CN107271220A - 一种在线检测机器用定量取液装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在线检测机器用定量取液装置，包括第一吸管，第一吸管电机控制装置，第二吸管，第二吸管电机控制装置，第一吸管和第二吸管具有共享储液区，液体第一储存区和液体第二储存区。通过第一电机控制，第一吸管吸取第一储存区内液体，同步情况下第二吸管吸取空气。第一电机运动将第一吸管内液体转移至共享储液区，第二电机运动将空气排放至共享储液区，使液体完全转移至第二储存区。本发明运行方式简单，定量取液精确，性价比高。

Description

一种在线检测机器用定量取液装置
发明领域
本发明涉及一种在定量取液装置，具体涉及一种在线检测机器用定量取液装置。
背景技术
目前在在线检测机器领域内，在检测样品颜色特征用以判断样品内含有离子或物质的浓度时，多采用透射谱对比，即比色法。对于高浓度溶液离子浓度的检测通常使用大量纯水稀释后，才能定量定性进行检测。市场上的设备目前无法满足在这类检测要求。主要是在线检测设备在加水稀释方面的精度无法满足测量要求。
调研发现国外已经有较为成熟的离子浓度检测仪器,并有成功应用先例。检测仪器比较代表性有Mlntek的Cynoprobe系列氰化物含量检测分析仪、Outotec的Courier系列X荧光在线品位分析仪、Metrohm的ADI系列金属离子浓度检测仪等。
而光度比色法则有Outotec、ThermoFisher等。南非Anglogold金矿于2000年引进ThermoFisher的MSSA多流道溶液分析用于检测金浓度。其基于X射线荧光进行的比色法。目前国内大多数湿法企业停留在实验室离线分析阶段。少数企业也曾引进国外设备并取得较好的应用效果,例如90年代株洲冶炼厂引进奥托昆普的01T95自动滴定分析仪,对湿法冶炼流程监视起到较好的作用,实现在线的监视能加强对冶炼过程的理解和对流程优化控制具有十分积极的作用。但由于工艺复杂性、取样技术不过关及仪器后期使用成本高等问题,国外检测仪器在国内并没有得到推广。国内也有一些通用分析仪器厂家研发离子浓度在线检测产品,但多用于水处理及石化行业,并不适用于冶金工业复杂工况。
虽然上述设备已经完全市场化，但是其测量离子浓度范畴一般低于100mg/L，无法满足诸如电解锰用溶液内锰离子的浓度的测量，其所含锰离子浓度一般超过10g/L。为了满足比色法测量条件，需要将含锰离子溶液稀释至少1000倍。这对于纯水添加量具备精确度很高的要求，因此本发明为实现高精度定量取液功能研发，用以取代现有蠕动泵等受到环境和设备材料影响取液误差大的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种在线检测机器用定量取液装置，其取液精度高、系统结构简单，性价比高。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
优选的，设定第一吸管，吸管内活塞通过电机控制移动，用于吸取和排放液体。
更优选的，该电机采用伺服电机，电机步进移动通过控制面板设定移动参数。
更优选的，该吸管的吸取阀门和排放阀门位于吸管同一侧，与电机位置相对。
优选的，设定第二吸管，吸管内活塞通过电机控制移动，用于吸取和排放空气。
更优选的，该电机采用伺服电机，电机步进移动通过控制面板设定移动参数。
更优选的，该吸管的吸取阀门和排放阀门位于活塞的两侧，完成空气吸入和排放。
本发明优选的具有的共享储液区，其连接第一吸管和第二吸管的两个单向阀门，并连接至第二储液区。
更优选的，该共享储液区的容积是第二吸管容积的1/2以内。
本发明优选的第一电机拉动第一吸管内活塞，产生真空压强，迫使第一储存区内液体打开单向阀门。第一储液区液体流入第一吸管内，假定为1单位液体，第一电机拉动距离设定为第一吸管内管长度。
更优选的在第一电机开始运动直至运动停止的时间内，第二吸管通过第二电机拉动吸管内活塞吸满空气。
优选的第一电机反向推动活塞运动将第一吸管内液体转移至共享储液区，期间管内液体压力迫使第一吸管与共享储液区连接的单向阀门打开，液体完全通过阀门后，阀门关闭。
本发明优选的第二电机开始反向推动活塞将管内空气排放至共享储液区，迫使共享储液区内液体完全转移至第二储存区。
本发明优选的装置通过两个连体活塞运动，完成第一储液区内液体的定量转移，实现第一吸管内液体完全转移的功能。避免了液体遗留管道内的缺点，提高了液体转移精度。
本发明的优点在于：采用伺服电机控制第一吸管内活塞移动，可保证取液容量精度和取液速度。通过伺服电机的步进计量，还可以完成取液容量的计算。设定了第二吸管进行气压辅助排液，并设计了共享储液区及阀门结构，进一步保证了第一吸管内液体在导管内的遗液排放，实现完全转移能力。
附图说明
图1本发明系统功能示意图
图2本发明共享储液区结构示意图
图3本发明第二储液区结构示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步详细描述。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
本发明所述的一种在线检测机器用定量取液装置，主要针对工厂现场溶液浓度测量，完成在线大浓度离子的溶液类型测量。
实施示例：本发明整体结构示意如图1。通过控制面板设定伺服第一电机2、第二电机4的步进量，实现对第一活塞101、第二活塞301的移动，完成腔体内压力的改变，进而达到液体和气体的吸取或排放。
设定第一活塞101的初始位置在吸管底部，贴近第一阀门8、第二阀门9,最大移动位置为吸管顶部。吸管容量为200ml。
伺服电机的步进单位间隔为1ml液体吸取需要的活塞位移大小，单程步进次数为200次。
吸取200ml液体用时30s，1ml液体用时150ms。从第一储液区6内吸取，压强的平衡通过储液区壳体顶部的连接口17、石英玻璃管18完成气体流进和新液补充。
当活塞向上运动时，单向阀门9打开，液体经导管13流入第一吸管1内。完成吸液后，第一电机2停止移动，第二阀门9关闭。
在第一电机2开始移动时，第二电机4也开始移动，其位移固定为最大值。第二吸管3内储存的空气容积要求大于共享储液区5的2倍。
当第二电机4通过第三阀门11完成空气的储备后，第一电机2开始反向运动，推动活塞，打开第一阀门8，完成液体的排出。液体排至共享储液区5内的区域15(图2)、导管19、第二储液区7内。
至液体被完全推出第一吸管1后，第二电机4开始反向运动，推动气体打开第四阀门12，使得气体推动区域15和导管19内的遗液至第二储液区7内。
其中优选的共享储液区具体结构示意图如2，可见区域15位于第一阀门8正下方，而第四阀门12处于区域15的远端，通过小于共享储液区直径的导管连接。气体从阀门12排除，形成强气流，在区域15内完成内循环，并从导管19流至。
通过第二吸管的辅助推动，完成液体从第一储液区6到第二储液区7的全部转移。
单次移液完成，系统恢复初始位置。
对于10g/l的锰离子溶液的稀释案例来说，通过导管21移入10ml锰离子溶液，对其稀释1000倍。则需要完成5次移液，第一电机步进次数为990次。
通过控制面板即可读出移液总量990ml。
通过此移液方式完成的溶液精度可达到1ml级别。整体溶液稀释精度为0.1％。
与现有技术相比，本发明实现了液体的精确定量移动，在复杂的工厂坏境内，提升了在线测量机器的样品配置精准度。整个装置结构简单、操作方便，适宜各种环境使用，是替代目前设备的良好选择。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (13)

1.一种在线检测机器用定量取液装置，其特征在于：包括第一吸管(1)，第一吸管电机控制装置(2)，第二吸管(3)，第二吸管电机控制装置(4)，第一吸管和第二吸管具有共享储液区(5)，液体第一储存区(6)和液体第二储存区(7)。通过第一电机控制(2)，第一吸管(1)吸取第一储存区(5)内液体，第二吸管(3)吸取空气。第一电机(2)运动将第一吸管(1)内液体转移至共享储液区(5)，第二电机(4)运动将空气排放至共享储液区(5)，使液体完全转移至第二储存区(7)。
2.根据权利要1所述的一种在线检测机器用定量取液装置，其特征在于：所述取液装置的取液量通过电机联动吸管活塞运动距离获得，电机运动参数通过控制面板设定调节。
3.根据权利要1所述的一种在线检测机器用定量取液装置，其特征在于：所述第一吸管(1)吸液阀门(8)与排液阀门(9)位于第一活塞(10)的一侧。
4.根据权利要1所述的一种在线检测机器用定量取液装置，其特征在于：所述第二吸管(3)吸气阀门(11)与排气阀门(12)分别位于第二活塞(13)两侧。
5.根据权利要1所述的一种在线检测机器用定量取液装置，其特征在于：所述第一吸管排液阀门(9)和第二吸管排气阀门(12)与共享储液区连接(5)。
6.根据权利要1所述的一种在线检测机器用定量取液装置，其特征在于：所述第一吸管容积是共享储液区容积1.3倍。
7.根据权利要1所述的一种在线检测机器用定量取液装置，其特征在于：所述第二吸管容积是共享储液区容积2倍。
8.根据权利要1所述的一种在线检测机器用定量取液装置，其特征在于：所述第一吸管(1)与液体第一储存区(6)通过第一导管(13)连接。
9.根据权利要1所述的一种在线检测机器用定量取液装置，其特征在于：所述共享储液区(5)与液体第二储存区(7)通过第二导管(14)连接，第二导管容积不超过共享储液区容积的0.5倍。
10.根据权利要1、8所述的一种在线检测机器用定量取液装置，其特征在于：所述液体第二储存区(6)具有排气口(17)，排气口(17)设定在液体第二储存区顶端，排气口(17)孔径同导管(14)孔径一致，排气口(17)连接石英玻璃排气管(18)，石英玻璃排气管长度(18)是液体第二储存区高度的0.3倍。
11.根据权利要1、9所述的一种在线检测机器用定量取液装置，其特征在于：所述液体第二储存区(7)具有排气口(15)，排气口(15)设定在液体第二储存区顶端，排气口(15)孔径同导管(14)孔径一致，排气口(15)连接石英玻璃排气管(16)，石英玻璃排气管长度(16)是液体第二储存区高度的0.3倍。
12.根据权利要1所述的一种在线检测机器用定量取液装置，其特征在于：所述液体第二储存区(7)具备3到10个连接口。
13.根据权利要1所述的一种在线检测机器用定量取液装置，其特征在于：所述液体第二储存区(7)的容积不小于第一吸管(1)容积的20倍。
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