元数据回复给运营商(551)。9.根据权利要求6至8之一所述的方法，其中，对于每个用户(511、521、531)，针对至少一个理想材料(Mi),根据具有相应权重(42a，…，42p)的若干优化准则(41a，…，41p)的组合(40)来优化对应的关联(220i)和所属的推导出的理想符号(300i)，其中，所述权重(42a,...，42p)依据元数据来修改。10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述运营商(551)和/或用户(511、521、531)依据元数据和/或实际符号(200j) ?给所述实际符号(200j)扩展以由附加测量方法(Al，…，Av)所获得的测量值，并且重新优化用于至少一个理想材料(Mi)的关联(220i)和推导出的理想符号(300i);或者 ?作为新的理想材料(Mi)在本地数据库(4)和/或在中央数据库(7)内存储所述材料(Mj)。11.一种识别或区分材料(Mp的方法，包括以下步骤: ?从m个不同测量方法(SI，…，Sm)中选择(210)1个测量方法，其中，数字I小于等于m ; ?利用用于执行所述I个不同测量方法(SI，...,SI)的测量装置(400)来测量(21)材料(Mj)的实际符号(200j)； ?通过利用至少一个理想材料(Mi)的至少一个分别对应于一理想材料(Mi)的关联(220?)来从所述材料(Mp的测得的实际符号(200j)中生成(22)各个推导出的实际符号(300j)； ?确定(23)所述材料(Mp的推导出的实际符号与至少一个理想材料(Mi)的各个推导出的理想符号(300i)之差(δ ij)； ?将每个差(S ij)与专用于各理想材料(Mi)的容差(Λ)进行比较(24);和 ?输出￠2):对于哪些理想材料(M)而言，所述理想材料(Mi)和材料(Mj)之间的各差(δ ij)小于各个理想材料(Mi)的容差...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·内特斯黑姆，
申请(专利权)人：赖茵豪森机械制造公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE