一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法及系统

摘要

本发明公开了一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法及系统，根据低温不结冻聚氨酯胶的胶液不同程度的凝胶粘稠度，根据红外热成像图像的边缘图像中的不同程度的两种胶液热度的不同情况，进而打开或关闭第一自动阀或者第二自动阀控制第一溶剂或者第二溶剂的投放，分别根据红外热成像图像的原理精准的控制两种不同的溶剂进行溶解缓释凝胶粘稠度，从而提高了胶液产品外观品相，减少了缓释溶剂的成本，实现了对胶液加工过程的精准抗凝控制，并且防止了凝胶结块现象导致加工失败，本发明应用于涉及树脂加工技术领域。

权利要求

1.一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S100，对反应釜内的胶液进行加热；

S200，通过反应釜的搅拌器开始对反应釜内的胶液进行搅拌；

S300，通过反应釜的锅盖上设置的红外热成像装置采集反应釜内的胶液的液面的红外热成像图像；

S400，对红外热成像图像进行预处理并进行边缘检测得到边缘图像；

S500，如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量为2时，打开第一自动阀控制第一溶剂管道开始向反应釜中加入第一溶剂，直到当前的边缘图像中出现由边界线分割的图像区域的数量小于2时，关闭第一自动阀停止加入第一溶剂；

S600，如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量大于2时，以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心将当前的边缘图像确定出第一环形范围和第二环形范围，打开第二自动阀控制第二溶剂管道开始向反应釜中加入第二溶剂，直到第二环形范围消失时，关闭第二自动阀停止加入第二溶剂；打开第一自动阀控制第一溶剂管道开始向反应釜中加入第一溶剂，直到第一环形范围消失时，关闭第一自动阀停止加入第一溶剂。

2.根据权利要求1所述的一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法，其特征在于，循环执行步骤S500到S600，直到驱动搅拌器的电流达到40 50A时加入终止剂和3/4胶~

液的量的醋酸乙酯，反应1 2h。

~

3.根据权利要求2所述的一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法，其特征在于，所述终止剂为甲基丙烯酸羟乙酯、三甲基戊二醇、乙基己二醇中的一种或多种组合。

4.根据权利要求1所述的一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法，其特征在于，在S100中，所述反应釜为蒸汽加热反应釜，所述红外热成像装置对准反应釜内部，红外热成像装置包括红外热像仪、热成像摄像机之一；反应釜还包括第一放料孔与第二放料孔；其中，第一放料孔与第二放料孔分别与第一溶剂管道和第二溶剂管道连接，反应釜设置有搅拌器、加热夹套，所述搅拌器用于通过搅拌桨对反应釜中的胶液进行搅拌；所述红外热成像装置用于对反应釜中的胶液的页面进行红外热成像图像采集，第一溶剂管道上设置有第一自动阀；第二溶剂管道上设置有第二自动阀；第一溶剂管道的一端连接到反应釜上的第一放料孔，第一溶剂管道的另一端连接到装有第一溶剂的容器；第二溶剂管道的一端连接到反应釜上的第二放料孔，第二溶剂管道的另一端连接到装有第二溶剂的容器；其中，第一溶剂管道用于通过第一自动阀控制向反应釜中加入第一溶剂，第二溶剂管道用于以通过第二自动阀控制向反应釜中加入第二溶剂，加热夹套为夹套式换热器，用于对反应釜内部的反应过程中的胶液进行加热和冷却。

5.根据权利要求1所述的一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法，其特征在于，第一溶剂为EAC乙酸乙酯、第二溶剂为MEK丁酮，用于加入到反应釜内部的胶液防止胶液产生凝结；所述胶液为在熔融状态的聚酯多元醇、掺杂有六亚甲基二异氰酸酯的聚醚多元醇、4,4‑二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、三羟甲基丙烷；熔融状态的聚酯多元醇、聚醚多元醇由固体的聚酯多元醇、聚醚多元醇放入烘箱，烘箱温度100℃ 150℃，~

烘烤2 4天得到。

~

6.根据权利要求1所述的一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法，其特征在于，在S600中，如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量大于2时，以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心将当前的边缘图像确定出第一环形范围和第二环形范围，打开第二自动阀控制第二溶剂管道开始向反应釜中加入第二溶剂，直到第二环形范围消失时，关闭第二自动阀停止加入第二溶剂；打开第一自动阀控制第一溶剂管道开始向反应釜中加入第一溶剂，直到第一环形范围消失时，关闭第一自动阀停止加入第一溶剂的具体方法包括：

S601，以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心将当前的边缘图像划分出3个部分，中心范围、第一环形范围和第二环形范围；中心范围为普通的胶液的液面，第一环形范围为低粘稠度的胶液的液面、第二环形范围中为高粘稠度的胶液的液面；搅拌桨的搅拌胶液的中心点在边缘图像上的位置为圆心，中心范围为距圆心的距离 0到R1之间，第一环形范围为距圆心的距离 R1到R2之间，第二环形范围为距圆心的距离 R2到R3之间；

R1、R2、R3参数值的获取方法为：通过对边缘图像进行Hough变换圆检测，选择检测的得到的各个圆中以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心的面积最大的圆的半径作为R3，选择检测的得到的各个圆中以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心的面积最小的圆的半径作为R1，令R1和R3之间的中值为RZ，即RZ=1/2* (R1+R3)；选择检测的得到的各个圆中以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心的半径与RZ的差值最小的圆，取其半径作为R2；其中，如果以上各个圆不是正圆形，是椭圆形或者不规则的形状，则R1、R2、R3的参数值取搅拌桨的搅拌胶液的中心点到椭圆形或者不规则的形状的边上的最长距离值；

S602，在红外热成像装置以T1为红外热成像图像的采集间隔开始连续采集反应釜内的胶液的液面的红外热成像图像，其中，T1为搅拌器的搅拌桨旋转一周的时间；

S603，设每个红外热成像图像的采集时间为t，则t+T1为采集时间为t的红外热成像图像的下一个红外热成像图像的采集时间；令采集时间为t的红外热成像图像进行预处理并进行边缘检测后得到的图像为第一边缘图像；令采集时间为t+T1的红外热成像图像进行预处理并进行边缘检测后得到的图像为第二边缘图像；

令第一边缘图像的中心范围R11、第一环形范围R12和第二环形范围R13的面积分别为M11、M12、M13；令第二边缘图像的中心范围R21、第一环形范围R22和第二环形范围R23的面积分别为M21、M22、M23；

S604，如果监测到M11>M21，R13∩R23≠∅且M13

S605，如果监测到M13>M23与M11< M21，R12∩R22≠∅并且R13∩R23=∅，关闭第二自动阀停止加入第二溶剂；打开第一自动阀控制第一溶剂管道开始向反应釜中加入第一溶剂；其中，R13∩R23=∅意义为第一边缘图像的第二环形范围与第二边缘图像的第二环形范围无交集，交集为空集∅；

S606，当监测到M13和M23均为0，并且M11>M21与R12∩R22=∅时，关闭第一自动阀停止加入第一溶剂。

7.根据权利要求1所述的一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法，其特征在于，在S700中，加入3/4胶液的量的醋酸乙酯，并开启冷凝水给反应釜降温，继续加入3/4胶液量的丙酮、醋酸甲酯，用1/4胶液量的丙酮调粘，产品达到规格标准范围内即可包装出货。

8.一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控系统，其特征在于，所述系统包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：胶液加热单元，用于对反应釜内的胶液进行加热；

胶液搅拌单元，用于通过反应釜的搅拌器开始对反应釜内的胶液进行搅拌；

红外热成像单元，用于通过反应釜的锅盖上设置的红外热成像装置采集反应釜内的胶液的液面的红外热成像图像；

红外边缘检测单元，用于对红外热成像图像进行预处理并进行边缘检测得到边缘图像；

第一溶剂控制单元，用于在如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量为2时，打开第一自动阀控制第一溶剂管道开始向反应釜中加入第一溶剂，直到当前的边缘图像中出现由边界线分割的图像区域的数量小于2时，关闭第一自动阀停止加入第一溶剂；

混合溶剂控制单元，用于在如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量大于2时，以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心将当前的边缘图像确定出第一环形范围和第二环形范围，打开第二自动阀控制第二溶剂管道开始向反应釜中加入第二溶剂，直到第二环形范围消失时，关闭第二自动阀停止加入第二溶剂；打开第一自动阀控制第一溶剂管道开始向反应釜中加入第一溶剂，直到第一环形范围消失时，关闭第一自动阀停止加入第一溶剂。

说明书

一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及低温不结冻聚氨酯胶的加工技术领域，具体涉及一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法及系统。

背景技术

[0002] 在低温不结冻聚氨酯胶的加工过程中，需要添加聚酯多元醇、聚醚多元醇、HDI、XDI、IPDI、季戊四醇、乙二醇、1.6HD、新戊二醇、TMP、有机铋催化剂，在EAC溶剂体系的反应
过程中，其凝结现象不可避免，会产生局部凝固死胶的问题，因此需要监控其凝结现象，并
加入添加剂搅拌抗凝。目前的搅拌过于机械，难以精确地控制凝结现象,只能不停地进行搅
拌与添加EAC溶剂以抗凝(用来稀释反应过程中的胶液，防止胶液局部粘度过高导致凝胶)，
溶剂能经管道正常打入反应釜,现有的常用方法是采用合成反应电流均是6吨反应釜设备
电流数据，不同吨位的反应釜配套的搅拌桨电机功率不同，一定要确保合成反应时的电机
提供给搅拌桨的功率足够大(因为反应过程中搅拌桨一旦停机，胶液便会凝胶)；现有的方
法参见专利申请号：CN201710013707.X、CN201210596042.7和CN201810858649.5，这类抗凝
结搅拌方法一般是根据遇到的阻力，从而根据变化的电流进而控制电机搅拌进行抗凝结，
这种方法在与电机的搅拌头上黏附凝胶的时候阻力变大，而EAC溶剂附着于釜壁上或搅拌
桨上，会使溶剂分散不好，这样很容易造成结块，导致搅拌的电流感应严重失真，从而失去
防护抗凝结的效果，从而难以持续的进行有效控制；而另一种方法，参见专利申请号
CN201110328837.5，利用红外检测仪通过该透明部件来检测搅拌床反应器内的反应状态，
采用红外热像仪能够探测到出现异常温度和结块的位置、区域大小，持续时间，能够减少搅
拌床反应器发生结块，但是由于在反应过程中，聚丙烯颗粒中含有过多的乙丙共聚物就会
使聚丙烯颗粒发粘，搅拌床内某些区域没有充分的搅拌或撤热的喷淋丙烯偏少也会形成一
些粘性的聚合物；

[0003] 而在实际的低温不结冻聚氨酯胶加工生产中，反应釜中合成反应的胶液，粘度是逐步上涨，根据低温不结冻聚氨酯胶的胶液不同程度的粘度的凝胶胶液结块由于一旦胶液
凝胶结块，整个反应釜就得拆卸清理，所以我们加溶剂稀释都是防止凝胶结块，不能让凝胶
结块发生，所以一般采用MEK(丁酮)和EAC(乙酸乙酯)两种溶剂进行溶解缓释凝胶粘度(粘
稠度)，在MEK和EAC之间，MEK稀释效果更好，MEK一般用于高粘稠度的胶液；而低粘稠度的胶
液则只需要EAC进行溶解，EAC对于高粘稠度的胶液基本上起不到什么作用，因此需要对于
这两种溶剂进行控制，其原因是由于MEK的产品的品质问题，大量加入胶液中会导致成品的
胶液产品外观偏黄，并且增加成本，而EAC不会使胶液产品变黄，目前的现有技术在低温不
结冻聚氨酯胶加工生产中难以实现精准的抗凝控制。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提出一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条
件。

[0005] 为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法，所述方法包括以下步骤：

[0006] S100，对反应釜内的胶液进行加热(加热到73℃～78℃)；

[0007] S200，通过反应釜的搅拌器开始对反应釜内的胶液进行搅拌；

[0008] S300，通过反应釜的锅盖上设置的红外热成像装置采集反应釜内的胶液的液面的红外热成像图像；

[0009] S400，对红外热成像图像进行预处理并进行边缘检测得到边缘图像；

[0010] S500，如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量为2时(即由于不同粘稠度的胶液度不一样，其红外热成像图像中呈现的热量也不一样，所以由于搅
拌在胶液中出现不同的粘稠度时边缘图像呈现为同心圆形状，由于搅拌桨在旋转搅拌胶
液，此时采集的红外热成像图像中，以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心，随着搅拌的离心
力会在胶液的液面的圆心周围产生一层环状粘稠胶液(环状粘稠胶液比中心的普通胶液要
粘稠)，在图像在呈现环状的灰度块，因此边缘检测后的边缘图像出现由边界线分割而成环
状图像)，打开第一自动阀控制第一溶剂管道开始向反应釜中加入第一溶剂，直到当前的边
缘图像中出现由边界线分割的图像区域的数量小于2(即环状粘稠胶液在图像中呈现的环
状的灰度块消失)，关闭第一自动阀停止加入第一溶剂；

[0011] S600，如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量大于2时(此时表明采集的红外热成像图像中，以搅拌桨的搅拌胶液在液面的搅拌中心点，随着搅拌
的离心力会在胶液的液面的圆心周围会产生2层以上的环状粘稠胶液，外层为高粘度胶液，
内层为低粘度胶液，中心为普通胶液)，以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心将当前的边缘
图像确定出第一环形范围和第二环形范围，打开第二自动阀控制第二溶剂管道开始向反应
釜中加入第二溶剂，直到第二环形范围消失时(即高粘度胶液在图像中呈现的环状的灰度
块消失)，关闭第二自动阀停止加入第二溶剂；打开第一自动阀控制第一溶剂管道开始向反
应釜中加入第一溶剂，直到第一环形范围消失时(即低粘度胶液在图像中呈现的环状的灰
度块消失)，关闭第一自动阀停止加入第一溶剂。

[0012] S700，循环执行步骤S500到S600，直到驱动搅拌器的电流达到40～50A时(此时电机所需要的电流值为成品胶液的粘度对应于搅拌器的电机阻力的对应电流，粘稠度越大胶
液阻力越大，驱动搅拌器电机所需要的电流越大，40～50A为预先测定的成品胶液驱动搅拌
器的电机所需要的电流，达到40～50A意味着胶液已经达到成品所需要的粘度)加入终止剂
和3/4胶液的量的EAC(醋酸乙酯)，反应1～2h。

[0013] 其中，所述终止剂为甲基丙烯酸羟乙酯、三甲基戊二醇、乙基己二醇中的一种或多种组合。

[0014] 进一步地，在S100中，所述反应釜为蒸汽加热反应釜,所述反应釜的锅盖上设置的红外热成像装置，所述红外热成像装置对准反应釜内部的胶液液面，红外热成像装置包括
红外热像仪、热成像摄像机之一；反应釜还包括第一放料孔与第二放料孔；其中，第一放料
孔与第二放料孔分别与第一溶剂管道和第二溶剂管道连接，反应釜设置有搅拌器、加热夹
套，所述搅拌器用于通过搅拌桨对反应釜中的胶液进行搅拌；所述红外热成像装置用于对
反应釜中的胶液的页面进行红外热成像图像采集，第一溶剂管道上设置有第一自动阀；第
二溶剂管道上设置有第二自动阀；第一溶剂管道的一端连接到反应釜上的第一放料孔，第
一溶剂管道的另一端连接到装有第一溶剂的容器；第二溶剂管道的一端连接到反应釜上的
第二放料孔，第二溶剂管道的另一端连接到装有第二溶剂的容器；其中，第一溶剂管道用于
通过第一自动阀控制向反应釜中加入第一溶剂，第二溶剂管道用于以通过第二自动阀控制
向反应釜中加入第二溶剂，加热夹套为夹套式换热器，用于对反应釜内部的胶液的反应过
程中的加热和冷却；

[0015] 其中，第一溶剂为EAC(乙酸乙酯)、第二溶剂为MEK(丁酮)，第一溶剂和第二溶剂均为胶液的抗凝结的稀释溶剂，用于加入到反应釜内部的胶液防止胶液产生凝结；

[0016] 所述胶液为在熔融状态的聚酯多元醇、聚醚多元醇中掺杂有HDI(六亚甲基二异氰酸酯)、H12MDI(4,4‑二环己基甲烷二异氰酸酯)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)、TMP(三羟甲基
丙烷)；熔融状态的聚酯多元醇、聚醚多元醇由固体的聚酯多元醇、聚醚多元醇放入烘箱(烘
箱温度100℃～150℃)烘烤2～4天得到。

[0017] 其中，第一自动阀和第二自动阀均为对第一溶剂管道或第二溶剂管道的管道流体实施计量或控制的阀门，用于通过控制信号关闭或者开启管道中流体的流动。

[0018] 进一步地，在S200中，对红外热成像图像进行预处理并进行边缘检测得到边界轮廓图像的方法包括：

[0019] S201：对图像进行中值滤波去噪；

[0020] S202：将去噪后图像的灰度化得到灰度化图像；

[0021] S203：对灰度化图像进行边缘检测提取边界轮廓图像。

[0022] 进一步地，在S202中，还需要对去噪后图像提高50％的亮度并且进行低通滤波，以去除红外热成像图像的白噪声和一些不规则的胶液震荡引起的的小图像区域。

[0023] 进一步地，在S400中，用于边缘检测的边缘检测算子包括Canny算子、Sobel算子、Laplacian算子中的任意一种。

[0024] 进一步地，在S500中，当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量为2具体为：低粘稠度的胶液由于搅拌器的搅拌的液体的离心力呈现为环状，这种低粘稠
度的胶液在胶液的加工比较常见，如果不尽快消除掉第二种低粘稠度的胶液则会使最终的
胶液成品质量下降，由于不同粘稠度的胶液度不一样，其红外热成像图像中呈现的热量也
不一样，所以由于搅拌在胶液中出现不同的粘稠度时边缘图像呈现为同心圆形状，因此，通
过对边缘图像进行Hough变换圆检测，检测到的圆形、椭圆形或者不规则的形状的任意图像
区域的数量大于2。

[0025] 进一步地，在S600中，如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量大于2时，以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心将当前的边缘图像确定出第一环形
范围和第二环形范围，打开第二自动阀控制第二溶剂管道开始向反应釜中加入第二溶剂，
直到第二环形范围消失时，关闭第二自动阀停止加入第二溶剂；打开第一自动阀控制第一
溶剂管道开始向反应釜中加入第一溶剂，直到第一环形范围消失时，关闭第一自动阀停止
加入第一溶剂的具体方法包括：

[0026] 在红外热成像装置采集反应釜内的胶液的液面的红外热成像图像的过程中，如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量大于2时，则胶液出现了2种凝
结现象，即第一种是高粘稠度的胶液，第二种是低粘稠度的胶液(此处的高粘稠度和低粘稠
度仅仅是一个相对比较的结果，粘稠度为低粘稠度的胶液大于胶液，高粘稠度的胶液大于
低粘稠度的胶液)，由于高粘稠度的胶液、低粘稠度的胶液导热性依次降低所以在红外热成
像图像中由于胶液的液面温度的不同，因此胶液的液面呈现出2种环形，加上中心圆呈现出
三个不同的区域，其中，第一种高粘稠度的胶液由于搅拌桨对胶液的搅拌的离心作用呈现
为环状出现在最外层，这种凝固的胶液出现时，意味着即将导致大范围的凝胶结块现象从
而整个胶液加工失败，为最危险的状况；第二种低粘稠度的胶液出现在最外层环状的高粘
稠度的胶液和中心的普通胶液之间，也和第一种高粘稠度的胶液一样呈现为环状，这种低
粘稠度的胶液在胶液的加工比较常见，如果不尽快消除掉第二种低粘稠度的胶液则会使最
终的胶液成品质量下降；

[0027] S601，以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心将当前的边缘图像划分出3个部分，中心范围、第一环形范围和第二环形范围；中心范围为普通的胶液的液面，第一环形范围为低
粘稠度的胶液的液面、第二环形范围中为高粘稠度的胶液的液面；搅拌桨的搅拌胶液的中
心点在边缘图像上的位置为圆心，中心范围为距圆心的距离0到R1之间，第一环形范围为距
圆心的距离R1到R2之间，第二环形范围为距圆心的距离R2到R3之间；

[0028] R1、R2、R3参数值的获取方法为：通过对边缘图像进行Hough变换圆检测，选择检测的得到的各个圆中以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心的面积最大的圆的半径作为R3，选
择检测的得到的各个圆中以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心的面积最小的圆的半径作
为R1，令R1和R3之间的中值为RZ，即RZ＝1/2*(R1+R3)；选择检测的得到的各个圆中以搅拌
桨的搅拌胶液的中心点为圆心的半径与RZ的差值最小的圆，取其半径作为R2；注：如果以上
各个圆并不一定是正圆形，是椭圆形或者不规则的形状，则R1、R2、R3参数值的取搅拌桨的
搅拌胶液的中心点到椭圆形或者不规则的形状的边上的最长距离值；

[0029] S602，在红外热成像装置以T1为红外热成像图像的采集间隔开始连续采集反应釜内的胶液的液面的红外热成像图像，其中，T1为搅拌器的搅拌桨旋转一周的时间；

[0030] S603，设每个红外热成像图像的采集时间为t，则t+T1为采集时间为t的红外热成像图像的下一个红外热成像图像的采集时间；令采集时间为t的红外热成像图像进行预处
理(与步骤S200中的预处理方法相同)并进行边缘检测后得到的图像为第一边缘图像；令采
集时间为t+T1的红外热成像图像进行预处理(与步骤S200中的预处理方法相同)并进行边
缘检测后得到的图像为第二边缘图像，即接下来的步骤每次采用采集时间为t和采集时间
为t+T1的两张图像的第一边缘图像和第二边缘图像，设t+T1为当前时间；

[0031] 令第一边缘图像的中心范围R11、第一环形范围R12和第二环形范围R13的面积分别为M11、M12、M13；令第二边缘图像的中心范围R21、第一环形范围R22和第二环形范围R23
的面积分别为M21、M22、M23；

[0032] S604，如果监测到M11>M21， 且M13剂对胶液的溶解速度跟不上胶液的变凝稠的速度)；注： 意义为第一边缘图像
的第二环形范围与第二边缘图像的第二环形范围有交集，交集不为空集 其物理意义为第
二环形范围在扩大；

[0033] S605，如果监测到M13>M23与M11剂；(表明高粘稠度的胶液的区域虽然在扩大，但是变凝稠的速度已经降低，并且第二溶剂
对胶液的溶解速度跟不上胶液的变凝稠的速度)；注： 意义为第一边缘图像的
第二环形范围与第二边缘图像的第二环形范围无交集，交集为空集 其物理意义为第二环
形范围不再继续扩大， 意义为第一边缘图像的第一环形范围与第二边缘图像
的第一环形范围存在交集，其物理意义为第一环形范围在扩大；

[0034] S606，当监测到M13和M23均为0，并且M11>M21与 时，关闭第一自动阀停止加入第一溶剂(即环状粘稠胶液在红外热图像中呈现的环状的灰度块消失)，R12∩
意义为第一边缘图像的第一环形范围与第二边缘图像的第一环形范围的交集为空
集，其物理意义为第一环形范围在缩小或者消失。

[0035] 进一步地，在S700中，加入3/4胶液的量的醋酸乙酯，并开启冷凝水给反应釜降温，继续加入3/4胶液量的丙酮、醋酸甲酯，用1/4胶液量的丙酮调粘，产品达到规格标准范围内
即可包装出货。

[0036] 本发明还提供了一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控系统，所述系统包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述
处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：

[0037] 胶液加热单元，用于对反应釜内的胶液进行加热；

[0038] 胶液搅拌单元，用于通过反应釜的搅拌器开始对反应釜内的胶液进行搅拌；

[0039] 红外热成像单元，用于通过反应釜的锅盖上设置的红外热成像装置采集反应釜内的胶液的液面的红外热成像图像；

[0040] 红外边缘检测单元，用于对红外热成像图像进行预处理并进行边缘检测得到边缘图像；

[0041] 第一溶剂控制单元，用于在如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量为2时，打开第一自动阀控制第一溶剂管道开始向反应釜中加入第一溶剂，直到
当前的边缘图像中出现由边界线分割的图像区域的数量小于2时，关闭第一自动阀停止加
入第一溶剂；

[0042] 混合溶剂控制单元，用于在如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量大于2时，以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心将当前的边缘图像确定出第一
环形范围和第二环形范围，打开第二自动阀控制第二溶剂管道开始向反应釜中加入第二溶
剂，直到第二环形范围消失时，关闭第二自动阀停止加入第二溶剂；打开第一自动阀控制第
一溶剂管道开始向反应釜中加入第一溶剂，直到第一环形范围消失时，关闭第一自动阀停
止加入第一溶剂。

[0043] 本发明的有益效果为：本发明提供一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法及系统，根据低温不结冻聚氨酯胶的胶液不同程度的凝胶粘稠度，分别根据红外热成
像图像的原理精准的控制两种不同的溶剂进行溶解缓释凝胶粘稠度，从而提高了胶液产品
外观品相，减少了缓释溶剂的成本，并且防止了凝胶结块现象导致加工失败，实现了对胶液
加工过程的精准抗凝控制。

附图说明

[0044] 通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本发明的上述以及其他特征将更加明显，本发明附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中
的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动
的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：

[0045] 图1所示为一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法的流程图；

[0046] 图2所示为一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控系统结构图。

具体实施方式

[0047] 以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况
下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0048] 在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、
第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所
指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

[0049] 如图1所示为根据本发明的一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法的流程图，下面结合图1来阐述根据本发明的实施方式的一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程
抗凝结监控方法。

[0050] 本发明提出一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控方法，具体包括以下步骤：

[0051] S100，通过反应釜的加热夹套对反应釜内的胶液进行加热(73℃～78℃)；

[0052] S200，通过反应釜的搅拌器开始对反应釜内的胶液进行搅拌；

[0053] S300，通过反应釜的锅盖上设置的红外热成像装置采集反应釜内的胶液的液面的红外热成像图像；

[0054] S400，对红外热成像图像进行预处理并进行边缘检测得到边缘图像；

[0055] S500，如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量为2时(即由于不同粘稠度的胶液度不一样，其红外热成像图像中呈现的热量也不一样，所以由于搅
拌在胶液中出现不同的粘稠度时边缘图像呈现为同心圆形状，由于搅拌桨在旋转搅拌胶
液，此时采集的红外热成像图像中，以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心，随着搅拌的离心
力会在胶液的液面的圆心周围产生一层环状粘稠胶液，在图像在呈现环状的灰度块，因此
边缘检测后的边缘图像出现由边界线分割而成环状图像)，打开第一自动阀控制第一溶剂
管道开始向反应釜中加入第一溶剂，直到当前的边缘图像中出现由边界线分割的图像区域
的数量小于2(即环状粘稠胶液在图像中呈现的环状的灰度块消失)，关闭第一自动阀停止
加入第一溶剂；

[0056] S600，如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量大于2时(此时表明采集的红外热成像图像中，以搅拌桨的搅拌胶液在液面的搅拌中心点，随着搅拌
的离心力会在胶液的液面的圆心周围会产生2层以上的环状粘稠胶液)，以搅拌桨的搅拌胶
液的中心点为圆心将当前的边缘图像确定出第一环形范围和第二环形范围，打开第二自动
阀控制第二溶剂管道开始向反应釜中加入第二溶剂，直到第二环形范围消失时，关闭第二
自动阀停止加入第二溶剂；打开第一自动阀控制第一溶剂管道开始向反应釜中加入第一溶
剂，直到第一环形范围消失时(即环状粘稠胶液在图像中呈现的环状的灰度块消失)，关闭
第一自动阀停止加入第一溶剂。

[0057] S700，循环执行步骤S500到S600，直到驱动搅拌器的电流达到40～50A时(此时电机所需要的电流值为成品胶液的粘度对应于搅拌器的电机阻力的对应电流，粘稠度越大胶
液阻力越大，驱动搅拌器电机所需要的电流越大，40～50A为预先测定的成品胶液驱动搅拌
器的电机所需要的电流，达到40～50A意味着胶液已经达到成品所需要的粘度)加入终止剂
和3/4胶液的量的EAC(醋酸乙酯)，反应1～2h。

[0058] 其中，所述终止剂为甲基丙烯酸羟乙酯、三甲基戊二醇、乙基己二醇中的一种或多种组合。

[0059] 进一步地，在S100中，所述反应釜为蒸汽加热反应釜,所述反应釜的锅盖上设置的红外热成像装置，所述红外热成像装置对准反应釜内部的胶液液面，红外热成像装置包括
红外热像仪、热成像摄像机之一；反应釜还包括第一放料孔与第二放料孔；其中，第一放料
孔与第二放料孔分别与第一溶剂管道和第二溶剂管道连接，反应釜设置有搅拌器、加热夹
套，所述搅拌器用于通过搅拌桨对反应釜中的胶液进行搅拌；所述红外热成像装置用于对
反应釜中的胶液的页面进行红外热成像图像采集，第一溶剂管道上设置有第一自动阀；第
二溶剂管道上设置有第二自动阀；第一溶剂管道的一端连接到反应釜上的第一放料孔，第
一溶剂管道的另一端连接到装有第一溶剂的容器；第二溶剂管道的一端连接到反应釜上的
第二放料孔，第二溶剂管道的另一端连接到装有第二溶剂的容器；其中，第一溶剂管道用于
通过第一自动阀控制向反应釜中加入第一溶剂，第二溶剂管道用于以通过第二自动阀控制
向反应釜中加入第二溶剂，加热夹套为夹套式换热器，用于对反应釜内部的胶液的反应过
程中的加热和冷却；

[0060] 其中，第一溶剂为EAC(乙酸乙酯)、第二溶剂为MEK(丁酮)，第一溶剂和第二溶剂均为胶液的抗凝结的稀释溶剂，用于加入到反应釜内部的胶液防止胶液产生凝结；

[0061] 所述胶液为在熔融状态的聚酯多元醇、聚醚多元醇(例如各100公斤)中掺杂有HDI(六亚甲基二异氰酸酯)、H12MDI(4,4‑二环己基甲烷二异氰酸酯)、IPDI(异佛尔酮二异氰酸
酯)、TMP(三羟甲基丙烷)；熔融状态的聚酯多元醇、聚醚多元醇由固体的聚酯多元醇、聚醚
多元醇放入烘箱(烘箱温度100℃～150℃)烘烤2～4天得到；

[0062] 胶液中掺杂的各组分按胶液的重量百分比计，包括如下组分：聚酯多元醇3％～9％，聚醚多元醇3％～9％，HDI(六亚甲基二异氰酸酯)0.4％～1％，H12MDI(4,4‑二环己基甲
烷二异氰酸酯)0.05％～0.15％，IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)0.05％～0.15％，TMP(三羟甲
基丙烷)0.12‰～0.6‰，有机铋催化剂0.03‰～0.09‰，丙二醇0.08‰～0.5‰，1.6HD
(1.6‑‑己二醇)0.1‰～0.5‰，新戊二醇0.08‰～0.5‰，三乙醇胺0.04‰～0.1‰，终止剂
(甲基丙烯酸羟乙酯、三甲基戊二醇、乙基己二醇)0.5‰～1‰，EAC(醋酸乙酯)30％～50％，
MEK(丁酮)10％～20％，ACE(丙酮)10％～20％和MEAC(醋酸甲酯)25％～35％。

[0063] 其中，第一自动阀和第二自动阀均为对第一溶剂管道或第二溶剂管道的管道流体实施计量或控制的阀门，用于通过控制信号关闭或者开启管道中流体的流动。

[0064] 进一步地，在S200中，对红外热成像图像进行预处理并进行边缘检测得到边界轮廓图像的方法包括：

[0065] S201：对图像进行中值滤波去噪；

[0066] S202：将去噪后图像的灰度化得到灰度化图像；

[0067] S203：对灰度化图像进行边缘检测提取边界轮廓图像。

[0068] 进一步地，在S202中，还需要对去噪后图像提高50％的亮度并且进行低通滤波，以去除红外热成像图像的白噪声和一些不规则的胶液震荡引起的的小图像区域。

[0069] 进一步地，在S400中，用于边缘检测的边缘检测算子包括Canny算子、Sobel算子、Laplacian算子中的任意一种。

[0070] 进一步地，在S500中，当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量为2具体为：低粘稠度的胶液由于搅拌器的搅拌的液体的离心力呈现为环状液面，这种低
粘稠度的胶液在胶液的加工比较常见，如果不尽快消除掉第二种低粘稠度的胶液则会使最
终的胶液成品质量下降，由于不同粘稠度的胶液度不一样，其红外热成像图像中呈现的热
量也不一样，所以由于搅拌在胶液中出现不同的粘稠度时边缘图像呈现为同心圆形状，因
此，通过对边缘图像进行Hough变换圆检测，检测到的圆形、椭圆形或者不规则的形状的任
意图像区域的数量大于2。

[0071] 进一步地，在S600中，如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量大于2时，以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心将当前的边缘图像确定出第一环形
范围和第二环形范围，打开第二自动阀控制第二溶剂管道开始向反应釜中加入第二溶剂，
直到第二环形范围消失时，关闭第二自动阀停止加入第二溶剂；打开第一自动阀控制第一
溶剂管道开始向反应釜中加入第一溶剂，直到第一环形范围消失时，关闭第一自动阀停止
加入第一溶剂的具体方法包括：

[0072] 在红外热成像装置采集反应釜内的胶液的液面的红外热成像图像的过程中，如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量大于2时，则胶液出现了2种凝
结现象，即第一种是高粘稠度的胶液，第二种是低粘稠度的胶液(注：反应过程中胶液不能
凝固，否则得拆卸反应釜清理，加溶剂稀释都是防止凝固结块。胶液加工的反应过程中的胶
液粘度都非常高、粘稠，反应高峰期胶液粘度达到顶峰值(高粘稠度的胶液)用MEK(丁酮)稀
释，反应中后期胶液粘度相对高峰期的胶液粘度低(低粘稠度的胶液)，用EAC(乙酸乙酯)稀
释)，由于高粘稠度的胶液、低粘稠度的胶液导热性依次降低所以在红外热成像图像中由于
胶液的液面温度的不同，因此胶液的液面呈现出2种环形，加上中心圆呈现出三个不同的区
域，其中，第一种高粘稠度的胶液由于搅拌桨对胶液的搅拌的离心作用呈现为环状出现在
最外层，这种凝固的胶液出现时，意味着即将导致大范围的凝胶结块现象从而整个胶液加
工失败，为最危险的状况；第二种低粘稠度的胶液出现在最外层环状的高粘稠度的胶液和
中心的普通胶液之间，也和第一种高粘稠度的胶液一样呈现为环状，这种低粘稠度的胶液
在胶液的加工比较常见，如果不尽快消除掉第二种低粘稠度的胶液则会使最终的胶液成品
质量下降；

[0073] S601，以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心将当前的边缘图像划分出3个部分，中心范围、第一环形范围和第二环形范围；中心范围为普通的胶液的液面，第一环形范围为低
粘稠度的胶液的液面、第二环形范围中为高粘稠度的胶液的液面；搅拌桨的搅拌胶液的中
心点在边缘图像上的位置为圆心，中心范围为距圆心的距离0到R1之间，第一环形范围为距
圆心的距离R1到R2之间，第二环形范围为距圆心的距离R2到R3之间；

[0074] R1、R2、R3参数值的获取方法为：通过对边缘图像进行Hough变换圆检测，选择检测的得到的各个圆中以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心的面积最大的圆的半径作为R3，选
择检测的得到的各个圆中以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心的面积最小的圆的半径作
为R1，令R1和R3的中值为RZ，即RZ＝1/2*(R1+R3)；选择检测的得到的各个圆中以搅拌桨的
搅拌胶液的中心点为圆心的半径与RZ的差值最小的圆，取其半径作为R2；注：如果以上各个
圆不是正圆形，是椭圆形或者不规则的形状，则R1、R2、R3参数值的取搅拌桨的搅拌胶液的
中心点到椭圆形或者不规则的形状的边上的最长距离值；

[0075] S602，在红外热成像装置以T1为红外热成像图像的采集间隔开始连续采集反应釜内的胶液的液面的红外热成像图像，其中，T1为搅拌器的搅拌桨旋转一周的时间；

[0076] S603，设每个红外热成像图像的采集时间为t，则t+T1为采集时间为t的红外热成像图像的下一个红外热成像图像的采集时间；令采集时间为t的红外热成像图像进行预处
理(与步骤S200中的预处理方法相同)并进行边缘检测后得到的图像为第一边缘图像；令采
集时间为t+T1的红外热成像图像进行预处理(与步骤S200中的预处理方法相同)并进行边
缘检测后得到的图像为第二边缘图像，即接下来的步骤每次采用采集时间为t和采集时间
为t+T1的两张图像的第一边缘图像和第二边缘图像，设t+T1为当前时间；

[0077] 令第一边缘图像的中心范围R11、第一环形范围R12和第二环形范围R13的面积分别为M11、M12、M13；令第二边缘图像的中心范围R21、第一环形范围R22和第二环形范围R23
的面积分别为M21、M22、M23；

[0078] S604，如果监测到M11>M21， 且M13剂对胶液的溶解速度跟不上胶液的变凝稠的速度)；注： 意义为第一边缘图像
的第二环形范围与第二边缘图像的第二环形范围有交集，交集不为空集 其物理意义为第
二环形范围在扩大；

[0079] S605，如果监测到M13>M23与M11剂；(表明高粘稠度的胶液的区域虽然在扩大，但是变凝稠的速度已经降低，并且第二溶剂
对胶液的溶解速度跟不上胶液的变凝稠的速度)；注： 意义为第一边缘图像的
第二环形范围与第二边缘图像的第二环形范围无交集，交集为空集 其物理意义为第二环
形范围不再继续扩大，即高粘稠度的胶液被稀释， 意义为第一边缘图像的第
一环形范围与第二边缘图像的第一环形范围存在交集，其物理意义为第一环形范围在扩
大；

[0080] S606，当监测到M13和M23均为0，并且M11>M21与 时，关闭第一自动阀停止加入第一溶剂(即环状粘稠胶液在红外热图像中呈现的环状的灰度块消失)，R12∩
意义为第一边缘图像的第一环形范围与第二边缘图像的第一环形范围的交集为空
集，其物理意义为第一环形范围在缩小或者消失，即低粘稠度的胶液被稀释。

[0081] 进一步地，在S700中，加入3/4胶液的量的醋酸乙酯，并开启冷凝水给反应釜降温，继续加入3/4胶液量的丙酮、醋酸甲酯，用1/4胶液量的丙酮调粘，产品达到规格标准范围内
即可包装出货。

[0082] 本发明的实施例提供的一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控系统，如图2所示为本发明的一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控系统结构图，该实施例的
一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控系统包括：处理器、存储器以及存储在所述
存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现
上述一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控系统实施例中的步骤。

[0083] 所述系统包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在以下系统的单元中：

[0084] 胶液加热单元，用于对反应釜内的胶液进行加热；

[0085] 胶液搅拌单元，用于通过反应釜的搅拌器开始对反应釜内的胶液进行搅拌；

[0086] 红外热成像单元，用于通过反应釜的锅盖上设置的红外热成像装置采集反应釜内的胶液的液面的红外热成像图像；

[0087] 红外边缘检测单元，用于对红外热成像图像进行预处理并进行边缘检测得到边缘图像；

[0088] 第一溶剂控制单元，用于在如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量为2时，打开第一自动阀控制第一溶剂管道开始向反应釜中加入第一溶剂，直到
当前的边缘图像中出现由边界线分割的图像区域的数量小于2时，关闭第一自动阀停止加
入第一溶剂；

[0089] 混合溶剂控制单元，用于在如果当前的边缘图像中出现由边界线分割而成的图像区域的数量大于2时，以搅拌桨的搅拌胶液的中心点为圆心将当前的边缘图像确定出第一
环形范围和第二环形范围，打开第二自动阀控制第二溶剂管道开始向反应釜中加入第二溶
剂，直到第二环形范围消失时，关闭第二自动阀停止加入第二溶剂；打开第一自动阀控制第
一溶剂管道开始向反应釜中加入第一溶剂，直到第一环形范围消失时，关闭第一自动阀停
止加入第一溶剂。

[0090] 所述一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控系统可以运行于桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备中。所述一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程
抗凝结监控系统，可运行的系统可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以
理解，所述例子仅仅是一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控系统的示例，并不构
成对一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控系统的限定，可以包括比例子更多或更
少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种低温不结冻聚氨酯胶加工过
程抗凝结监控系统还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

[0091] 所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路
(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field‑
Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、
分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器
等，所述处理器是所述一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控系统运行系统的控制
中心，利用各种接口和线路连接整个一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控系统可
运行系统的各个部分。

[0092] 所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述
一种低温不结冻聚氨酯胶加工过程抗凝结监控系统的各种功能。所述存储器可主要包括存
储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序
(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数
据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括
非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全
数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或
其他易失性固态存储器件。

[0093] 尽管本发明的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，从而有效地涵盖本发明的预定范
围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本发明进行描述，其目的是为了提供有用的描
述，而那些目前尚未预见的对本发明的非实质性改动仍可代表本发明的等效改动。