專利名稱：一種非接觸式溶液濃度檢測(cè)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濃度檢測(cè)技術(shù)，特別涉及一種非接觸式溶液濃度檢測(cè)方法 及其裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)美國(guó)石油協(xié)會(huì)(API)的規(guī)定，該協(xié)會(huì)成員企業(yè)的每一根石油管 上都必須標(biāo)示代表產(chǎn)品鋼種的色標(biāo)漆。作為該會(huì)員企業(yè)的鋼管廠在鋼管生 產(chǎn)過程中需要對(duì)鋼管的鋼種進(jìn)行顏色標(biāo)識(shí)，這種顏色標(biāo)識(shí)采用涂料和涂料 溶劑組成的溶液，通過色環(huán)噴涂裝置在鋼管表面噴涂一條顏色標(biāo)識(shí)漆作為 識(shí)別鋼種的標(biāo)志。標(biāo)識(shí)涂料的濃度有標(biāo)準(zhǔn)確定，濃度過高會(huì)增加涂料的消 耗量，且容易造成噴涂裝置的噴嘴堵塞漏標(biāo)識(shí)，濃度過低則可能造成標(biāo)識(shí) 不清，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)為了控制色標(biāo)漆濃度采用漏斗+秒表的方法測(cè)量涂料濃度。
其具體方法為將作為檢測(cè)樣本的涂料倒入專用漏斗，檢測(cè)單位時(shí)間內(nèi)的 漏斗內(nèi)涂料滴下的滴數(shù)。根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的滴數(shù)確定溶液濃度。
這種檢測(cè)方法因?yàn)椴恍枰獧z測(cè)設(shè)備，被長(zhǎng)時(shí)間采用。但隨著寶鋼的發(fā) 展，該產(chǎn)線工作量逐年增加，且色標(biāo)顏色要求也逐歩提高。原有的檢測(cè)方 法因其離線檢測(cè)、檢測(cè)速度慢、操作復(fù)雜，而且色標(biāo)漆濃度控制精度低， 已經(jīng)不能適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種非接觸式溶液濃度檢測(cè)方法及其裝置，提 高檢測(cè)精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量；實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，在線濃度異常報(bào)警，加強(qiáng)生 產(chǎn)監(jiān)視的可控性；降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，
一種非接觸式溶液濃度檢測(cè)方法，對(duì)一容器內(nèi)的溶液進(jìn)行濃度檢測(cè)， 其包括如下歩驟
31) 首先，采用電子稱對(duì)容器內(nèi)的溶液稱重，該溶液包括溶劑、溶質(zhì)；
讀取溶液質(zhì)量數(shù)據(jù)；
2) 液位檢測(cè)，檢測(cè)容器內(nèi)溶液的液位，并分別將測(cè)得的質(zhì)量與色標(biāo)漆 溶液高度值通過信號(hào)線傳輸給信號(hào)處理器，信號(hào)處理器對(duì)接收到的質(zhì)量與 色標(biāo)高度值進(jìn)行處理，形成色標(biāo)溶液曲線，并制作標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線，將該標(biāo) 準(zhǔn)溶液曲線儲(chǔ)存于處理器中；
3) 重復(fù)液位檢測(cè)，將得到的色標(biāo)溶液曲線與處理器中儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)溶液 曲線進(jìn)行對(duì)比， 一旦偏離標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線設(shè)定值公差，則信號(hào)處理器計(jì)算出 相應(yīng)的溶劑揮發(fā)量，便發(fā)出打開電磁閥的信號(hào)，使溶劑從溶劑補(bǔ)劑罐中通 過導(dǎo)管注入色標(biāo)溶液中，同時(shí)攪拌器工作，使溶液混合均勻，此時(shí)電子稱 和液位檢測(cè)器時(shí)時(shí)檢測(cè)質(zhì)量與高度值，信號(hào)處理器對(duì)色標(biāo)溶液濃度曲線進(jìn) 行實(shí)時(shí)更新，直到檢測(cè)曲線與標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線一致時(shí)，信號(hào)處理器便斷開電 磁閥，停止溶劑補(bǔ)給，從而完成自動(dòng)補(bǔ)充。
本發(fā)明方法針對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)溶液濃度隨溶劑揮發(fā)造成的溶液濃度變化 的情況，突破慣有思維方法采用物理方法利用溶液濃度的相對(duì)差值關(guān)系的 方法檢測(cè)溶液濃度。在特定的工作環(huán)境內(nèi)能夠快速、便捷地測(cè)得溶液的濃
J變
其原理如下
單位容積的溶質(zhì)和溶劑由于密度不同存在較大的質(zhì)量差，這種質(zhì)量差 直接導(dǎo)致所配制的溶液濃度不同，即溶質(zhì)與溶劑的比例發(fā)生了變化，當(dāng)配 置的溶液的濃度隨著溶劑揮發(fā)而密度發(fā)生改變時(shí)，通過手段發(fā)現(xiàn)這一變 化，并及時(shí)報(bào)警和自動(dòng)補(bǔ)充，從而消除溶液密度變化引起對(duì)生產(chǎn)工藝的不 良影響。
1) 根據(jù)需要，配置標(biāo)準(zhǔn)溶液(溶劑+溶質(zhì))。
2) 根據(jù)密度公式密度=質(zhì)量/體積，得出配置標(biāo)準(zhǔn)溶液的曲線。 密度=(溶劑質(zhì)量+溶質(zhì)質(zhì)量)/溶液體積
如溶液沒有揮發(fā)，則密度為常數(shù)，并且容器底面積為一定， 公式轉(zhuǎn)化為常數(shù)=質(zhì)量/高度 如密度1和密度2等。
在生產(chǎn)中，由于溶劑的揮發(fā)，使得容器中的溶液的密度發(fā)生了變化，即質(zhì)量/高度比偏離了標(biāo)準(zhǔn)曲線，和標(biāo)準(zhǔn)溶液相比同樣質(zhì)量的溶液，在容器 中密度/的液面高度已偏離標(biāo)準(zhǔn)高度，高度降低。同樣原理也可考察質(zhì)量 的變化。期間，溶質(zhì)揮發(fā)量很少， 一般忽略不計(jì)。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)定最小偏離高度(或質(zhì)量)并監(jiān)測(cè)，報(bào)警。 本發(fā)明的一種非接觸式溶液濃度檢測(cè)裝置，其包括，底座，其上設(shè)保
護(hù)罩；電子稱，設(shè)置于底座上；容器，設(shè)置于電子稱上，其上接設(shè)一連接 溶劑補(bǔ)劑罐的導(dǎo)管及相應(yīng)的電磁閥；攪拌器，設(shè)置于容器內(nèi)；液位檢測(cè)器， 設(shè)置于容器內(nèi)；信號(hào)處理器，分別電性連接電子稱、液位檢測(cè)器、電磁閥。
進(jìn)一步，所述的液位檢測(cè)器為超聲波測(cè)量?jī)x；該液位檢測(cè)器也可以是 其他形式，如設(shè)置液位傳感器，光電式相對(duì)液位檢測(cè)等等。
根據(jù)稱重和液位測(cè)量得出的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)處理，將檢測(cè)出來的質(zhì) 量/高度比與標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量/高度比進(jìn)行比對(duì)。 一旦發(fā)現(xiàn)超范圍立即通過畫面 和語音形式提醒操作者。
為保證工作正常進(jìn)行，如在容器中安置定時(shí)攪拌器以保證溶液中的溶 劑和溶質(zhì)充分融合。
采用高精度的電子稱重裝置讀取溶液質(zhì)量數(shù)據(jù)，采用超聲波液位檢測(cè) 計(jì)檢測(cè)溶液的液位，并分別將測(cè)得的質(zhì)量與色標(biāo)漆溶液高度值通過信號(hào)線 傳輸給信號(hào)處理器(工控機(jī)等)，信號(hào)處理器對(duì)接收到的質(zhì)量與色標(biāo)高度值 進(jìn)行處理，形成色標(biāo)溶液曲線，并與處理器中儲(chǔ)存在的標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線進(jìn)行 對(duì)比， 一旦偏離標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線設(shè)定值公差，則信號(hào)處理器計(jì)算出相應(yīng)的溶 劑揮發(fā)量，便發(fā)出打開電磁閥的信號(hào)，使溶劑從溶劑補(bǔ)劑罐中通過導(dǎo)管慢 慢注入色標(biāo)溶液中，同時(shí)攪拌器工作，使溶液混合均勻，此時(shí)電子稱和超 聲波液位檢測(cè)器時(shí)時(shí)檢測(cè)著質(zhì)量與高度值，信號(hào)處理器對(duì)色標(biāo)溶液濃度曲 線進(jìn)行時(shí)實(shí)更新，直到檢測(cè)曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線一致時(shí)，信號(hào)處理器便斷開電 磁閥，停止溶劑補(bǔ)給，從而完成自動(dòng)補(bǔ)充功能。
本發(fā)明的有益效果
1. 提高了溶劑濃度的檢測(cè)精度，為提升產(chǎn)品質(zhì)量提供了幫助。
2. 提高了操作人員對(duì)生產(chǎn)過程監(jiān)控的執(zhí)行度。
3. 降低了操作人員的工作強(qiáng)度。
4. 采用非接觸檢測(cè)技術(shù)，避免了接觸溶劑檢測(cè)濃度帶來的污染。5.容易濃度變化超過設(shè)定范圍后可以自動(dòng)補(bǔ)給溶劑，避免設(shè)備停機(jī)。


圖1為本發(fā)明非接觸式溶液濃度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明非接觸式溶液濃度檢測(cè)方法的原理圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖1，本發(fā)明的非接觸式溶液濃度檢測(cè)裝置，其包括，底座1，
其上設(shè)保護(hù)罩2;電子稱3，設(shè)置于底座1上；容器4，設(shè)置于電子稱3上， 其上接設(shè)一連接溶劑補(bǔ)劑罐的導(dǎo)管5及相應(yīng)的電磁閥；攪拌器6，設(shè)置于
容器4內(nèi)；液位檢測(cè)器7，設(shè)置于容器4內(nèi)，在本實(shí)施例中為超聲波測(cè)量 儀；信號(hào)處理器8，分別電性連接電子稱3、液位檢測(cè)器7、電磁閥。
再請(qǐng)參見圖2，本發(fā)明非接觸式溶液濃度檢測(cè)方法，對(duì)一容器4內(nèi)的 溶液10進(jìn)行濃度檢測(cè)，首先，采用電子稱3對(duì)容器4內(nèi)的溶液IO稱重， 該溶液包括溶劑、溶質(zhì)；讀取溶液質(zhì)量數(shù)據(jù)；接著，液位檢測(cè)，檢測(cè)容器 4內(nèi)溶液10的液位，并分別將測(cè)得的質(zhì)量與色標(biāo)漆溶液高度值通過信號(hào)線 傳輸給信號(hào)處理器8，信號(hào)處理器8對(duì)接收到的質(zhì)量與色標(biāo)高度值進(jìn)行處 理，形成色標(biāo)溶液曲線，并制作標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線，將該標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線儲(chǔ)存于 處理器中；然后，重復(fù)液位檢測(cè)，將得到的色標(biāo)溶液曲線與信號(hào)處理器8 中儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線進(jìn)行對(duì)比， 一旦偏離標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線設(shè)定值公差，則 信號(hào)處理器8計(jì)算出相應(yīng)的溶劑揮發(fā)量，便發(fā)出打開電磁閥的信號(hào)，使溶 劑從溶劑補(bǔ)劑罐中通過導(dǎo)管5慢慢注入色標(biāo)溶液中，同時(shí)攪拌器6工作， 使溶液混合均勻，此時(shí)電子稱和液位檢測(cè)器時(shí)時(shí)檢測(cè)著質(zhì)量與高度值，信 號(hào)處理器對(duì)色標(biāo)溶液濃度曲線進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，直到檢測(cè)曲線與標(biāo)準(zhǔn)溶液曲 線一致時(shí)，信號(hào)處理器8便斷開電磁閥，停止溶劑補(bǔ)給，從而完成自動(dòng)補(bǔ) 充功能。
在生產(chǎn)中，由于溶劑的揮發(fā)，使得容器中的溶液的密度發(fā)生了變化， 即質(zhì)量/高度比偏離了標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖2所示，和標(biāo)準(zhǔn)溶液相比同樣質(zhì)量的 溶液，在容器中密度1的液面高度已偏離標(biāo)準(zhǔn)高度，從H變化到h。同樣 原理也可考察質(zhì)量的變化。
權(quán)利要求
1.一種非接觸式溶液濃度檢測(cè)方法，對(duì)一容器內(nèi)的溶液進(jìn)行濃度檢測(cè)，其包括如下步驟1)首先，采用電子稱對(duì)容器內(nèi)的溶液稱重，該溶液包括溶劑、溶質(zhì)；讀取溶液質(zhì)量數(shù)據(jù)；2)液位檢測(cè)，檢測(cè)容器內(nèi)溶液的液位，并分別將測(cè)得的質(zhì)量與色標(biāo)漆溶液高度值傳輸給信號(hào)處理器，信號(hào)處理器對(duì)接收到的質(zhì)量與色標(biāo)高度值進(jìn)行處理，形成色標(biāo)溶液曲線，并制作標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線，將該標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線儲(chǔ)存于處理器中；3)重復(fù)液位檢測(cè)，將得到的色標(biāo)溶液曲線與處理器中儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線進(jìn)行對(duì)比，一旦偏離標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線設(shè)定值公差，則信號(hào)處理器計(jì)算出相應(yīng)的溶劑揮發(fā)量，便發(fā)出打開電磁閥的信號(hào)，使溶劑從溶劑補(bǔ)劑罐中通過導(dǎo)管注入色標(biāo)溶液中，同時(shí)攪拌器工作，使溶液混合均勻，此時(shí)電子稱和液位檢測(cè)器時(shí)時(shí)檢測(cè)著質(zhì)量與高度值，信號(hào)處理器對(duì)色標(biāo)溶液濃度曲線進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，直到檢測(cè)曲線與標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線一致時(shí)，信號(hào)處理器便斷開電磁閥，停止溶劑補(bǔ)給，從而完成自動(dòng)補(bǔ)充。
2. —種非接觸式溶液濃度檢測(cè)裝置，其特征是，包括，底座，其上設(shè)保護(hù)罩； 電子稱，設(shè)置于底座上；容器，設(shè)置于電子稱上，其上接設(shè)一連接溶劑補(bǔ)劑罐的導(dǎo)管及相 應(yīng)的電磁閥；攪拌器，設(shè)置于容器內(nèi)； 液位檢測(cè)器，設(shè)置于容器內(nèi)；信號(hào)處理器，分別電性連接電子稱、液位檢測(cè)器、電磁閥。
3. 如權(quán)利要求2所述的非接觸式溶液濃度檢測(cè)裝置，其特征是，所述的 液位檢測(cè)器為超聲波測(cè)量?jī)x。
全文摘要
一種非接觸式溶液濃度檢測(cè)方法及其裝置，其采用電子稱對(duì)容器內(nèi)的溶液稱重，溶液包括溶劑、溶質(zhì)；讀取溶液質(zhì)量數(shù)據(jù)；接著，檢測(cè)容器內(nèi)溶液的液位，將測(cè)得的質(zhì)量與色標(biāo)漆溶液高度值傳輸給信號(hào)處理器，處理器對(duì)接收到的質(zhì)量與色標(biāo)高度值進(jìn)行處理，形成色標(biāo)溶液曲線，并制作標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線，將該標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線儲(chǔ)存于處理器中；然后，重復(fù)液位檢測(cè)，將得到的色標(biāo)溶液曲線與標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線對(duì)比，一旦偏離標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線設(shè)定值公差，則信號(hào)處理器計(jì)算出相應(yīng)的溶劑揮發(fā)量，發(fā)出信號(hào)，補(bǔ)充溶劑注入色標(biāo)溶液中，此時(shí)電子稱和液位檢測(cè)器時(shí)時(shí)檢測(cè)著質(zhì)量與高度值，處理器對(duì)色標(biāo)溶液濃度曲線進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，直到檢測(cè)曲線與標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線一致時(shí)，停止溶劑補(bǔ)給。
文檔編號(hào)G01N9/04GK101685057SQ20081020070
公開日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月27日
發(fā)明者劉茂生, 杜毅銘 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司