(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210759818.6 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 合盛物联科技 （武汉） 有限公司 地址 430000 湖北省武汉市硚口区解 放大 道18号凯德广场古田项目T2办公楼 栋/单元20层 （5） 办号-7 (72)发明人 武泉　黄国威　胡柱威　 (74)专利代理 机构 武汉探智知识产权代理事务 所(普通合伙) 42309 专利代理师 王聪聪 (51)Int.Cl. B01J 3/04(2006.01) B01J 19/18(2006.01) B01J 19/00(2006.01) G06K 9/62(2022.01)G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种晶体制备高压反应釜及基于多维度算 法的反应釜工况诊断方法 (57)摘要 本发明公开了一种晶体制备高压反应釜罐 体， 其顶部设有 开口和上盖， 还包括和搅拌杆， 固 定于所述上盖外侧， 搅拌杆穿过上盖连接的驱动 轴； 罐体顶部设有进料口； 罐体底部设有电热棒 插管， 用于向罐体内插入加热棒， 还包括伸入罐 体内的传感器组， 同时提供了与之配合使用的基 于多维度算法的反应釜工况诊断方法， 通过装设 伸入罐体内的传感器组， 对反应釜内的各项实时 参数进行监测， 并诊断分析， 对反应釜内的各项 指标进行实时调控， 进而保证晶体在适宜的反应 釜工况下生长成型， 解决目前的反应釜在进行晶 体制备的过程中无法对温度、 湿度、 电流、 等参数 进行实时监测， 从而进行工况诊断与调控， 以使 得晶体在可控的最优情况 下生长成型的问题。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115364768 A 2022.11.22 CN 115364768 A 1.一种晶体制备高压反应釜， 其特 征在于， 包括： 罐体， 其顶部设有开口和上盖， 还包括和搅拌杆， 驱动装置固定于所述上盖外侧， 所述 搅拌杆穿过所述上盖连接所述的驱动装置； 所述罐体顶部设有进料 口； 所述罐体底部设有 电热棒插管， 用于向所述罐体内插 入加热棒， 还 包括伸入所述罐体内的传感器组。 2.根据权利要求1所述的一种晶体制备高压反应釜， 其特征在于， 所述传感器组为一包 括多个传感器的棒状组件， 其由所述罐体的顶部伸入罐体内部， 且该棒状组件与所述搅拌 杆相互平行设置， 还 包括由盘管， 且所述盘管将所述状组件与所述搅拌杆固定在一 起。 3.根据权利要求1所述的一种晶体制备高压反应釜， 其特征在于， 所述罐体的开口与 所 述搅拌杆之间还设有用于密封的轴封 。 4.基于多维度算法的反应釜工况诊断方法， 使用了如权利要求1～3 中任意一项所述的 晶体制备高压反应釜， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一： 高压反应釜开启晶体制备工艺； 步骤二： 将特定传感器通过装设进所述传感器组并放置到所述罐体内部， 对罐体内多 项工况参数进行检测； 步骤三： 获取驱动装置的示功图； 步骤四： 根据 预设算法对所述步骤二和步骤三中获取的罐体内多项工况参数以及的示 功图进行分析， 得 出实时的反应釜工况； 步骤五： 根据步骤四的分析 结果对反应釜和的参数进行调整。 5.根据权利要求4所述的基于多维度算法的反应釜工况诊断方法， 其特征在于， 步骤三 中采集的示功图共K+1个， 前K个示功图对应N种工况， 用于建立工况诊断模型， 最后一个为 待诊断工况的示功图； 将K+1个有杆泵抽油井地 面示功图进行归一 化处理； 采用重心分割法将归一化后的示功图划分为 四部分， 左上区域、 右上区域、 右下区域和 左下区域； 提取四个工作点以及地 面示功图的七个几何特 征； 利用示功图的七个几何特征特征作为输入， 建立连续隐马尔科夫即CHMM的工况诊断模 型， 该模型用来描述工作点及示功图特 征与工况之间的映射关系， 完成工况诊断； 提取活塞的四个工作点以及七个示功图的几何特 征为： 提取活塞的四个工作点即固定凡尔打开点、 固定凡尔关闭点、 游动凡尔打开点和游动 凡尔关闭点， 以及七个几何特征即四个工作点围成的四边形面积、 左上区域缺 失面积、 右上 区域缺失面积、 右下区域缺 失面积、 左下区域缺 失面积、 固定凡尔工作 距离以及游动凡尔工 作距离， 其中， 固定凡尔打开点和游动凡尔打开点， 分别为左上区域曲率的变化量最大的点 和右下区 曲率的变化量最大的点， 对于由离散点(xi,yi)组成的示功图， 采用有限差 分法来 计算每一 点的曲率： 其中， K(t)为第t个点的曲率， x(t)为示功图第t个点的横坐标， y(t)为示功图第t个点 的纵坐标； 相邻点曲率之差的绝对值 来计算曲率的变化： ΔK＝|K(t) ‑K(t‑1)| 采用均值滤波法对ΔK进行处 理：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115364768 A 2曲率变化 最大的点按下式计算： 左上区域曲率的变化量最大的点和右下区曲率的变化量最大的点即为固定凡尔打开 点和游动凡尔打开点， 提取固定凡尔关闭点和游动凡尔关闭点， 分别为右上区最大位移和 左下区最小位移。 6.根据权利要求5所述的基于多维度算法的反应釜工况诊断方法， 其特征在于， 建立连 续隐马尔科 夫即CHMM的工况诊断模型包括以下步骤： 1)确定CHMM的模型结构； 2)对CHMM进行训练， 将每种工况类型作为隐藏状态的输入， 并将不同工况类型示功图 的七个几何特征作为观测向量的输入， 共训练出N个CHMM模型， 每一个模型对应一种工况， 训练是为了让模型能够根据观测序列O＝{O1,O2, …,OM}来确定模型参数(A， c， μ， U， π )， 其 中， A为状态转移 矩阵， c为混合权 重， U为协方差矩阵， μ为平均向量， π 为初始状态 矩阵； 3)将待诊示功图七个几何特征作为观测向量分别输入到N个CHMM中， 然后分别计算出 待诊断示功图与N个CHMM中的相似概率， 与待诊断示功图相 似概率最大的模型所对应的工 况即为待 诊断示功图的工况。 7.根据权利要求5所述的基于多维度算法的反应釜工况诊断方法， 其特征在于， 通过传 感器采集所述的电流 值来对反应釜工况进行诊断， 具体包括以下步骤： (1)检测驱动装置的实际电流曲线， 提取 所述实际电流曲线中的特 征量； (2)将所述实际电流曲线中的特征量与建立的工况诊断模型进行比对， 其中， 所述工况 诊断模型包括至少两种工况、 与各工况对应的电流曲线以及各电流曲线中的特 征量； (3)根据所述实际电流曲线中的特征量在工况诊断模型中确定与所述实际电流曲线相 匹配的电流曲线， 进 而确定驱动装置井的实际工况。 8.根据权利要求5所述的基于多维度算法的反应釜工况诊断方法， 其特征在于， 通过传 感器采集所述的吸水值来对反应釜工况进行诊断， 具体包括以下步骤： 分别从所有晶体横 向即某一日期下 的所有吸水指数数据、 纵向即选定晶体多个日期下数据平均值， 多个维度 进行数据分析， 找 寻数据规律， 确定通过吸水指数及表皮系数量化吸水能， 将其与传感器采 集到的吸水值精准比对分析， 并进行调整。 9.根据权利要求5所述的基于多维度算法的反应釜工况诊断方法， 其特 征在于， 还包括建立快速决策机制： 搭建涵盖各型式反应釜所有异常工况的故障库， 构建故障 树的中间过渡层， 运用反应釜设计数据及运行数据， 构建反应釜性能动态数据库， 对比反应 釜实际运行数据， 建立 故障树基础层， 建立中间转换层单元， 连接 反应釜测点异常数据与反 应釜异常工况， 将故障树与反应釜数据库对应连接 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115364768 A 3