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申请/专利权人：城步苗族自治县银河纸业有限责任公司

摘要：本发明公开了一种基于人工智能的纸张加工检测系统，属于纸张制造检测技术领域。解决了现有技术中纸张质量检测效率低、准确度差、废水处理难度大的技术问题。本发明的技术原理是：利用摄像头采集纸张图像，利用多种传感器采集造纸过程中的废水数据，利用人工智能对数据进行分析，输出采集数据的状态和特征；对废水处理工艺和参数进行优化，输出废水处理方案和控制信号，调节造纸过程中的参数；显示检测和处理结果，异常情况时发出报警信号。本发明的有益效果是：该系统可以实现纸张质量的快速、准确、自动的检测，同时可以对造纸过程中产生的废水进行有效的监测和处理，从而提高纸张的质量和效率，降低造纸的成本和环境影响。

主权项：1.一种基于人工智能的纸张加工检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1采集纸张图像，利用摄像头对加工过程中的纸张进行拍摄，获取加工过程中的纸张的图像数据；S2处理纸张图像，利用检测人工智能模块对所述图像数据进行深度卷积神经网络的处理，提取纸张的颜色、光泽、平整度、缺陷，输出纸张的质量指数；S3采集废水数据，利用电导率传感器、pH传感器、余氯传感器、浊度传感器、ORP传感器对造纸过程中的废水进行监测，所述电导率传感器检测废水的导电率；所述pH传感器检测废水的pH值；所述余氯传感器检测废水的余氯含量；所述浊度传感器检测废水的浊度；所述ORP传感器检测废水的氧化还原电位；S4处理废水数据，利用支持向量机对所述废水数据进行径向基核函数的处理，提取废水的成分、浓度、pH值，输出废水的状态和特征；S5选择废水处理方案，利用处理人工智能模块根据所述纸张的质量指数、所述废水的状态和特征，选择废水处理方案和造纸工艺参数，输出废水处理方案和造纸工艺参数控制信号；S6调节造纸过程，利用控制器根据所述造纸工艺参数控制信号，控制造纸过程中控制水量的阀门，控制调节温度的加热器以及控制调节压力的压力表；S7显示检测结果，利用显示模块显示所述纸张的质量指数、所述废水的状态和特征、所述废水处理方案，以及用户的输入结果，检测到纸张的质量指数低于预设阈值，或者废水的状态或特征超出规定范围时，发出报警信号，提醒用户；所述的选择废水处理方案和造纸工艺参数是处理人工智能模块处理的，所述处理人工智能模块采用遗传算法，用于对所述废水处理方案和造纸工艺参数进行优化；所述采用遗传算法包括以下步骤：S51初始化：随机生成一定数量的废水处理方案和参数，作为初始种群，其中，废水处理方案和参数用二进制编码表示x＝x1,x2,…,xn，其中，x为一个废水处理方案和参数的编码，xi为第i位的二进制数，n为编码的长度，设定对解的精度的要求，初始种群的大小以及交叉和变异的概率；S52评估：根据纸张的质量和效率以及造纸的成本和环境影响，计算每个废水处理方案和参数的适应度值fx＝w1Qx+w2Ex-w3Cx-w4Px，其中，fx为一个废水处理方案和参数的适应度值，Qx为纸张的质量指数，Ex为纸张的效率，Cx为造纸的成本，Px为造纸的环境影响，ω1为QX的权重系数，ω2为EX的权重系数，ω3为CX的权重系数，ω4为PX的权重系数；其中EX：纸张的效率，根据纸张的产量、合格率、速度，评价纸张的效率水平，EX＝β1YX+β2RX+β3SX其中，EX为纸张的效率，YX为纸张的产量，RX为纸张的合格率，SX为纸张的速度，β1为YX的权重系数，β2为RX的权重系数，β3为RX的权重系数；CX：造纸的成本，根据纸张的原材料、能源、人工、设备费用，综合计算造纸的成本总额，CX＝γ1MX+γ2EX+γ3LX+γ4AX其中，CX为造纸的成本，MX为纸张的原材料费用，EX为纸张的能源费用，LX为纸张的人工费用，AX为纸张的设备折旧费用，γ1为MX的比例系数，γ2为EX的比例系数，γ3为LX的比例系数，γ4为AX的比例系数；PX：造纸的环境影响，根据纸张的废水、废气、废渣排放，综合评估造纸的环境污染程度PX＝δ1WX+δ2GX+δ3SX其中，PX为造纸的环境影响，WX为纸张的废水排放量，GX为纸张的废气排放量，SX为纸张的废渣排放量，δ1为WX的影响系数，δ2为GX的影响系数，δ3为SX的影响系数；S53选择：根据适应度值，采用轮盘赌法，选择一定数量的废水处理方案和参数，作为下一代种群；从初始种群中选择一定数量的染色体，作为下一代的父代；选择的概率与适应度值成正比，即适应度值越高的染色体被选择的概率越大；S54交叉：对每两个废水处理方案和参数，以一定的概率进行部分交换，产生新的废水处理方案和参数；根据交叉概率，对父代染色体进行配对，然后在染色体上随机选择一个或多个交叉点，交换交叉点后的染色体片段，产生新的染色体，作为下一代的子代；S55变异：对每个废水处理方案和参数，以一定的概率进行随机变化，产生新的废水处理方案和参数；根据变异概率，对子代染色体进行随机修改，即在染色体上随机选择一个或多个位，将其翻转，即0变为1，1变为0，产生新的染色体，作为下一代的子代；S56更新：将子代染色体替换父代染色体，形成新的种群，计算每个染色体的适应度值；S57终止：判断是否达到预设的迭代次数或适应度阈值，如果是，则输出最优的废水处理方案和参数，如果否，则返回S52。

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