1.一种玻璃纤维生产时上浆剂的快速干燥方法,其特征在于:其采用一种干燥设备,该干燥设备包括依序排布的纤维导引装置、上浆装置、张力传感器、预热区、蒸发区以及卷绕装置;
所述在线快速干燥方法包括如下步骤:
1),玻璃纤维通过纤维导引装置的引导,进入上浆装置进行上浆处理;
2),上浆后的玻璃纤维通过张力传感器后依次进入预热区和蒸发区;通过预热区和蒸发区内的红外发射器对玻璃纤维进行加热,使上浆剂烘干;
3),预热区和蒸发区内的传感器实时测量玻璃纤维表面温度和湿度;
4),通过检测到的温度、湿度信号及卷绕装置的卷绕速度,动态调节红外发射器的输出功率,以实现玻璃纤维干燥过程的闭环控制。
2.如权利要求1所述的玻璃纤维生产时上浆剂的快速干燥方法,其特征在于:所述步骤2
2)中,红外发射器的辐射峰值为1300 nm;红外加热功率密度范围为 1–5 W/cm。
3.如权利要求1所述的玻璃纤维生产时上浆剂的快速干燥方法,其特征在于:所述预热区和蒸发区的结构相同;预热区和蒸发区内均设有反射腔体;所述反射腔体呈圆筒形,并采用镀铝板或金属化陶瓷作为内壁。
4.如权利要求1所述的玻璃纤维生产时上浆剂的快速干燥方法,其特征在于:所述预热区和蒸发区内的传感器均包括红外测温仪和红外水分仪。
5.如权利要求1所述的玻璃纤维生产时上浆剂的快速干燥方法,其特征在于:所述步骤
4)中,红外发射器的输出功率为基准功率与各修正量之和:其中, 为红外发射器的输出功率; = A代表预热区, =B代表蒸发区;
为基础设定功率; 基础功率修正量; 表示前馈补偿功率修正量;
表示功率模糊修正量;将 发送至对应红外发射器的功率驱动器,实时调整红外发射器输出功率。
6.如权利要求5所述的玻璃纤维生产时上浆剂的快速干燥方法,其特征在于:所述基础功率修正量先计算温度与含湿偏差:
其中, 为设定目标温度, 为t时刻的实测温度; 为设定目标含湿量,为t时刻的实测含湿量; 分别为温度偏差与含湿偏差;计算得到的 将作为下一步 PID 控制和模糊逻辑控制的输入参数;
再分别计算基础功率修正量 :
其中, 采用温度偏差或含湿偏差的加权组合, , , 分别为比例、积分和微分系数,其取值范围分别为: ∈ [0.5, 1.5], ∈ [0.01, 0.1], ∈ [0.005, 0.05];
是对设定功率的修正量,将作为后续前馈补偿与模糊逻辑修正的基础输入。
7.如权利要求5所述的玻璃纤维生产时上浆剂的快速干燥方法,其特征在于:所述前馈补偿功率修正量 的具体计算方法为:其中, 表示前馈补偿功率修正量,单位W,用于修正线速变化导致的停留时间差异;
为卷绕线速变化量m/min;为前馈系数,∈ [0.05, 0.2] W·min/m。
8.如权利要求6所述的玻璃纤维生产时上浆剂的快速干燥方法,其特征在于:所述功率模糊修正量 采用如下方法计算:当温度偏差 及含湿偏差 同时达到预设阈值,触发模糊逻辑模块,根据温度偏差及含湿偏差 、线速变化率 进行模糊推理,以计算功率修正 。
9.如权利要求8所述的玻璃纤维生产时上浆剂的快速干燥方法,其特征在于:所述模糊推理规则具体为:2
a.若含湿偏高 ,且线速快速上升 >50 m/min ,则增加蒸发区功率=+20 +30 ;
b.若温度过高 ,则降低预热区功率 ;
c.若含湿接近目标且温度接近目标 ≈ 0 且 ≈ 0,则不修正 = 0;
2
d.若线速骤降 50 m/min,则 ;
e.若含湿偏高但温度接近目标 且 ≈ 0,则优先增加蒸发区功率=+10 +20 。
10.如权利要求1所述的玻璃纤维生产时上浆剂的快速干燥方法,其特征在于:所述预热区和蒸发区内配备一个或多个红外发射器,每个红外发射器能独立调整功率,其具体为高频短波红外器件。