实验室挤出机停留时间分布的数字图像处理测量方法

"本文介绍了实验挤出机中停留时间分布的数字图像处理方法，该方法用于非侵入性、非破坏性的测量。通过使用L*a*b*色彩空间中的a*值来替代色度计来确定追踪剂在产品中的浓度，从而评估停留时间。这种方法更快且误差更小。图像处理方法与传统方法得到的a*值高度相关，相关系数r2超过0.98，均方误差MSE小于4.70。研究还发现，螺杆速度和筒体温度对停留时间分布的影响与先前报告的结果相符。随着螺杆速度的增加，停留时间分布发生变化。" 文章详细探讨了实验挤出机中的一种创新技术，即利用数字图像处理来测量停留时间分布（Residence Time Distribution, RTD）。RTD是理解和优化物料在挤出过程中的流动特性、反应均匀性和产品质量的关键参数。传统的测量方法通常需要大量的劳动力和可能存在人为误差。 在这个研究中，研究人员采用了L*a*b*色彩空间的a*值作为衡量标准，这是一种颜色模型，用于量化颜色的感知差异。通过图像处理技术，他们能够快速、准确地测定产品中的追踪剂浓度，从而推算出物料在挤出机内的停留时间。相较于传统的色度计测量，这种方法具有更高的效率和可靠性。 结果表明，图像处理法得到的a*值与色度计测量结果有极高的相关性，表明这种方法的精度得到了验证。此外，通过分析螺杆速度和筒体温度对RTD参数的影响，研究发现图像处理方法得出的结果与之前的研究一致。这表明，螺杆速度增加会改变物料在挤出机内的流速，从而影响停留时间，而筒体温度的变化则可能影响物料的熔融状态和流动特性，进而影响RTD。 这项工作的意义在于，它提供了一种新的、非侵入式的RTD测量方法，不仅减少了劳动力需求，而且提高了测量的准确性和一致性。这对于进一步优化实验挤出机的设计和操作，特别是在淀粉等物料的加工过程中，具有重要的实践价值。未来的研究可能会扩展这种方法，应用于更多类型的挤出设备和不同的加工条件，以提升整个食品和化工行业的生产效率和产品质量。