電解液渾濁度在線檢測儀的製作方法

2023-10-04 11:50:09

專利名稱：電解液渾濁度在線檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種渾濁度測量儀表，更具體地說就是一種能夠在線檢測電解液內含雜質量的在線檢測儀。
背景技術：
電解液渾濁度檢測儀是用於鎳電解液淨化過濾過程工藝中，對過濾後鎳電解液體內含雜質量測量的裝置。目前，可見的電解液渾濁度測量方式有兩種第一種是靠人眼觀察來進行，測量過程用人眼來觀察顏色的變化判斷雜質含量的多少，這種測量方法靠顏色來估計，受光線和人為因素大，不能及時發現雜質含量超標，另外一種為手工測量也就是過濾法，測量時先用量杯取樣，濾紙過濾，過濾渣經過過濾、乾燥、稱重、計算等環節測定電解液體內含雜質的濃度，這種方法雖然能夠比較精確測量電解液內含雜質含量，但測量時間長， 一旦發生過濾機內濾芯破損，造成雜質超標，直接影響電解液的質量和電解成品的質量。實用新型內容本實用新型提供一種測量精度高，量程範圍廣，能夠實現連續檢測電解液內雜質含量的電解液渾濁度在線檢測儀。為此，採用如下技術方案是一種電解液渾濁度在線檢測儀，進液閥通過管道和消泡測量池的底部連通，該消泡測量池的出口處的側壁上相對鑲嵌有透鏡和石英光學玻璃，該石英光學玻璃和第一矽光電池相對設置，該第一矽光電池和第一信號調理放大器電連通；所述透鏡和單色發光二極體相對設置，在與所述單色發光二極體發出的透射光成 90°，且在單色發光二極體的上方設置有第二矽光電池，該第二矽光電池和第二信號調理放大器電連通；所述單色發光二極體由光源電路供電；所述第一、第二信號調理放大器均和嵌入式控制器電連通，該嵌入式控制器輸出與電解液渾濁度成正比的4-20mA標準信號； 所述消泡測量池的出口端連接有出液閥。所述消泡測量池包括進樣通道和與其隔離的溢流區，處於進樣通道和溢流區上方的消泡區；所述消泡測量池的測量區通過通道和所述進樣通道連通；所述進液閥通過管道和所述進樣通道連通，所述溢流區的底部設有溢流管，所述消泡區的頂部設有放空管。所述通道以30°傾斜角連通所述測量區和進樣通道。本實用新型依據雷萊公式開發，測量原理如下一束特定光譜的平行光通過溶液時，一部分被吸收和散射，一部分透過溶液。與入射光成90°方向的散射，散射光的強度符合雷萊公式Is =KNV21 ο/Α4 因此在一定波長和入射光穩定時，且液體內微粒一定範圍內，散射光強度和電解液內的微粒成正比。因此可將公式整理為1s / Io = ΓΝ式中Io-入射光強度 Is-散射光強度 N-單位溶液微粒數 V-微粒體積A -入射光波長 K-係數K'-係數根據這一公式，我們可以通過測定電解液中微粒的散射光強度來測量電解液的渾濁度。這是儀表測量的基本測量原理。本實用新型配合相關的光路、電路和機械裝置，在原有雷萊公式的基礎上為鎳電解液渾濁度測量提供了更加方便快捷的全新概念，具體包括1.採用了散射光強度和入射光強度結合測量方式，儀表的精度高、測量範圍廣。2.發明了自動消泡器，解決了溶液中的氣泡對測量造成的測量誤差。3.採用480nm波長的發光二極體作為單色光源，測量穩定可靠。4.測量信號採用了標準的儀表信號，方便接入各類顯示記錄儀表和控制系統。5.儀表外殼、消泡測量池採用全塑材料，防護等級高，解決了腐蝕問題。上述的功能設計都是現有電解液渾濁度測量中所沒有的，本實用新型克服了人眼觀測不準確、手工過濾測量不及時的缺點，為鎳電解液渾濁度的檢測提供了測量準確可靠的在線檢測儀表。


圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型光源電路圖；圖3為本實用新型信號調理放大器電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。如圖1所示鎳電解液經過取樣閥1進入消泡測量池2中的進樣A通道，由於電解液內泡沫比重遠遠小於鎳電解液的比重，所以泡沫被迅速上升到具有消泡功能的B區， 破裂泡沫中的氣體通過B區上部的放空管3將氣體排出，未破裂的泡沫同部分液體進入溢流區C內，通過底部的溢流管4流出，消泡後的液體經過D區，D區採用角度為30°的斜坡， 電解液內的微小泡沫，沿著D區也上升到B區，完成消泡，進入測量區E後經過出液閥5將液體排出，測量過程中，為保證測量區E內充滿液體，須調節進樣閥1和出液閥5的開度，使儀器進液流量大於出液流量。由於電解液具有較強的腐蝕性，所以消泡測量池採用聚丙烯塑料製成。為避免光源電路電流的波動引起光強度的變化，影響濁度測量的穩定性，單色發光二極體7的供電採用輸出電壓可變的三端集成穩壓器LM317構成的穩流器兩級穩流源直流電源6，單色發光二極體7在所述直流電源6的驅動下，發出480nm的單色光源，經過透鏡 8變為平行光透過電解液，平行光通過電解液時，一部分被吸收，一部分透過被測液體，透射光照經過嵌在測量池上的石英光學玻璃9，照射到TCZ 6X6型矽光電池10，將光信號轉換成電壓信號，完成散射光的測量。在單色發光二極體7光源上部，與透射光成90度的入射光，進入TCZ 6X6型矽光電池11，用來檢測LED光源的入射光強度，被檢測到的散射光強度和入射光強度，分別進入高阻抗雙通道運算放大集成電路(15)為核心的信號調理放大器 (12、13)，將兩束光信號調理成0-5mA的電流信號分別接入型號為EDC5000-A0的嵌入式控制器(14)的模擬量輸入端AI1、AI2端子，通過嵌入式控制器(14)運算和轉換，將信號轉換為與電解液換濁度成正比的4-20mA標準信號從嵌入式控制器(14)的模擬量輸出AOl端子輸出。
4[0029]參照圖2，所述光源電路工作原理為交流9v的電壓經過全波橋式整流電路將交流轉換為直流，直流經過C3、C4電容濾波後經過第一級型號為LM317的可調三端穩壓器，通過調節電位器R3將第一級電壓調整為4. 5v進入第二級型號為LM317，改變Rll的值，將輸出電流準確地調整到120mA，從而滿足單色LED 二極體(7)的要求。 參照圖3，所述的信號調理放大器(12、13)是以一塊型號為LF353的高阻抗雙通道運算放大集成電路(15)為核心，配合相關的外圍電路組成，電路工作原理為矽光電池 (10、11)接收光信號並轉換為ICT7A數量級信號，正端2、3短接後接入高阻抗雙通道運算放大集成電路(15)的第二管腳，負端接地，矽光電池(10、11)發出的電信號，分別進入高阻抗雙通道運算放大集成電路(15)中的U1A、U1B構成的兩級負反饋放大電路將信號放大，將信號放大到0-5mA電流信號，從集成電路第七管腳輸出；通過同軸電纜將連接到嵌入式電路板(14)的模擬量輸入端子All、AI2，經過嵌入式控制器的運算將信號轉換為與電解液渾濁度成正比的4-20mA標準信號從輸出接口 AOl輸出送至顯示儀表或過程控制系統。電路中 R29為第一級放大反饋電阻，電位器R33和電阻R32為第二級反饋電阻，電位器R33為放大倍數調整電阻。以上所述內容僅為本次實用新型構思下的基本說明，而依據本方案所作的任何等效變換，均為本實用新型保護範圍。
權利要求1.一種電解液渾濁度在線檢測儀，其特徵在於進液閥(1)通過管道和消泡測量池(2) 的底部連通，該消泡測量池(2)的出口處的側壁上相對鑲嵌有透鏡(8)和石英光學玻璃 (9)，該石英光學玻璃(9)和第一矽光電池(10)相對設置，該第一矽光電池(10)和第一信號調理放大器(12)電連通；所述透鏡(8)和單色發光二極體(7)相對設置，在與所述單色發光二極體(7)發出的透射光成90°，且在單色發光二極體(7)的上方設置有第二矽光電池 (11)，該第二矽光電池(11)和第二信號調理放大器(13)電連通；所述單色發光二極體(7) 由光源電路(6)供電；所述第一、第二信號調理放大器(12、13)均和嵌入式控制器(14)電連通，該嵌入式控制器(14)輸出與電解液渾濁度成正比的4-20mA標準信號；所述消泡測量池 (2)的出口端連接有出液閥(5)。
2.根據權利要求1所述的一種電解液渾濁度在線檢測儀，其特徵在於所述消泡測量池(2)包括進樣通道(A)和與其隔離的溢流區(C)，處於進樣通道(A)和溢流區(C)上方的消泡區(B)；所述消泡測量池(2)的測量區(E)通過通道(D)和所述進樣通道(A)連通；所述進液閥(1)通過管道和所述進樣通道(A)連通，所述溢流區(C)的底部設有溢流管(4)，所述消泡區(B)的頂部設有放空管(3)。
3.根據權利要求2所述的一種電解液渾濁度在線檢測儀，其特徵在於所述通道(D) 以30°傾斜角連通所述測量區(E)和進樣通道(A)。
4.根據權利要求1所述的一種電解液渾濁度在線檢測儀，其特徵在於所述光源電路的信號傳遞過程為交流9v的電壓經過全波橋式整流電路將交流轉換為直流，該直流經過 C3、C4電容濾波後經過第一級可調三端穩壓器，通過調節電位器R3將第一級電壓調整為 4. 5v進入第二級三端穩壓器，改變Rll的值，將輸出電流準確地調整到120mA，從而滿足單色發光二極體(7)發出480nm波長的要求。
5.根據權利要求1所述的一種電解液渾濁度在線檢測儀，其特徵在於所述第一、第二信號調理放大器(12、13)的信號傳遞過程為第一、第二矽光電池(10、11)接收光信號並轉換為IiT7A數量級電信號，其正端2、3短接後分別接入集成電路(15)的第二管腳，其負端接地；信號經過兩級電流負反饋放大電路放大，由集成電路(15)第七管腳輸出0-5mA的電流信號，通過同軸電纜連接到嵌入式控制器(14)的模擬量輸入端子All、AI2，經過嵌入式控制器的運算將信號轉換為與電解液渾濁度成正比的4-20mA標準信號從輸出接口 AOl輸出送至顯示儀表或過程控制系統。
專利摘要一種電解液渾濁度在線檢測儀，進液閥和消泡測量池的底部連通，該消泡測量池的出口處的側壁上相對鑲嵌有透鏡和石英光學玻璃，該石英光學玻璃和第一矽光電池相對設置，該第一矽光電池和第一信號調理放大器電連通；所述透鏡和單色發光二極體相對設置，第二矽光電池和第二信號調理放大器電連通；所述單色發光二極體由光源電路供電；所述第一、第二信號調理放大器均和嵌入式控制器電連通，該嵌入式控制器輸出與電解液渾濁度成正比的4-20mA標準信號；所述消泡測量池的出口端連接有出液閥。本實用新型配合相關的光路、電路和機械裝置，在原有雷萊公式的基礎上為鎳電解液渾濁度測量提供了更加方便快捷的全新概念。
文檔編號G01N21/49GK202110135SQ20112020059
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月15日 優先權日2011年6月15日
發明者吳鵬雲, 宋吉譚, 楊秉松, 王銳, 黃曉元 申請人:金川集團有限公司