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玻璃原料粒度的控制前言玻璃行业对原料的控制水平可以分为三个台阶:一是成份的控制,这包括原料的高品位、成份的稳定及水分的稳定等;二是颗粒度的控制,包括对最大颗粒的限制、对超细粉的控制以及对各种不同颗粒级别的配比的控制;三是配合料控制,即通过控制混合料的氧化-还原势,使熔化、澄清和均化达到更科学、合理的状态。随着行业技术的不断发展进步,人们现在已经越来越深刻地认识到原料质量对玻璃生产的影响,其中对原料成份的控制,已被人们广为接受并得以充分地重视,而对颗粒度的控制也应作为一个重要课题。这是现今玻璃行业必须直面,并要努力跨越的重要技术台阶。玻璃原料粒度对生产的影响玻璃原料按其在玻璃中起的作用主要分为,原料和辅助原料。主要原料是形成玻璃结构的主体原料,它决定着玻璃的主要物理,化学性质。这些原料熔融反应后即生成硅酸盐,构成玻璃液的主体,如硅砂,纯碱等。辅助原料其用量较少,主要用以改善玻璃的熔化,澄清,成形性能或使产品具有某些特殊性能,如加入芒硝作澄清剂,加碳粉作还原剂,加硒钴作着色剂等。原料颗粒度的控制包括三个方面:一是颗粒上限,即允许粉料中最大颗粒的尺寸,超过上限尺寸的称为大颗粒。大颗粒的存在会对熔化质量产生很坏的影响。二是颗粒下限,即允许粉料中最细颗粒的尺寸,小于下限尺寸的往往就称为细粉。三是颗粒级配,指在粉料中,各种不同尺寸级别的颗粒所占的比例。颗粒级合理的配合料将会有助于熔化质量的提高。目前国内一般水平的浮法生产线对原料的颗粒度还不太重视,只有较先进的浮法玻璃生产线,对硅质原料的要求均很严格,大颗粒限制得越来越小,细粉含量限制的越来越少。要想达到节能降耗,提高玻璃产量和质量的目的,首先合理地控制好玻璃原料的粒度。如果大颗粒过多时,会造成玻璃熔化困难,最终会形成夹杂物等缺陷而影响玻璃质量。细粉颗料之间有许多细小的空隙,夹杂着许多气体,占据着一定的空间,这些气体空间会形成隔热层,降低了混合料的热传导性,从而提高了熔化难度,产生大颗粒的效应。同时这些气体空隙的存在还降低了玻璃熔体的润湿性,容易导致产品中的微气泡。其次在水份较大的情况下,粉料容易形成卵状细粉料团,这种料团有时在混合机中也打不开,形成“料蛋”造成混合料不均。即便是水份较低的粉料,也会由于过多细粉的存在而影响混合料的均匀性。此外细粉中含重质难熔矿物成份较多,易带来较多的杂质和熔化缺陷。济南微纳粒度仪应用WINNER2308是一款干湿一体大量程激光粒度仪,采用新一代设计理念,成功解决了干湿一体化的各项技术问题,实现干湿一键切换,使用非常便捷,融合了济南微纳公司的多项专利技术,采用会聚光傅里叶变换专利技术、频谱放大技术,不仅克服了透镜孔径对散射角的限制,在有限的空间内实现量程的大范围扩展,并添加多个辅助集成光电探测器,能有效采集测试量程所对应的各个角度的散射光,实现全量程内的测试准确度和可靠性。采用紊流分散专利技术,利用激波的剪切效果,使颗粒样品达到充分的分散,分散系统关键部位采用耐磨陶瓷,不仅提高了使用寿命,而且还保证测试。是颗粒种类较多且颗粒分布较宽的工业生产质量控制部门及科研机构的首选。产品应用案例河北省沙河玻璃技术研究院是由沙河市人民政府与武汉理工大学共同组建的科研单位。定位是以玻璃应用基础研究与技术转化为主导方向,立足玻璃材料科学前沿,通过自主创新,以推动玻璃产业的技术进步。研究院主要开展浮法玻璃生产关键技术和新品种、新能源玻璃技术、产品缺陷快速诊断与分析等核心技术的研究开发。研究院拥有一批先进的玻璃材料制备、性能测试、质量检测的专业仪器与设备。近年来,河北省沙河玻璃技术研究院采用济南微纳颗粒仪器股份有限公司提供的新型激光粒度仪对玻璃应用技术进行革新与研究。济南微纳提供的测试服务与支持,得到了研究院院士们的一致好评。研究所构筑了玻璃材料及其关键技术研究的支撑体系,将在玻璃材料的研究与开发中发挥重要作用。
[size=16px][color=#339999][b]摘要:模拟肺呼吸过程的离体肺通气控制新方法——真空压力(正负压)法,目前还停留在理论层面的文献报道,还未见到这种方法的仪器化内容和细节。本文基于这种新方法提出了仪器化实现的具体解决方案,解决方案的核心内容是采用了正负压调节器和具有远程设定点功能的高精度PID控制器,由此可实现离体肺内部正压的恒定控制以及离体肺外部负压的周期性波动控制。此解决方案具有很强的灵活性、适用性和拓展性,可进行真空压力宽工作范围内的任意定点和多种波形的设置和控制,便于通气过程中各种实验参数的探索和优化。[/b][/color][/size][align=center] [img=离体肺通气装置中真空和压力控制的解决方案,600,385]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/06/202306290956065298_5355_3221506_3.jpg!w690x443.jpg[/img][/align][b][size=18px][color=#339999]1. 离体肺正负压通气方法及需解决的问题[/color][/size][/b][size=16px] 肺移植是有效的治疗方法之一,供体肺在进行移植手术之前可能需要进行离体灌注和通气以恢复或保持其功能,或评估或评价它们的用于移植的质量或适宜性。对于供体肺的离体通气,常见的传统的机械通气技术是利用正压施加到气管支气管树上,由此在气管支气管树和肺泡之间形成压差,从而使得气流在压差驱动下进入肺泡。[/size][size=16px] 有些文献报道了采用负压进行离体通气的方法,即在离体肺周围形成低于大气压的真空负压,使离体肺自然充满一个大气压左右的通气气体,通过真空负压的变化来形成肺呼吸。也有文献报道了采用正压和负压(真空和压力)相结合的不同通气方法,如图1所示,即通过内部正压和外部负压之间的变化来引起肺呼吸。这种正负压通气方法的最大优点是通过调节离体肺气道内的正压能有效的防止肺泡萎陷。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=01.离体肺真空压力通气方法示意图,300,406]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/06/202306290956399204_1288_3221506_3.jpg!w493x668.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 离体肺真空压力通气方法示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 目前文献所报道的离体肺真空压力通气过程是:离体肺放置在密闭腔室内,将通气气体加载到肺的气道上并使腔室(肺周围)形成真空。在调节通气压力以维持肺气管处于恒定不变正压的同时,离体肺周围的真空度在一个较低水平和一个较高水平之间进行周期性变化以引起肺呼吸。 然而,这种离体肺正负压通气方法并未详细报道具体实施细节,而且在实施过程中还需解决以下几方面的问题:[/size][size=16px] (1)如何实现正压和负压的独立控制,特别是如何在仪器化方面得到实现。[/size][size=16px] (2)在临床应用之前要进行实验室阶段的通过过程和参数探索,要求正负压力可调节。[/size][size=16px] (3)负压过程要求实现周期性波动且可控,需要实现负压波形周期和幅值的设定和控制。[/size][size=16px] 为了解决上述离体肺通气方法中的正负压控制问题,本文提出如下解决方案。[/size][size=18px][color=#339999][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 正负压离体肺通气控制系统结构如图2所示,通气控制的具体步骤如下:[/size][size=16px] (1)首先对放置在密闭腔室内的离体肺加载正压气体,在离体肺气管内形成正压。正压压力大小可通过手动调节旋钮或真空压力控制器按键进行实时设置,也可通过上位机软件进行设置,真空压力控制器驱动正压调节器将来自高压气源的气体压力恒定控制在设定值上。[/size][size=16px] (2)开启真空泵进行抽真空,为离体肺所处的密闭腔室提供真空源。通过周期信号发生器的按键或软件设置负压波动周期和幅值大小,真空压力控制器驱动负压调节器按照所设置的周期和幅值大小对密闭腔室内的真空度进行控制,并形成准确的周期性负压变化波。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=用于离体肺通气的真空压力控制装置结构示意图,650,404]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/06/202306290956585893_3785_3221506_3.jpg!w690x429.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图2 用于离体肺通气的真空压力控制装置结构示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在此解决方案中采用了两个关键部件,它们的主要特点如下:[/size][size=16px] (1)正负压力调节器:正负压力调节器是一种集成了真空压力传感器、高速电磁阀和PID控制器的气体气压控制器件,可在表压-80kPa至1000kPa范围内实现真空压力准确控制。真空压力控制设定值可通过外部电压信号进行设定,可在几十毫秒的时间内将真空压力快速控制达到设定值并恒定不变。正负压力调节器的这种工作范围和高速响应速度,非常适合离体肺通气过程中的真空压力控制,特别是能满足周期性负压变化对控制精度和速度的要求。[/size][size=16px] (2)真空压力控制器:真空压力控制器是一种多功能高精度的PID调节器。高精度特性是通过24位AD、16位DA、双精度浮点运算和0.01%最小输出百分比的软硬件指标来实现,多功能特性是在普通PID调节器基本功能的基础上还具有远程设定点、串级控制和比值控制等其他高级功能,远程设定点功能特别适用于各种周期性波形控制和设定值的手动调节。另外,此真空压力控制器具有标准MODBUS通讯协议的RS485接口和随机软件,通过上位计算机和运行软件可以直接操控和运行控制器,非常便于快速搭建离体肺正负压通气装置而无需编写软件程序。[/size][size=16px] 需要说明的是,本解决方案仅介绍了如何工程实现正负压自动精密控制的关键细节,其他离体肺通气过程中的一些常规性相关细节并未提及,如流量测量和过滤等内容,但在实际过程中要加上这些内容。[/size][size=16px] 另外,此解决方案也可以根据实验室具体试验过程的需要进行以下两方面的拓展:[/size][size=16px] (1)在靠近离体肺气管的一端增加独立的压力传感器。此传感器可与正压调节器和真空压力控制器构成闭环控制回路,这样可以更准确的监测和控制离体肺的内部压力,避免使用正压调节器内部压力传感器的精度不够以及因气管较长所引起的压力不准确问题。[/size][size=16px] (2)在密闭容器的顶盖上增加独立的真空度传感器。同样,此真空度传感器与负压调节器和真空压力控制器构成闭环控制回路,这样可以更准确的监测和控制离体肺外部的负压变化,避免使用负压调节器内部负压传感器的精度不够以及因真空管路较长所引起的真空度不准问题。[/size][size=18px][color=#339999][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 通过上述解决方案,可通过离体肺正负压通气过程的自动控制来模拟肺的呼吸过程,解决方案具有如下特点:[/size][size=16px] (1)实现了准确和高速的正负压全自动控制,可有效防止肺泡萎陷现象的出现。[/size][size=16px] (2)正压工作范围和设定值可手动或程序调节并实现自动控制,具有很强的灵活性和适用性,适合研究过程中的各种实验参数探索。[/size][size=16px] (3)同样,负压工作范围和变化波形可手动或程序设置并实现自动控制,并具有很强的灵活性和适用性,便于研究过程中的各种实验参数探索。[/size][size=16px] (4)此解决方案具有一定的拓展性,如可拓展应用到离体肺的灌注过程控制。[/size][size=16px][/size][align=center][size=16px][b][color=#339999]~~~~~~~~~~~~~~~~~[/color][/b][/size][/align]
实验室检测过程中难免发生一些特殊情况导致检测分析的偏离,大家都来说说你们是怎么处理和控制这种情况的呢?