生產(chǎn)線上測試

從中科院獲悉，近日，由中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院技術生物與農(nóng)業(yè)工程研究所研發(fā)的新一代光譜尿素質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)在合作企業(yè)河南心連心化肥有限公司試運行成功，尿素產(chǎn)品質(zhì)量控制有望實現(xiàn)實時自動化和在線分析。此次試運行共7天時間，順利通過尿素盲樣分析和在線檢測測試，結(jié)果表明，其對尿素含量、縮二脲和水分檢測精度均達到國家質(zhì)量標準。

尿素產(chǎn)品中縮二脲、水分和尿素含量是最重要的質(zhì)量指標，國家為此制定了嚴格的尿素質(zhì)量評價標準。該標準方法需從生產(chǎn)現(xiàn)場取樣分析，消耗大量化學試劑和人力，且由于分析時間過長，對工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)反饋作用有限。因此，發(fā)展一種快速在線的分析方法和監(jiān)測裝置對尿素質(zhì)量評估和生產(chǎn)工藝優(yōu)化具有積極意義。

2014年，在河南省中科院科技成果轉(zhuǎn)化項目支持下，科研人員利用近紅外漫反射光譜(NIR)定量分析技術建立了尿素中尿素、縮二脲和水分含量模型，并在此基礎上研發(fā)出生產(chǎn)線上在線檢測尿素質(zhì)量的裝置。通過反復調(diào)試改進，克服工業(yè)現(xiàn)場震動大、化肥移動速度快對測量精度的影響。現(xiàn)場測試顯示，該裝置運行穩(wěn)定、檢測精準度高、重復性好，為實現(xiàn)尿素產(chǎn)品品質(zhì)在線檢測打下基礎。

針對一代NIR尿素質(zhì)量檢測裝置中信號穩(wěn)定性差、數(shù)據(jù)采集分析缺乏實時在線分析軟件控制系統(tǒng)以及檢測誤差大于國家標準等問題，科研人員開展技術攻關。研發(fā)光譜定標和背景校正系統(tǒng)，有效消除了背景光譜和光源波動的影響。在光譜數(shù)據(jù)解析過程中開發(fā)了基于集成學習策略結(jié)合化學計量學的模型定標方法，有效提高了小樣品量建模條件下的結(jié)果輸出精確度和穩(wěn)定性。聯(lián)合英國曼徹斯特大學開發(fā)NIR實時在線分析軟件，從大數(shù)據(jù)角度對近紅外在線檢測專用軟件進行理論分析。提出基于大數(shù)據(jù)近紅外在線分析NIRS數(shù)據(jù)分析與管理軟件體系框架，實現(xiàn)了NIR在線分析功能，解決了近紅外分析技術缺少專用在線分析軟件的問題。通過進一步優(yōu)化NIR檢測系統(tǒng)設計提高光譜儀的信號輸出穩(wěn)定性，利用長光纖傳輸克服光譜儀在工業(yè)生產(chǎn)線長期運行受粉塵影響的問題等，提高系統(tǒng)可靠性。

(關鍵字：尿素 監(jiān)測系統(tǒng))