一種流通式自清洗pH測(cè)量控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種流通式自清洗pH測(cè)量控制裝置。本實(shí)用新型的裝置包括pH值測(cè)量清洗器、信號(hào)匹配器和主控機(jī)；所述pH電極的輸出端通過信號(hào)匹配器與所述主控機(jī)連接；所述主控機(jī)的超聲波電信號(hào)通過電纜輸入到所述超聲波換能器。該方法包括清洗步驟：所述嵌入式計(jì)算機(jī)周期性控制所述超聲波信號(hào)發(fā)生器開啟對(duì)所述pH電極進(jìn)行清洗，或者根據(jù)pH電極發(fā)出的電壓信號(hào)控制所述超聲波信號(hào)發(fā)生器開啟對(duì)所述pH電極進(jìn)行清洗。本實(shí)用新型克服了清洗過程測(cè)量數(shù)據(jù)中斷，無PID控制功能，空氣靜壓法清洗效果不理想，毛刷配合清洗液清洗方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障多，清洗過程需要加入化學(xué)清洗液破壞被測(cè)溶液，被測(cè)溶液斷流易將電極暴露在空氣中損壞電極等缺點(diǎn)。
【專利說明】一種流通式自清洗PH測(cè)量控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及pH測(cè)量控制裝置，更具體地說就是一種對(duì)溶液內(nèi)pH值進(jìn)行測(cè)量、控制和對(duì)pH電極自動(dòng)清洗的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]流通式pH測(cè)控清洗儀表是用于有色金屬濕法冶金工藝中，對(duì)管道內(nèi)的液體進(jìn)行PH測(cè)量的儀表。目前，現(xiàn)有的能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)對(duì)電極清洗的流通式pH計(jì)，清洗方式采用壓縮空氣吹掃、機(jī)械毛刷清洗配合化學(xué)試劑清洗等方式,壓縮空氣清洗時(shí),執(zhí)行機(jī)構(gòu)將pH計(jì)拔出，壓縮空氣通過清洗噴嘴,吹掃玻璃電極敏感球泡,實(shí)現(xiàn)清洗,這種方法,對(duì)于進(jìn)行清水垢等液體，有一定的效果，但是對(duì)于濕法冶金過程中金屬鹽類結(jié)晶物和礦漿形成的污垢，清洗效果不佳，第二種清洗方式采用機(jī)械毛刷配合化學(xué)試劑清洗的方法，清洗時(shí)，用執(zhí)行機(jī)構(gòu)將電機(jī)拔出，噴嘴噴射化學(xué)試劑，配合機(jī)械毛刷對(duì)玻璃電機(jī)敏感球泡進(jìn)行清洗,這種方式雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電極清洗，清洗效果也比較好，但是這種方式機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率、清洗過程測(cè)量數(shù)據(jù)中斷、化學(xué)清洗液破壞被測(cè)介質(zhì)組份造成產(chǎn)品質(zhì)量下降和清洗需要大量的清洗齊U，檢測(cè)成本高等缺陷，另外，可見的自動(dòng)清洗PH儀表僅能測(cè)量，不具備自動(dòng)控制，需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，需將測(cè)量信號(hào)送入調(diào)節(jié)儀表和控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種流通式自清洗pH測(cè)量控制裝置。
[0004]上述目的是通過下述方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種流通式自清洗pH測(cè)量控制裝置，其特征在于，所述測(cè)量控制裝置包括pH值測(cè)量清洗器、信號(hào)匹配器和主控機(jī)；其中，
[0006]所述pH值測(cè)量清洗器包括外殼體，該外殼體內(nèi)部分為上部區(qū)域和下部區(qū)域，在所述外殼體的側(cè)面分別設(shè)有進(jìn)液管和出液管，在所述外殼體的頂部插入有PH電極；所述上部區(qū)域內(nèi)設(shè)有測(cè)量池，該測(cè)量池與所述外殼體之間形成溢流池，所述進(jìn)液管插入所述測(cè)量池；所述下部區(qū)域內(nèi)設(shè)有超聲波換能器；
[0007]所述pH電極的輸出端通過信號(hào)匹配器與所述主控機(jī)連接；所述主控機(jī)的超聲波電信號(hào)通過電纜輸入到所述超聲波換能器。
[0008]根據(jù)上述的流通式自清洗pH測(cè)量控制裝置，其特征在于，所述主控機(jī)包括直流電源轉(zhuǎn)換器、嵌入式計(jì)算機(jī)、超聲波信號(hào)發(fā)生器、觸摸屏、接線端子排；所述直流電源轉(zhuǎn)換器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電為所述嵌入式計(jì)算機(jī)、超聲波信號(hào)發(fā)生器、固態(tài)繼電器、觸摸屏、信號(hào)匹配器供電；所述嵌入式計(jì)算機(jī)用于控制所述固態(tài)繼電器的開啟或關(guān)閉，進(jìn)而控制所述超聲波信號(hào)發(fā)生器的開啟或關(guān)閉。
[0009]根據(jù)上述的流通式自清洗pH測(cè)量控制裝置，其特征在于，所述嵌入式計(jì)算機(jī)周期性控制所述超聲波信號(hào)發(fā)生器開啟，或者根據(jù)PH電極發(fā)出的電壓信號(hào)控制所述超聲波信號(hào)發(fā)生器開啟。
[0010]根據(jù)上述的流通式自清洗pH測(cè)量控制裝置，其特征在于，所述接線端子排連接有PH值信號(hào)電纜、控制信號(hào)輸出電纜，所述pH值信號(hào)電纜連接到其它的儀表和控制系統(tǒng)，所述控制信號(hào)輸出電纜連接到調(diào)節(jié)閥或執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)pH值自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本實(shí)用新型克服了清洗過程測(cè)量數(shù)據(jù)中斷，無PID控制功能，空氣靜壓法清洗效果不理想，毛刷配合清洗液清洗方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障多，清洗過程需要加入化學(xué)清洗液破壞被測(cè)溶液，被測(cè)溶液斷流易將電極暴露在空氣中損壞電極等缺點(diǎn)，為濕法冶金過程PH測(cè)量、控制和電極自動(dòng)清洗提供了準(zhǔn)確可靠的控制儀表。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖2主控機(jī)機(jī)箱內(nèi)布置接線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型的測(cè)量控制裝置包括pH值測(cè)量清洗器4、信號(hào)匹配器15和主控機(jī)30三大部分。
[0016]pH值測(cè)量清洗器4包括外殼體，外殼體內(nèi)部分為上部區(qū)域和下部區(qū)域，在外殼體的側(cè)面分別設(shè)有進(jìn)液管3和出液管7，在外殼體的頂部插入有pH電極12 ;上部區(qū)域內(nèi)設(shè)有測(cè)量池5，測(cè)量池5與外殼體之間形成溢流池8，進(jìn)液管3插入測(cè)量池5中；下部區(qū)域內(nèi)設(shè)有超聲波換能器。
[0017]被測(cè)液體通過測(cè)量清洗器4上的取樣法蘭2進(jìn)入進(jìn)液管3，進(jìn)液管3與測(cè)量池5連通，液體充滿測(cè)量池5后，溢至溢流池8，溢流池8 一端與出液管7連通，另一端焊接法蘭6用以連接出液管道，液體從出液管7流出。測(cè)量清洗器上部安裝法蘭10與測(cè)量清洗器4焊接連通，安裝法蘭10對(duì)接電極固定法蘭11，pH電極12固定在電極固定法蘭11中心，pH電極12測(cè)得pH電壓信號(hào)和溫度信號(hào)，由5芯屏蔽電纜13通過電極信號(hào)匹配器15上的電纜密封頭14對(duì)應(yīng)連接到信號(hào)輸入端子16，信號(hào)經(jīng)過1:1放大，將信號(hào)阻抗從IOK Ω轉(zhuǎn)換為500 Ω，從連接到輸出端子17的7芯屏蔽電纜19通過主控機(jī)30的電纜密封頭23接入主控機(jī)13內(nèi)接線端子排31上，主控機(jī)30接受測(cè)量信號(hào)，進(jìn)入嵌入式計(jì)算機(jī)27進(jìn)行PH轉(zhuǎn)換后，用串口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨惭b在主控機(jī)30前面板上的觸摸屏25顯示，同時(shí)，嵌入式計(jì)算機(jī)27將PH值轉(zhuǎn)換為4-20mA儀表標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)連接到接線端子31，將pH值信號(hào)通過連接到端子31的信號(hào)輸出電纜23傳輸?shù)狡渌鼉x表和控制系統(tǒng)。儀表的清洗方式采用兩種清洗方法，一種為定時(shí)清洗，清洗原理為通過觸摸屏25為嵌入式計(jì)算機(jī)設(shè)定清洗時(shí)間間隔和清洗時(shí)間，嵌入式計(jì)算機(jī)27計(jì)時(shí)程序到清洗周期，發(fā)出清洗信號(hào)，接通主控機(jī)30內(nèi)的固態(tài)繼電器28，使超聲波信號(hào)電路板29得電，發(fā)出超聲波電信號(hào)，信號(hào)連接至接線端子31，用電纜20將超聲波電信號(hào)傳輸?shù)綔y(cè)量清洗器超聲波換能器9，超聲波換能器9發(fā)出超聲波，將超聲波傳播到測(cè)量池5內(nèi)被測(cè)液體中，傳播時(shí)的聲壓劇變使液體發(fā)生強(qiáng)烈的空化和乳化現(xiàn)象，每秒產(chǎn)生數(shù)百萬(wàn)計(jì)的微小空化氣泡，這些氣泡在聲壓作用下急速地大量產(chǎn)生，并不斷地猛烈爆破，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力和負(fù)壓吸力，使附著在PH玻璃電極12敏感球泡上的污垢剝離，清洗過程嵌入式計(jì)算機(jī)27啟動(dòng)計(jì)時(shí)程序，當(dāng)計(jì)時(shí)器到設(shè)定清洗時(shí)間后，嵌入式計(jì)算機(jī)27發(fā)出清洗停止信號(hào)，固態(tài)繼電器28斷路切斷超聲波信號(hào)發(fā)生器29電源，超聲波換能器9停止工作，完成清洗。第二種清洗方式為，嵌入式計(jì)算機(jī)27實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)pH電極發(fā)出的電壓信號(hào)，并對(duì)信號(hào)波紋進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)PH電極9結(jié)垢后，電極的靈敏度會(huì)降低，信號(hào)波紋會(huì)降低，當(dāng)一定的時(shí)間內(nèi)波紋范圍連續(xù)低于0.2mv時(shí)，嵌入式計(jì)算機(jī)27發(fā)出清洗信號(hào)，清洗過程信號(hào)傳遞與第一種方式相同。
[0018]PID自動(dòng)控制原理，PH測(cè)量電極發(fā)出測(cè)量信號(hào)，經(jīng)過電極匹配器，進(jìn)入嵌入式計(jì)算機(jī)27作為PV值，觸摸屏輸入控制目標(biāo)值，并通過通訊結(jié)構(gòu)傳輸?shù)角度胧接?jì)算機(jī)27作為給定信號(hào)SV值，嵌入式計(jì)算機(jī)27根據(jù)測(cè)量信號(hào)和給定信號(hào)的差異，經(jīng)過PID運(yùn)算程序，發(fā)出4-20mA的控制信號(hào)MV，控制信號(hào)連接到主控機(jī)30內(nèi)的接線端子31，并通過控制輸出電纜22，將信號(hào)發(fā)送到閥門和其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制。
[0019]主控機(jī)的供電用交流220v，也可以用直流24v，采用交流220v作為電源時(shí)，交流電通過電源電纜21連接到接線端子31，火線串聯(lián)電源開關(guān)24后接入直流電源轉(zhuǎn)換器26，直流電源轉(zhuǎn)換器26將電源轉(zhuǎn)換為24v后，為嵌入式計(jì)算機(jī)27、觸摸屏25和電極信號(hào)匹配器提供24v電源。
[0020]參照?qǐng)D2，所述電路工作原理為:閉合電源開關(guān)24，儀表送電，PH電壓輸入信號(hào)從端子排31+和-端子輸入，分別連接到嵌入式控制計(jì)算機(jī)27的模擬量輸入端AOl+和AOl-接線端子，溫度測(cè)量電阻信號(hào)從接線排31的RTD輸入端子輸入，其中RTDb和RTDc為三線制斷路信號(hào)，輸入信號(hào)經(jīng)過嵌入式計(jì)算機(jī)17運(yùn)算、溫度補(bǔ)償后的pH值通過嵌入式計(jì)算機(jī)27的通訊接口 TX+和TX-將數(shù)據(jù)鏈接到觸摸屏25的通訊接口 TX+和TX-，觸摸屏25接受到信號(hào)并顯示出來，同時(shí)嵌入式計(jì)算機(jī)將測(cè)得的PH值轉(zhuǎn)換為4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)從AQOl+和AQOl-兩個(gè)端子輸出并連接到接線排31的Out+和Out-兩個(gè)端子，并通過連接在這兩個(gè)端子上的電纜23送到其它的儀表和控制系統(tǒng)。清洗過程為:嵌入式計(jì)算機(jī)27發(fā)出從端口D001H和GND發(fā)出24v的開關(guān)信號(hào)，送入固態(tài)繼電器28的控制端，接通固態(tài)繼電器，將交流220v電源通過LO和NO端加到超聲波信號(hào)發(fā)生器29的電源端L和N，超聲波信號(hào)發(fā)生器得電后產(chǎn)生超聲波電信號(hào)，通過I和D端子將信號(hào)傳輸?shù)浇泳€排31的I和D接線端子，并通過連接在端子上的電纜20將信號(hào)傳遞到超聲波換能器9，開始清洗，停止清洗時(shí)，嵌入式計(jì)算機(jī)27從端口 D001H和GND發(fā)出Ov的信號(hào)，送入固態(tài)繼電器28的控制端，切斷固態(tài)繼電器輸出，超聲波信號(hào)發(fā)生器29失去電源后無超聲波電信號(hào),超聲波換能器停止發(fā)出超聲波，清洗停止。
[0021 ] PH調(diào)節(jié)過程為，通過觸摸屏25給定控制目標(biāo)值SV，與測(cè)量到的pH值也就是MV值進(jìn)行PID運(yùn)算，運(yùn)算后的信號(hào)，通過嵌入式計(jì)算機(jī)27模擬量輸出端口 AQ02+和AQ02-兩個(gè)端子輸出并連接到端子排31的MV+和MV-端子，并通過連接在端子上的電纜22將控制信號(hào)發(fā)送到調(diào)節(jié)閥或執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)PH值自動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0022]以上所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本方案所作的任何等效變換，均為本實(shí)用新型保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種流通式自清洗PH測(cè)量控制裝置，其特征在于，所述測(cè)量控制裝置包括pH值測(cè)量清洗器、信號(hào)匹配器和主控機(jī)；其中， 所述PH值測(cè)量清洗器包括外殼體，該外殼體內(nèi)部分為上部區(qū)域和下部區(qū)域，在所述外殼體的側(cè)面分別設(shè)有進(jìn)液管和出液管，在所述外殼體的頂部插入有PH電極；所述上部區(qū)域內(nèi)設(shè)有測(cè)量池，該測(cè)量池與所述外殼體之間形成溢流池，所述進(jìn)液管插入所述測(cè)量池；所述下部區(qū)域內(nèi)設(shè)有超聲波換能器； 所述PH電極的輸出端通過信號(hào)匹配器與所述主控機(jī)連接；所述主控機(jī)的超聲波電信號(hào)通過電纜輸入到所述超聲波換能器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流通式自清洗PH測(cè)量控制裝置，其特征在于，所述主控機(jī)包括直流電源轉(zhuǎn)換器、嵌入式計(jì)算機(jī)、超聲波信號(hào)發(fā)生器、觸摸屏、接線端子排；所述直流電源轉(zhuǎn)換器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電為所述嵌入式計(jì)算機(jī)、超聲波信號(hào)發(fā)生器、固態(tài)繼電器、觸摸屏、信號(hào)匹配器供電；所述嵌入式計(jì)算機(jī)用于控制所述固態(tài)繼電器的開啟或關(guān)閉，進(jìn)而控制所述超聲波信號(hào)發(fā)生器的開啟或關(guān)閉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流通式自清洗pH測(cè)量控制裝置，其特征在于，所述嵌入式計(jì)算機(jī)周期性控制所述超聲波信號(hào)發(fā)生器開啟，或者根據(jù)PH電極發(fā)出的電壓信號(hào)控制所述超聲波信號(hào)發(fā)生器開啟。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流通式自清洗pH測(cè)量控制裝置，其特征在于，所述接線端子排連接有PH值信號(hào)電纜、控制信號(hào)輸出電纜，所述pH值信號(hào)電纜連接到其它的儀表和控制系統(tǒng)，所述控制信號(hào)輸出電纜連接到調(diào)節(jié)閥或執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)pH值自動(dòng)調(diào)節(jié)。
【文檔編號(hào)】G05D21/02GK203616663SQ201320819857
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月14日
【發(fā)明者】楊秉松, 趙祥麟, 王銳, 黃曉元, 張典成, 李雙燕, 宋吉譚, 王欽, 蘇玉娟 申請(qǐng)人:金川集團(tuán)股份有限公司