同濟大學周濤獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉同濟大學申請的專利制備高性能納米光催化水性涂料的智能分散系統及其方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120361775B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510875556.3,技術領域涉及:B01F33/82;該發明授權制備高性能納米光催化水性涂料的智能分散系統及其方法是由周濤;張熙緣;李天樂;趙可;牛涵煜;劉常杰設計研發完成,并于2025-06-27向國家知識產權局提交的專利申請。
本制備高性能納米光催化水性涂料的智能分散系統及其方法在說明書摘要公布了:本發明提供了一種制備高性能納米光催化水性涂料的智能分散系統及其應用方法,其中制備高性能納米光催化水性涂料的智能分散系統包括超聲波分散機、微射流均質器、在線激光粒度儀、電導率傳感器、PH傳感器、電動閥門、智能預測控制和過程監督系統、低溫控制裝置。通過超聲波?微射流協同分散、在線監測與AI動態調控技術,解決了光催化劑在涂料生產中性能下降問題,實現了高效、低耗、穩定的納米分散。系統具備多催化劑適配性,可廣泛應用于工業級涂料生產。
本發明授權制備高性能納米光催化水性涂料的智能分散系統及其方法在權利要求書中公布了:1.一種制備高性能納米光催化水性涂料的智能分散系統,其特征在于,包括物料處理單元、在線監測單元、執行控制單元、計算機(8)和管道系統;所述計算機(8)與物料處理單元、在線監測單元和執行單元與通信連接; 所述物料處理單元包括超聲波分散機(2)和微射流均質器(4); 所述在線監測單元包括在線激光粒度儀(14)、電導率傳感器(15)和PH傳感器(12); 所述執行控制單元包括兩個結構相同的三通閥門:一號電動閥門(6)和二號電動閥門(13),所述一號電動閥門(6)用于切換內循環和排出模式;所述二號電動閥門(13)用于切換內循環和引入模式; 所述計算機(8)包括智能預測控制和過程監督系統,用于實時采集、處理、調整數據; 所述管道系統包括一號輸送管(1)、二號輸送管(3)、三號輸送管(5)和四號輸送管(7); 所述二號電動閥門(13)通過一號輸送管(1)連接超聲波分散機(2),所述超聲波分散機(2)通過二號輸送管(3)連接微射流均質器(4),所述微射流均質器(4)通過三號輸送管(5)串聯電導率傳感器(15)、PH傳感器(12)和在線激光粒度儀(14)至一號電動閥門(6),所述一號電動閥門(6)通過四號輸送管(7)連接二號電動閥門(13); 所述智能預測控制包括AI預測模型和異常檢測模塊;所述電導率傳感器(15)、PH傳感器(12)和在線激光粒度儀(14),實時采集水性涂料的粒度分布、PH值及電導率參數,經數據清洗后輸入提前訓練好的AI預測模型,所述AI預測模型基于歷史數據生成執行動態調節超聲波頻率、微射流壓力及閥門開度,并當參數合格時控制出料開啟并自動生成工藝報告; 所述工藝報告自動記錄以下數據:分散質量參數的分散過程時間軸曲線、過程時序參數; 所述分散質量參數包括:粒度分布由在線激光粒度儀(14)實時測量;電導率波動由電導率傳感器(15)測定;PH值由PH傳感器(12)依據測定; 過程時序參數包括:時間軸曲線通過計算機(8)的實時數據庫生成,閥門動作日志源自電動閥門的反饋信號; 設備運行參數:循環次數由微射流均質器(4)的接口獲取; 所述AI預測模型為基于長短期記憶網絡(LSTM)構建的時序預測模型;該模型的輸入層接收標準化數據集中的時序工藝參數,包括粒度分布、電導率、PH值以及所述超聲波分散機和所述微射流均質器的當前運行參數;隱藏層采用雙層LSTM結構,用于捕捉工藝參數間的動態關聯關系;輸出層生成針對超聲波頻率調節量、微射流壓力調節量以及電動閥門開度的最優控制指令; 所述AI預測模型通過監督學習方法進行訓練,訓練數據集來源于歷史生產過程中積累的10000組以上數據記錄,記錄需要涵蓋TiO2、BiVO4、ZnO及其復合材料,通過納米光催化劑的分散工藝參數及其對應的性能指標;訓練過程以均方誤差作為損失函數,采用Adam優化器進行參數優化;所述AI預測模型訓練完成后需通過五折交叉驗證,確保其在獨立測試集上的預測準確率不低于93%; 所述AI預測模型的異常檢測模塊通過設定3σ原則構建參數波動預警區間,當連續三次采樣值超出區間時觸發回流機制; 所述過程監督系統包括所述AI預測模型預設基礎異常檢測模塊,當采集的參數偏離閾值時觸發報警并切換至預設安全模式運行; 在系統內提前預設安全模式為:當任一分散質量參數連續三次超出閾值區間時,系統自動執行關閉進料閥門、切換至內循環回流、觸發聲光報警將設備參數重置為基準值; 所述閾值區間指,在線激光粒度儀(14)檢測到D90300nm,電導率傳感器(15)檢測到電導率波動15%,PH傳感器(12)檢測到PH6.5或9.0; 所述基準值指,超聲波分散機(2)輸出超聲波20kH、微射流均質器(4)設置微射流500bar。
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