CN106556622A - 一种自适应酸碱溶液浓度在线分析仪 - Google Patents

一种自适应酸碱溶液浓度在线分析仪 Download PDF

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张新华
陈祥
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China Petrochemical Corp
Research Institute of Sinopec Nanjing Chemical Industry Co Ltd
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Research Institute of Nanjing Chemical Industry Group Co Ltd
China Petrochemical Corp
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Abstract

一种自适应酸碱溶液浓度在线分析仪。本发明是可自适应应用于不同介质及其不同浓度范围的连续在线监测分析仪。它采用由两个环形磁芯绕制的线圈组成传感器，将被测介质的电导率及温度转化为电信号送至信号处理器进行处理转化为数字信号；通过人机对话界面设置不同的计算参数，根据设定的不同参数，计算机软件进行温度补偿及线性化处理可使分析仪适用于不同介质及其不同浓度范围的连续在线监测，最终显示被测介质的浓度并输出相对应的电流。

Description

一种自适应酸碱溶液浓度在线分析仪
技术领域
本发明属于分析仪器技术领域，涉及用于连续在线监测酸、碱溶液浓度的一体化在线分析仪，该分析仪可自适应应用于不同介质及其不同浓度范围的测量工作。
背景技术
目前，公知的酸碱浓度分析仪主要针对某一固定介质的特定浓度范围进行测量。但是，随着系统工艺的调整或者应用场合的变化，公知的酸碱浓度分析仪则不能进行有效的测量。
发明内容
为了克服现有酸碱浓度在线分析仪不能对可变介质、可变浓度测量范围进行自适应测量的情况，本发明提供一种酸碱浓度在线分析仪，通过软件参数的简单修改即可针对可变介质、可变浓度测量范围进行自适应测量。
本发明解决技术问题所采用的方案是：自适应酸碱溶液浓度在线分析仪，其特征在于：采用由高磁体构成的环形激磁线圈和检测线圈组成的检测器，将被测介质的电导率及温度转化为电信号送至信号处理器进行处理转化为数字信号；直接以电导率、温度作为酸碱溶液浓度的二元函数来进行补偿，即C = f(t,k)= ∑ijl ditjkl，式中：k,t分别为溶液的电导率和温度,di是待定系数，根据溶液电导率与浓度、温度关系数据表，采用最小二乘法确定二元多次项的待定系数di。
一般地，所述在线分析仪采用由两个环形磁芯绕制的激磁线圈T1和检测线圈T2线圈及测温电阻Rt组成检测器。
所述测温电阻采用Rt100。
本发明的有益效果是，通过参数的修改可使仪器自适应应用于不同介质及其不同浓度范围的测量工作，具有检测灵活、可靠，稳定性好，寿命长等优点。
附图说明
图1是本发明实施例中检测器的工作原理图。
图2是本发明实施例分析仪的电路结构示意图。
图3是本发明实施例分析仪参数设置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
实施例：采用由两个环形磁芯绕制的激磁线圈T1和检测线圈T2与和测温电阻Rt100组成检测器，将被测介质的电导率及温度转化为电信号送至信号处理器进行处理转化为数字信号；电导率与浓度、温度的关系可以通过已有的溶液电导率—浓度、温度表得到。电导率与浓度关系不是单调的线性递增关系，同时温度也影响到溶液电导率，温度越高，电导率越大。实施例直接以电导率、温度作为酸碱溶液浓度的二元函数来进行补偿，即C = f(t,k)= ∑ijl ditjkl 。式中：k,t分别为溶液的电导率和温度,di是待定系数。根据溶液电导率—浓度、温度关系数据表，采用最小二乘法确定二元多次项的待定系数di。
下面以浓度段104～109%硫酸（温度范围30～90℃）和浓度段10～15%（温度范围30～90℃）的硝酸为例来进行表述。其电导率与浓度、温度关系的数据表如下：
表1 浓度段104～109%硫酸（温度范围30～90℃）电导率数据表
表2 浓度段10～15%硝酸（温度范围30～90℃）电导率数据表
取二元补偿函数次数为3，补偿公式即：
C=d0+d1*k+d2*t+d3*k2+d4*k*t+d5*t2+d6*k3+d7*k2*t+d8*k*t2+d9*k3。
将表1和表2中数据分别代入，即可得到溶液电导率、浓度、温度三者关系的方程组，通过最小二乘法求解方程组，可求得系数d0-d9分别如下：
参见图1和图2，由激励电路产生的励磁电压U1作用在激磁线圈T1上，当被测溶液电导率一定时，将产生对应的感应电流Ie，在此电流作用下，检测线圈T2上产生了感应电势U2送至放大转换级，进行电压放大，并转换为4～20mA电导电流信号I1。同时，测温电阻Rt将被测溶液的温度信号也送至放大器转换级，使之输出4～20mA的温度电流信号I2。检测器输出的电流I1和I2同时送至信号处理器.通过计算机的进行温度补偿处理及线性化处理，输出与被测溶液相对应的电流I0。
参见图3，分析仪通电开机至显示画面后，按功能键进入主菜单，通过主菜单中测量范围菜单设置被测介质的浓度、温度及电导率范围，通过模型系数菜单设置待定系数di，经过计算机信号处理及模型计算即可得出被测介质实际浓度值。不同的系数di对应不同介质或相同介质的不同浓度范围，通过di的修改可快捷地使仪表适应不同介质及其不同浓度范围的测量工作。

Claims (4)

1.一种自适应酸碱溶液浓度在线分析仪，其特征在于：采用由高磁体构成的环形激磁线圈和检测线圈组成的检测器，将被测介质的电导率及温度转化为电信号送至信号处理器进行处理转化为数字信号；直接以电导率、温度作为酸碱溶液浓度的二元函数来进行补偿，即C = f(t,k)= ∑ijl ditjkl，式中：k,t分别为溶液的电导率和温度,di是待定系数，根据溶液电导率与浓度、温度关系数据表，采用最小二乘法确定二元多次项的待定系数di。
2.根据权利要求1所述的在线分析仪，其特征在于：采用由两个环形磁芯绕制的激磁线圈T1和检测线圈T2线圈及测温电阻Rt组成检测器。
3.根据权利要求2所述的在线分析仪，其特征在于测温电阻采用Rt100。
4.根据权利要求1、2或3所述的在线分析仪，其特征在于：由激励电路产生的励磁电压U1作用在激磁线圈T1上，当被测溶液电导率一定时，将产生对应的感应电流Ie，在此电流作用下，检测线圈T2上产生了感应电势U2送至放大转换级，进行电压放大，并转换为4～20mA电导电流信号I1 ，同时，测温电阻Rt将被测溶液的温度信号也送至放大器转换级，使之输出4～20mA的温度电流信号I2；检测器输出的电流I1和I2同时送至信号处理器，通过计算机进行温度补偿处理及线性化处理，输出与被测溶液相对应的电流I0。
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