利用圖書館優(yōu)勢助力制糖無核壓榨智能控制新技術(shù)的發(fā)明

姚舜舜　李松

摘 要：如何充分利用圖書館各種書籍、雜志、資料齊全的獨(dú)特優(yōu)勢條件，與制糖行業(yè)智能化專家合作，成功發(fā)明了制糖無核壓榨智能控制新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：圖書館;優(yōu)勢;助力;技術(shù)發(fā)明

一、前言

圖書館有自身獨(dú)特的優(yōu)勢條件，那就是各種書籍、雜志、資料比較齊全，方便查閱，可以很方便地了解國內(nèi)外各方面的動態(tài)。南寧市圖書館館藏豐富：分編入藏文獻(xiàn)5.15萬種7.16萬冊。其中，紙質(zhì)圖書1.43萬種3.26萬冊，報(bào)刊合訂本1081種2626冊，視聽文獻(xiàn)35種226冊件，電子圖書3.61萬種3.61萬冊。CNKI電子期刊數(shù)據(jù)庫9個，館文獻(xiàn)藏總量67.51萬冊件，種類比較齊全，而圖書館信息資源建設(shè)的根本目的是利用好信息資源，提高圖書館信息資源的利用率是各個圖書館的核心工作^[1]。

科技人員進(jìn)行新技術(shù)發(fā)明，必須先查詢、了解相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，了解是否已經(jīng)有人有這方面的研究和成果，別人的研究思路、方法、技術(shù)或設(shè)備有何特點(diǎn)、適用的場合等，才能避免自己辛辛苦苦做了很長時間的研發(fā)工作到最后才發(fā)現(xiàn)自己是在走別人老路的尷尬，但是，很多科技人員由于條件所限，不能方便查閱各種圖書資料，因此，對國內(nèi)外相關(guān)的技術(shù)無法全面、多方位地了解，也就無法無從發(fā)現(xiàn)自身技術(shù)的缺陷，找不到技術(shù)創(chuàng)新或技術(shù)改造的方向或突破口，如果能利用圖書館的獨(dú)特優(yōu)勢，與科研單位或科技人員緊密地深度配合，就可以獲得理想的效果，以下就是一項(xiàng)成功案例。

二、利用圖書館的優(yōu)勢發(fā)現(xiàn)突破口

筆者利用在圖書館工作的便利條件，閱讀了大量的報(bào)刊、資料和書籍，從制糖等相關(guān)的報(bào)紙和雜志上了解到，我國是世界四大產(chǎn)糖大國之一，而廣西是我國第一產(chǎn)糖大省，廣西的產(chǎn)糖量占全國60%以上，廣西制糖從業(yè)人數(shù)占廣西人口1/3，廣西超過一半地市的稅收主要依靠糖業(yè)，制糖是廣西的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，也是廣西經(jīng)濟(jì)主要的經(jīng)濟(jì)支柱，居廣西9張創(chuàng)新發(fā)展名片之首，對廣西國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展影響極大，但是，我國制糖的技術(shù)水平相對發(fā)達(dá)國家來說還比較落后，各級政府都在大力促進(jìn)制糖的技術(shù)進(jìn)步，因此，作者對制糖方面的圖書資料進(jìn)行了重點(diǎn)關(guān)注。

通過閱讀制糖方面的專業(yè)期刊《甘蔗糖業(yè)》《廣西糖業(yè)》以及相關(guān)的一些報(bào)刊等，了解到我國甘蔗糖廠壓榨過程一般都是采用基于核子稱的自動控制系統(tǒng)，但是，核子稱是有核輻射的，核子秤使用的核放射源對人體或多或少有危害，在使用過程中不但直接對操作工、維修工身體健康有危害，對食用受到核輻射產(chǎn)品的消費(fèi)者也是有危害的，國外發(fā)達(dá)國家已經(jīng)禁止在食品行業(yè)使用，而且，國家對核子秤等有放射源設(shè)備的使用有嚴(yán)格、繁瑣的規(guī)定，所以核子秤的安裝、維護(hù)、維修很麻煩，一般糖廠的儀表工無法勝任。

于是，筆者敏感地意識到，發(fā)明無核的檢測儀表或檢測方法替代核子稱是勢在必行的，而且，市場需要應(yīng)該很強(qiáng)烈，符合國家清潔生產(chǎn)、綠色制造的政策導(dǎo)向。于是，作者主動與制糖行業(yè)的有關(guān)專家聯(lián)系，經(jīng)過多次共同探討，專家確認(rèn)這是一個很好的新發(fā)明突破口，決定以此為突破口，發(fā)明一項(xiàng)新技術(shù)替代基于核子稱的控制方法。

三、助力新發(fā)明的技術(shù)方案選定

明確了新發(fā)明的突破口，筆者接下來就要助力選定最佳的技術(shù)方案。

筆者根據(jù)專家的要求，收集了專業(yè)性的書籍和雜志，《廣西糖業(yè)》《甘蔗糖業(yè)》《自動化儀表》《甘蔗糖廠設(shè)計(jì)手冊》《食糖制造工》《甘蔗糖生產(chǎn)自動化和信息化》等并利用電子資源平臺進(jìn)行了廣泛地搜索和查詢。

1.《甘蔗糖生產(chǎn)自動化和信息化》一書指出：“ 核子秤是根據(jù)以下公式推算出甘蔗絲的重量的，γ射線穿透物料后，強(qiáng)度變化規(guī)律是：

N=N。e^-μpF/S

其中：μp——物料的質(zhì)量吸收系數(shù)，

F——輸送機(jī)負(fù)荷，

S——輸送機(jī)寬度，

N。——空載時探測器處γ射線強(qiáng)度，

N——有負(fù)載時探測器處γ射線強(qiáng)度。

γ射線探測器輸出信號U₁與γ射線強(qiáng)度成正比，因此有：

U₁=U。e^-μpF/S

其中，U?！蛰d時輸出信號，

U₁——有負(fù)載時的輸出信號。

令K₁=-S/μp，稱作物料標(biāo)定常數(shù)，則

F=K₁ln（U₁/U。）

通過測量U₁、U。，并通過標(biāo)定確定K₁值，即可得到輸送機(jī)物料負(fù)荷F，輸送機(jī)的速度V可由測速裝置的電壓經(jīng)計(jì)算得到：

V=K₃U₂+K₂

其中V——輸送機(jī)速度，

U₂——速度信號電壓，

K₂、K₃——標(biāo)定常數(shù)。

輸送機(jī)輸送的物料流量P=FV，

由此算出物料累計(jì)量：

W=∫Pdt=∫FVdt?? 。^[2]

筆者與專家分析：

每個測量參數(shù)都會有誤差，物料的質(zhì)量吸收系數(shù)也因甘蔗產(chǎn)地、品種、批次的差異而不同，以上核子稱計(jì)算涉及近10個測量值、1個質(zhì)量吸收系數(shù)，這么多誤差的因素疊加起來誤差就更大，因此，通過核子秤測量，間接算出入榨甘蔗絲重量的方法既復(fù)雜又不準(zhǔn)確，必然影響平穩(wěn)壓榨以及滲透水添加量的控制精度，導(dǎo)致平穩(wěn)壓榨效果不理想、糖份抽出率降低和后續(xù)蒸發(fā)熱量增加。

2.筆者根據(jù)收集的資料了解到，第二種控制方法是根據(jù)利用測重傳感器測到的輸送機(jī)甘蔗絲重量控制輸送機(jī)的速度，根據(jù)測到的壓榨機(jī)軸距控制滲透水添加量的自動控制方案。

專家經(jīng)分析后認(rèn)為，此方案雖然在一定程度上解決了平穩(wěn)入榨的問題，但是控制比較粗糙，而且，由于滲透水的添加量是根據(jù)壓榨機(jī)軸距來調(diào)節(jié)的，軸距受頂輥壓力、不同甘蔗絲的軟硬程度影響較大，所以測量的效果難以保證，導(dǎo)致控制效果不可能好。

3.筆者還從收集的資料中了解到第三種控制方式：人工設(shè)定第一級壓榨機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)最后一級輸蔗帶的速度保持第一級高位槽料位穩(wěn)定，調(diào)節(jié)其它各級輸蔗帶的速度使其與最后一級輸蔗帶速度同步。

專家經(jīng)分析后認(rèn)為此方案：

（1）由于一開始落蔗是不均勻的，如果每條輸蔗帶的速度都同步，就難以保證最后一級輸蔗帶甘蔗絲的均勻，所以，控制過于粗糙，效果不理想。

（2）由于沒有對入榨甘蔗絲計(jì)量，所以，滲透水添加量的控制沒有參考依據(jù)，根本無法精確控制。

專家在對比、分析筆者收集到的各種控制方案后，認(rèn)為：

既然首先都要檢測甘蔗絲的重量，就應(yīng)該想辦法利用重力傳感器直接測量，盡管測量有一定的誤差，但是，這只是一個量的誤差，比核子稱多個量疊加誤差小的多，而且，不但除了核輻射的危害，測量方法簡化了很多，既能精確地均勻控制入榨甘蔗絲的量，又能精確地控制滲透水的添加量，達(dá)到既能發(fā)揮壓榨機(jī)的最大效能、避免壓榨機(jī)因頻繁調(diào)速而損壞導(dǎo)致停產(chǎn)的嚴(yán)重后果的目的，同時，還能進(jìn)一步提高糖份抽出率、降低后續(xù)蒸發(fā)的熱能，這是壓榨自動控制最理想的效果。

專家在筆者的助力下，選定了以下技術(shù)方案：

1.用DCS系統(tǒng)與現(xiàn)場儀表組成壓榨自控系統(tǒng);

2.在2#輸蔗機(jī)安裝測重傳感器，測量2#輸蔗機(jī)的甘蔗絲重量，根據(jù)此信號控制1#輸蔗機(jī)的速度，達(dá)到均勻控制2#輸蔗機(jī)上甘蔗絲量的目的;

3.在快速輸送帶安裝測重傳感器，測量快速輸送帶甘蔗絲的重量，根據(jù)此信號控制2#輸送機(jī)的速度，達(dá)到均勻控制快速輸送帶上甘蔗絲重量的目的;

4.用料位傳感器測量1#壓榨機(jī)高位槽的料位，根據(jù)此料位控制快速輸送帶的速度，達(dá)到控制高位槽穩(wěn)定的目的;

5.每座壓榨機(jī)的高位槽都安裝料位傳感器測量其料位，根據(jù)高位槽料位對壓榨機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行微調(diào)，進(jìn)一步達(dá)到平穩(wěn)壓榨的目的。

6.在滲透水管道上安裝電磁流量計(jì)和控制閥，與快速輸送帶測重傳感器、DCS組成滲透水與甘蔗絲重量的配比自控系統(tǒng)，根據(jù)快速輸送帶測重傳感器測到的甘蔗絲重量信號，經(jīng)DCS處理后輸出信號控制滲透水控制閥，實(shí)現(xiàn)滲透水添加的精確控制。

四、結(jié)束語

專家按照筆者的建議，此技術(shù)方案申報(bào)了國家發(fā)明，最后，專家獲得了《甘蔗壓榨自動控制系統(tǒng)》國家發(fā)明證書，專家目前將向制糖行業(yè)推廣，將為我國制糖行業(yè)的綠色制造和清潔生產(chǎn)發(fā)揮重要作用，使我國快速成為世界制糖強(qiáng)國。

通過此成功案例可見，圖書館作為重要的資源集中地，除了傳統(tǒng)的資源存儲，也應(yīng)當(dāng)發(fā)揮其服務(wù)功能，成為信息資源開發(fā)利用的大本營。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是信息時代的到來，實(shí)現(xiàn)對圖書館信息資源的開發(fā)與利用已經(jīng)成為時代發(fā)展的必然使命。圖書館如果能充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢，與專業(yè)技術(shù)人員深度合作，就能有效地助力科技創(chuàng)新獲得新的突破和成果。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉偉思.圖書館信息資源建設(shè)與利用研究[J].江蘇科技信息，2018，35（31）：4-6，25.

[2] 蘭紅星 易捷.甘蔗糖生產(chǎn)自動化和信息化（上冊）[M].電子工業(yè)出版社，2013.