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专利名称：一种非接触式溶液浓度检测方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及浓度检测技术，特别涉及一种非接触式溶液浓度检测方法 及其装置。
背景技术：
根据美国石油协会(API)的规定，该协会成员企业的每一根石油管 上都必须标示代表产品钢种的色标漆。作为该会员企业的钢管厂在钢管生 产过程中需要对钢管的钢种进行颜色标识，这种颜色标识采用涂料和涂料 溶剂组成的溶液，通过色环喷涂装置在钢管表面喷涂一条颜色标识漆作为 识别钢种的标志。标识涂料的浓度有标准确定，浓度过高会增加涂料的消 耗量，且容易造成喷涂装置的喷嘴堵塞漏标识，浓度过低则可能造成标识 不清，影响产品质量。
生产现场为了控制色标漆浓度采用漏斗+秒表的方法测量涂料浓度。
其具体方法为将作为检测样本的涂料倒入专用漏斗，检测单位时间内的 漏斗内涂料滴下的滴数。根据单位时间内的滴数确定溶液浓度。
这种检测方法因为不需要检测设备，被长时间采用。但随着宝钢的发 展，该产线工作量逐年增加，且色标颜色要求也逐歩提高。原有的检测方 法因其离线检测、检测速度慢、操作复杂，而且色标漆浓度控制精度低， 已经不能适应生产现场的需求。

发明内容
本发明的目的在于设计一种非接触式溶液浓度检测方法及其装置，提 高检测精度，保证产品质量；实现在线检测，在线浓度异常报警，加强生 产监视的可控性；降低操作人员的劳动强度。
为达到上述目的，本发明的技术方案是，
一种非接触式溶液浓度检测方法，对一容器内的溶液进行浓度检测， 其包括如下歩骤
31) 首先，采用电子称对容器内的溶液称重，该溶液包括溶剂、溶质；
读取溶液质量数据；
2) 液位检测，检测容器内溶液的液位，并分别将测得的质量与色标漆 溶液高度值通过信号线传输给信号处理器，信号处理器对接收到的质量与 色标高度值进行处理，形成色标溶液曲线，并制作标准溶液曲线，将该标 准溶液曲线储存于处理器中；
3) 重复液位检测，将得到的色标溶液曲线与处理器中储存的标准溶液 曲线进行对比， 一旦偏离标准溶液曲线设定值公差，则信号处理器计算出 相应的溶剂挥发量，便发出打开电磁阀的信号，使溶剂从溶剂补剂罐中通 过导管注入色标溶液中，同时搅拌器工作，使溶液混合均匀，此时电子称 和液位检测器时时检测质量与高度值，信号处理器对色标溶液浓度曲线进 行实时更新，直到检测曲线与标准溶液曲线一致时，信号处理器便断开电 磁阀，停止溶剂补给，从而完成自动补充。
本发明方法针对生产现场溶液浓度随溶剂挥发造成的溶液浓度变化 的情况，突破惯有思维方法采用物理方法利用溶液浓度的相对差值关系的 方法检测溶液浓度。在特定的工作环境内能够快速、便捷地测得溶液的浓
J变
其原理如下
单位容积的溶质和溶剂由于密度不同存在较大的质量差，这种质量差 直接导致所配制的溶液浓度不同，即溶质与溶剂的比例发生了变化，当配 置的溶液的浓度随着溶剂挥发而密度发生改变时，通过手段发现这一变 化，并及时报警和自动补充，从而消除溶液密度变化引起对生产工艺的不 良影响。
1) 根据需要，配置标准溶液(溶剂+溶质)。
2) 根据密度公式密度=质量/体积，得出配置标准溶液的曲线。 密度=(溶剂质量+溶质质量)/溶液体积
如溶液没有挥发，则密度为常数，并且容器底面积为一定， 公式转化为常数=质量/高度 如密度1和密度2等。
在生产中，由于溶剂的挥发，使得容器中的溶液的密度发生了变化，即质量/高度比偏离了标准曲线，和标准溶液相比同样质量的溶液，在容器 中密度/的液面高度已偏离标准高度，高度降低。同样原理也可考察质量 的变化。期间，溶质挥发量很少， 一般忽略不计。
根据经验，设定最小偏离高度(或质量)并监测，报警。 本发明的一种非接触式溶液浓度检测装置，其包括，底座，其上设保
护罩；电子称，设置于底座上；容器，设置于电子称上，其上接设一连接 溶剂补剂罐的导管及相应的电磁阀；搅拌器，设置于容器内；液位检测器， 设置于容器内；信号处理器，分别电性连接电子称、液位检测器、电磁阀。
进一步，所述的液位检测器为超声波测量仪；该液位检测器也可以是 其他形式，如设置液位传感器，光电式相对液位检测等等。
根据称重和液位测量得出的数据，通过计算机处理，将检测出来的质 量/高度比与标准的质量/高度比进行比对。 一旦发现超范围立即通过画面 和语音形式提醒操作者。
为保证工作正常进行，如在容器中安置定时搅拌器以保证溶液中的溶 剂和溶质充分融合。
采用高精度的电子称重装置读取溶液质量数据，采用超声波液位检测 计检测溶液的液位，并分别将测得的质量与色标漆溶液高度值通过信号线 传输给信号处理器(工控机等)，信号处理器对接收到的质量与色标高度值 进行处理，形成色标溶液曲线，并与处理器中储存在的标准溶液曲线进行 对比， 一旦偏离标准溶液曲线设定值公差，则信号处理器计算出相应的溶 剂挥发量，便发出打开电磁阀的信号，使溶剂从溶剂补剂罐中通过导管慢 慢注入色标溶液中，同时搅拌器工作，使溶液混合均匀，此时电子称和超 声波液位检测器时时检测着质量与高度值，信号处理器对色标溶液浓度曲 线进行时实更新，直到检测曲线与标准曲线一致时，信号处理器便断开电 磁阀，停止溶剂补给，从而完成自动补充功能。
本发明的有益效果
1. 提高了溶剂浓度的检测精度，为提升产品质量提供了帮助。
2. 提高了操作人员对生产过程监控的执行度。
3. 降低了操作人员的工作强度。
4. 采用非接触检测技术，避免了接触溶剂检测浓度带来的污染。5.容易浓度变化超过设定范围后可以自动补给溶剂，避免设备停机。


图1为本发明非接触式溶液浓度检测装置的结构示意图。
图2为本发明非接触式溶液浓度检测方法的原理图。
具体实施例方式
参见图1，本发明的非接触式溶液浓度检测装置，其包括，底座1，
其上设保护罩2;电子称3，设置于底座1上；容器4，设置于电子称3上， 其上接设一连接溶剂补剂罐的导管5及相应的电磁阀；搅拌器6，设置于
容器4内；液位检测器7，设置于容器4内，在本实施例中为超声波测量 仪；信号处理器8，分别电性连接电子称3、液位检测器7、电磁阀。
再请参见图2，本发明非接触式溶液浓度检测方法，对一容器4内的 溶液10进行浓度检测，首先，采用电子称3对容器4内的溶液IO称重， 该溶液包括溶剂、溶质；读取溶液质量数据；接着，液位检测，检测容器 4内溶液10的液位，并分别将测得的质量与色标漆溶液高度值通过信号线 传输给信号处理器8，信号处理器8对接收到的质量与色标高度值进行处 理，形成色标溶液曲线，并制作标准溶液曲线，将该标准溶液曲线储存于 处理器中；然后，重复液位检测，将得到的色标溶液曲线与信号处理器8 中储存的标准溶液曲线进行对比， 一旦偏离标准溶液曲线设定值公差，则 信号处理器8计算出相应的溶剂挥发量，便发出打开电磁阀的信号，使溶 剂从溶剂补剂罐中通过导管5慢慢注入色标溶液中，同时搅拌器6工作， 使溶液混合均匀，此时电子称和液位检测器时时检测着质量与高度值，信 号处理器对色标溶液浓度曲线进行实时更新，直到检测曲线与标准溶液曲 线一致时，信号处理器8便断开电磁阀，停止溶剂补给，从而完成自动补 充功能。
在生产中，由于溶剂的挥发，使得容器中的溶液的密度发生了变化， 即质量/高度比偏离了标准曲线，如图2所示，和标准溶液相比同样质量的 溶液，在容器中密度1的液面高度已偏离标准高度，从H变化到h。同样 原理也可考察质量的变化。
权利要求
1.一种非接触式溶液浓度检测方法，对一容器内的溶液进行浓度检测，其包括如下步骤1)首先，采用电子称对容器内的溶液称重，该溶液包括溶剂、溶质；读取溶液质量数据；2)液位检测，检测容器内溶液的液位，并分别将测得的质量与色标漆溶液高度值传输给信号处理器，信号处理器对接收到的质量与色标高度值进行处理，形成色标溶液曲线，并制作标准溶液曲线，将该标准溶液曲线储存于处理器中；3)重复液位检测，将得到的色标溶液曲线与处理器中储存的标准溶液曲线进行对比，一旦偏离标准溶液曲线设定值公差，则信号处理器计算出相应的溶剂挥发量，便发出打开电磁阀的信号，使溶剂从溶剂补剂罐中通过导管注入色标溶液中，同时搅拌器工作，使溶液混合均匀，此时电子称和液位检测器时时检测着质量与高度值，信号处理器对色标溶液浓度曲线进行实时更新，直到检测曲线与标准溶液曲线一致时，信号处理器便断开电磁阀，停止溶剂补给，从而完成自动补充。
2. —种非接触式溶液浓度检测装置，其特征是，包括，底座，其上设保护罩； 电子称，设置于底座上；容器，设置于电子称上，其上接设一连接溶剂补剂罐的导管及相 应的电磁阀；搅拌器，设置于容器内； 液位检测器，设置于容器内；信号处理器，分别电性连接电子称、液位检测器、电磁阀。
3. 如权利要求2所述的非接触式溶液浓度检测装置，其特征是，所述的 液位检测器为超声波测量仪。
全文摘要
一种非接触式溶液浓度检测方法及其装置，其采用电子称对容器内的溶液称重，溶液包括溶剂、溶质；读取溶液质量数据；接着，检测容器内溶液的液位，将测得的质量与色标漆溶液高度值传输给信号处理器，处理器对接收到的质量与色标高度值进行处理，形成色标溶液曲线，并制作标准溶液曲线，将该标准溶液曲线储存于处理器中；然后，重复液位检测，将得到的色标溶液曲线与标准溶液曲线对比，一旦偏离标准溶液曲线设定值公差，则信号处理器计算出相应的溶剂挥发量，发出信号，补充溶剂注入色标溶液中，此时电子称和液位检测器时时检测着质量与高度值，处理器对色标溶液浓度曲线进行实时更新，直到检测曲线与标准溶液曲线一致时，停止溶剂补给。
文档编号G01N9/04GK101685057SQ20081020070
公开日2010年3月31日 申请日期2008年9月27日 优先权日2008年9月27日
发明者刘茂生, 杜毅铭 申请人:宝山钢铁股份有限公司