混合液均匀度在线检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种化工检测设备领域，特别涉及一种混合液均匀度在线检测装置及其检测方法。

背景技术

化工作业中，需要将硝酸、水丙烯酸丁酯和BA有机物进行混合后使用，由于该三种液是非互溶性液因此混合后的混合物均匀度对于后期生产的产品有较大的影响，不同颗粒由于流动速度的差异而造成混合时的分离现象，重质沉于器底，轻质浮于上部，使混合效果下降，而且颗粒的去他性质如表面状态、流动性、黏附性等都会不同程度地影响混合均匀度。

常用的液体混合多使用配料罐，其结构简单，主要由缸体、搅拌器、缸盖等构成。液加入缸体后通过搅拌器搅拌混合的液体从下部流出。传统对于保证混合均匀性操作主要是将定量的液按比例置于配料缸内，通过搅拌器进行持续搅拌一定时间后进行使用，不利于节能，同时对于搅拌的时间根据工作经验所得；另一种是由工人不定时的从配料罐取出混合样液，移交实验室专业检测人员进行分离检测，检测人员在规定条件下烘干混合液中的水分后，经计算烘干后余下部分占总重量的质量比值，经多组对比后确定混合液是否混合均匀，该方法不仅需要专人进行工作对接，而且需要专门配备实验室场地成本高，过程时间长，费时费力，投入成本高。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种能够在线对混合液均匀度进行检测以及实时监测的混合液均匀度情况的在线检测装置及其检测方法。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种混合液均匀度在线检测装置，其包括：

混液系统，所述混液系统包括反应釜、所述反应釜上设有用于定量输送待混合液至所述反应釜内的进料管路，以及用于输送混合液的出料管路，所述出料管路与后端生产设备连接；

搅拌系统，所述搅拌系统包括伸入所述反应釜内的搅拌棒、以及驱动所述搅拌棒转动的驱动电机；

在线检测系统，所述在线检测系统包括检测箱、设于所述检测箱内的蒸发皿、以及用于将所述反应釜内的混合液输送至所述蒸发皿内的取样管路，所述蒸发皿固设于称重模块的秤盘上，所述检测箱内设有用于将所述蒸发皿内混合液烘干至恒重固体物的烘干器，以及用于监测所述检测箱内烘干温度的温度传感器；

集尘系统，所述集尘系统包括集尘箱体以及与所述集尘箱体连接的负压装置，所述负压装置通过吸尘管路将所述蒸发皿内的固体物吸收至所述集尘箱体内；

PLC控制系统，所述PLC控制系统用于控制混液系统、搅拌系统、在线检测系统、和集尘系统执行以下过程：

待混合液进入混液系统的反应釜内，通过搅拌系统的搅拌棒的混合搅拌得到混合液，在线检测系统的称重模块称取蒸发皿的质量后，由取样管路输送定量混合液至蒸发皿内后称重模块二次称取质量，接着烘干器对蒸发皿进行加热至恒重得到固体物，称重模块再次称取质量，接着蒸发皿内固体物由集尘系统的吸尘管路吸收至集尘箱体内，通过该过程实现混合液的在线混合均匀度检测以及检测后产生固体物的收集。

作为本发明的进一步改进，所述进料管路设置有多个，每个所述进料管路上分别设有第一电子阀，同时每个所述进料管路用于输送一种待混合液。

作为本发明的进一步改进，所述蒸发皿置于密封的透明罩体内，且在该透明罩体内部环绕所述蒸发皿设置所述烘干器，所述烘干器为红外线辐射源或电阻加热棒，所述温度传感器的感温端置于所述透明罩体内。

作为本发明的进一步改进，所述取样管路的进口端与所述反应釜内部连通、出口端穿过所述透明罩体的顶部置于所述蒸发皿的正上方，所述取样管路上依次设有第二电子阀和取样泵体。

作为本发明的进一步改进，所述吸尘管路的进口端置于所述蒸发皿内、出口端置于所述集尘箱体内，所述集尘箱体内部填充有吸附碳。

作为本发明的进一步改进，所述PLC控制系统包括控制柜，所述控制柜上设有参数显示屏、电源指示灯、以及启停按钮。

作为本发明的进一步改进，所述在线检测装置集成于在线检测箱体内。

本发明提供的另一种技术方案是混合液均匀度在线检测装置的检测方法，其包括：

(1)通过称重模块称取所述蒸发皿的质量，记为m

(2)通过所述进料管路向所述反应釜内输送定量的待混合液体，所述搅拌棒进行搅拌得到混合液；

(3)将所述混合液定量抽取至所述蒸发皿内，并称取总质量，记为m

(4)启动所述烘干器，将所述蒸发皿内混合液烘干至恒重，得到固体物并称取质量，记为m

(5)启动负压装置，将所述蒸发皿内的固体物抽取至所述集尘箱体内；

其中，步骤(1)至(5)重复进行三次，并利用计算公式

计算混合液中固体物的含量，若三次的测量后的固含量计算值误差在0.01g以内后，所述搅拌棒停止搅拌，所述混合液由所述出料管路输送至后端生产设备进行使用。

本发明的有益效果是：通过在线搭建实验平台，利用PLC控制系统自主控制实验平台对反应釜内的混合液进行抽取、检测以及实时监测，不需专业检测人员以及实验场地即可实现混合液均匀度的在线检测，节省成本投入；同时PLC控制系统能够根据实时监测在线检测结果，控制搅拌系统的动作，节能环保，满足在线检测场景下精准简便快捷高效的要求。

附图说明

图1为本发明在线检测装置的结构示意图；

图2为本发明在线检测系统的结构示意图；

图3为本发明电路控制图；

图4为本发明检测方法的流程图。

结合附图，作以下说明：

1、混液系统；101、反应釜；102、进料管路1021、第一电子阀；103、出料管路；2、搅拌系统；201、搅拌棒；202、驱动电机；3、在线检测系统；301、检测箱；302、蒸发皿；303、取样管路；3031、第二电子阀；3032、取样泵体；304、称重模块；305、烘干器；306、温度传感器；307、透明罩体；4、集尘系统；401、集尘箱体；402、吸尘管路；5、PLC控制系统；501、控制柜；502、参数显示屏；503、电源指示灯；504、启停按钮。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的一个较佳实施例作详细说明。

参见图1至2，本发明提供的一种混合液均匀度在线检测装置，包括：混液系统1、搅拌系统2、在线检测系统3、集尘系统4、PLC控制系统5并且将以上系统合理布局安装在集成检测箱体内，使本发明的在线检测装置便于运输以及在线快速安装并投入使用。

具体的，混液系统1，混液系统1包括反应釜101、反应釜101上设有用于定量输送待混合液至反应釜101内的进料管路102，以及用于输送混合液的出料管路103，出料管路103与后端生产设备连接；进料管路102设置有多个，每个进料管路102上分别设有第一电子阀1021，同时每个进料管路102用于输送一种待混合液。PLC控制系统5的动作指令控制待混合的液通过对应的进料管路103输送至反应釜101内，同时第一电子阀1021根据指令进行通断，以确保待混合液的初始配比量，进料管路102可根据需要混合的液种类进行相应设置。

搅拌系统2设置在反应釜101的上端，包括伸入反应釜101内的搅拌棒201、以及驱动搅拌棒201转动的驱动电机202；待混合液进入反应釜101后，PLC控制系统5的动作指令控制搅拌系统2的驱动电机202通电驱动搅拌棒201转动，对反应釜101内的待混合液进行搅拌。优选的，驱动电机202与第一电子阀1021可同时通电，即在进料过程中搅拌棒201同时进行搅拌，以节省混合搅拌的时间。

在线检测系统3设置在反应釜101的旁侧，包括检测箱301、设于检测箱301内的蒸发皿302、以及用于将反应釜101内的混合液输送至蒸发皿302内的取样管路303，蒸发皿302固设于称重模块304的秤盘上。本发明的称重模块304选用OHAUS高精度称重模块LD224/E(220，0.0001)型号，通过其内置RS232和RS485数据接口，与PLC控制系统5通讯连接，其中检测箱301的一侧设有可打开和闭合的箱门，且在该箱门上设有可视窗口，便于观察检测箱301内的蒸发皿302的检测状态。

检测箱301内设有用于将蒸发皿302内混合液烘干至恒重固体物的烘干器305，以及用于监测检测箱301内烘干温度的温度传感器306；蒸发皿302置于密封的透明罩体307内，且在该透明罩体307内部环绕蒸发皿302设置烘干器305，烘干器305为红外线辐射源或电阻加热环，所述温度传感器306的感温端置于所述透明罩体307内。透明罩体307将蒸发皿302密封在称重模块304上，有利于烘干器305对蒸发皿302进行集中加热。通过温度传感器306实时检测烘干温度，以反馈信号至PLC控制系统5从而对烘干器305进行实时温度调节，本发明中的烘干温度在150℃至200℃之间。

另外，取样管路303的进口端与反应釜101内部连通、出口端穿过透明罩体307的顶部置于蒸发皿302的正上方，取样管路303上依次设有第二电子阀3031和取样泵体3032，通过第二电子阀3031控制取样管路303的通断。保证每次进入蒸发皿302内的混合液的质量相同。

集尘系统4包括集尘箱体401以及与集尘箱体401连接的负压装置，负压装置通过吸尘管路402将蒸发皿302内的固体粉碎吸收至集尘箱体401内；吸尘管路402的进口端置于蒸发皿302内、出口端置于集尘箱体401内，集尘箱体401内部填充有吸附碳。集尘箱体401用于将固体粉碎物收集，负压装置提供负压将蒸发皿302内的固体粉碎物抽取至集尘箱体401内，同时通过吸附碳将固体物进行粘连吸附。

参见图3，本发明的电路控制示意图表示，PLC控制系统用于控制混液系统1、搅拌系统2、在线检测系统3、和集尘系统4执行以下过程，包括：待混合液进入混液系统1的反应釜101内，通过搅拌系统2的搅拌棒201的混合搅拌得到混合液，在线检测系统3的称重模块304称取蒸发皿302的质量后，定量混合液由取样管路303输送至蒸发皿302内后称重模块304二次称取质量，接着烘干器305对蒸发皿302进行加热至恒重得到固体物，称重模块304再次称取质量，接着固体物由集尘系统4的吸尘管路402吸收至集尘箱体401内，通过该过程实现混合液的在线均匀度检测以及检测后产生固体物的收集。PLC控制系统5通过程序设置，控制以上动作之间的顺序，实现在线检测的智能化。

PLC控制系统5包括控制柜501，控制柜501上设有参数显示屏502、电源指示灯503、以及启停按钮504。其中，参数显示屏502为触摸屏，其上实时显示在线检测装置每个系统的状态，同时该PLC控制系统5可与后端生产设备通讯连接，使本发明的在线检测装置作为生产环节的一个智能模块，具有更好的融入性。

基于上述的混合液均匀度在线检测装置的具体检测方法包括以下过程，参见图4。

首先，根据生产需要，在PLC控制系统5内写入程序命令，该程序命令控制在线检测装置执行以下步骤完成混合液中的固体物含量的计算：

1、通过称重模块304称取蒸发皿302的质量，记为m0；

2、通过进料管路102向反应釜101内输送定量的待混合液体，搅拌棒201进行搅拌得到混合液；

3、将混合液定量抽取至蒸发皿302内，并称取总质量，记为m

4、启动烘干器305，将蒸发皿302内混合液烘干至恒重的固体物并称取质量，记为m

5、启动负压装置，将蒸发皿302内的固体物抽取至集尘箱体401内；

其中，步骤1至5重复进行三次，并利用计算公式

若三次的测量后的固含量计算值误差在0.01g以内后，搅拌棒201停止搅拌，混合液由出料管路103输送至后端生产设备进行使用。若三次测量后误差超过0.01g，搅拌棒201继续搅拌一定时间后，在线检测装置重复以上步骤。

其中，对于搅拌棒201的搅拌时长以及搅拌间隔时长，PLC控制系统通过设置对不同时间间隔下的混合液的测量参数进行对比，通过参数对比，设置适合于混合液间歇性搅拌的间隔，以此节能。

本发明提供的混合液均匀度在线检测装置，通过在线搭建实验平台，利用PLC控制系统自主控制实验平台对反应釜内的混合液进行抽取、检测以及实时监测，不需专业检测人员以及实验场地即可实现混合液均匀度的在线检测，节省成本投入；同时PLC控制系统能够根据实时监测在线检测结果，控制搅拌系统的动作，节能环保，满足在线检测场景下精准简便快捷高效的要求。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。