CN108262157B

CN108262157B - 一种可视化磁分离方法

Info

Publication number: CN108262157B
Application number: CN201711437288.9A
Authority: CN
Inventors: 朱向男; 张准; 李自远
Original assignee: Nanjing Dignos Biotechnology Co Ltd
Current assignee: Nanjing renmai Biotechnology Co., Ltd
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2020-01-17
Anticipated expiration: 2037-12-26
Also published as: CN108262157A

Abstract

本发明属于磁分离技术领域，具体涉及一种可视化磁分离方法，本发明提供一种根据磁分离会导致悬浮液通透性的变化，对悬浮液的通透性进行实时监测，间接监测磁分离程度的可视化磁分离方法。

Description

一种可视化磁分离方法

技术领域

本发明属于磁分离技术领域，具体涉及一种可视化磁分离方法。

背景技术

磁分离技术是将物质进行磁场处理的一种技术，该技术的应用已经渗透到各个领域。磁分离利用废水中杂质颗粒的磁性进行分离，对于水中非磁性或弱磁性的颗粒，利用磁性接种技术可使它们具有磁性。借助外力磁场的作用，将废水中有磁性的悬浮固体分离出来。

传统的磁分离方式是使用单侧设有磁体的磁力架，然后将目标溶液放置在磁力架一侧，使磁微粒缓慢分离开，在此分离过程中，通过观察悬浮液透明程度，主观判断磁微粒的分离时间长短。公知的，分离时间会影响选取磁力架的磁力大小。如果选取的磁力架磁力较小，分离时间过长而且磁微粒损耗比较严重。如果为了减小分离时间和减少磁微粒的损耗而增加磁力架磁铁的磁力，由于靠近瓶壁的位置的磁微粒接近磁铁的磁力太大，会造成磁微粒发生不可逆的聚集，影响磁分离的效果。

专利磁分离装置(公告号CN203663997U)，公开了一种磁分离装置，包括底座和固定在底座上的载体，所述载体上设置有载瓶空间，所述载体上设置有由复数个磁体排列形成的磁体区，所述磁体区环绕包围所述载瓶空间，所述磁体以对载瓶空间形成均匀磁场的方式排列。该实用新型通过优化磁力架结构，使改进后的磁力架变成一个可以形成均匀磁场的磁分离装置，有效的避免了磁微粒的板结，但是通过该装置在磁分离初始阶段是可以通过肉眼观察判断磁分离的情况，但是在磁分离后期，溶液内的变化程度很小，但凭借肉眼无法判断何时为磁分离结束的最佳时间。

专利磁分离方法以及磁分离装置(公告号CN106269223A)，公开了一种磁分离方法以及磁分离装置，方法包括：将含有目标物质的目标溶液与含有表面包被磁微粒的溶液混合，使得到的混合溶液停留在其中；在通路系统的覆盖区域施加第一磁场，使洗涤液流经通路系统；去除第一磁场，对与通路系统的另一端连接的腔体施加第二磁场，维持洗涤液的流动，使磁微粒富集在腔体的内壁上；去除第二磁场，使工作液进入腔体与磁微粒混合，备用；装置包括至少一个进样器、通路系统、第一磁场产生器、第二磁场产生器、腔体；该发明通过使过程在通路系统中进行，不需要将磁棒或移液器反复伸入反应容器，避免将外界污染物带入其中；另外，磁微粒在通路系统的内壁上呈现分散性附着状态，不会出现团聚现象。该发明虽然避免了磁微粒的团聚现象，但是无法准确判断磁分离的结束时间，无法确定通路系统的长度与磁分离的正确关系，因此依然不偏于观察，确定恰当的磁分离时间。

根据现有技术中存在的问题，本发明提供一种根据磁分离会导致悬浮液通透性的变化，对悬浮液的通透性进行实时监测，间接监测磁分离程度的可视化磁分离方法，使实验人员能够更加准确的判断何时结束磁分离，提高磁分离的效率和节约实验成本。

发明内容

本发明提供了如下的技术方案：

一种可视化磁分离方法，具体步骤如下：

S1溶液的制备：将目标溶液与含有磁微粒的溶液相混合，得到混合溶液，将所述混合溶液放置在透明容器中；

S2磁场的准备：取圆筒作为磁力架，在所述圆筒的侧壁上设有环形夹层，在所述夹层内设有磁体，将所述S1中的放置混合溶液的所述透明容器置于所述圆筒内；

S3信号的监测与采集：在所述S2中的所述圆筒内设有信号监测采集系统，所述信号监测采集系统包括依次电连接的光采集器、A/D转换器、主控制器和监测端连接串口，所述监测端连接串口设置于所述圆筒的表面，具体的，所述光采集器捕获透过所述混合溶液的光强度，然后光采集器将光信号转化成可采集的电压信号并传递给A/D转换器，然后A/D转换器将所述电压信号转换为数字信号发送给所述主控制器，

S4信号的分析处理：还包括数据分析系统，所述数据分析系统包括依次电连接的分析端连接串口、数据收集模块、数据处理模块和数据存储显示模块，所述分析端连接串口和所述监测端连接串口电连接，所述S3中的所述主控制器依次通过所述监测终端连接串口、所述分析端连接串口和所述数据收集模块将所述数字信号传递给所述数据处理模块，最后，所述数据存储显示模块对所述数据处理模块处理后的信号进行采集并转化为曲线显示出来。

优选的，所述S1中的所述透明容器为圆柱形透明容器。

优选的，所述S2中所述环形夹层内沿圆周方向等距设有若干磁体，所述磁体的宽度为所述透明容器的直径的1/4-1/3。

优选的，所述光采集器设置在所述圆筒的底部与所述透明容器之间。

优选的，所述光采集器设置在所述圆筒底部的一侧。

优选的，所述数据分析系统还包括依次电连接的命令发送模块和命令分发模块，所述命令发送模块与所述分析端连接串口电连接。

优选的，通过所述命令分发模块发送命令信号给所述命令发送模块，所述命令发送模块将所述命令信号依次通过所述分析端连接串口和监测端连接串口传递给所述主控制器，控制所述主控制器进行/终止工作。

优选的，所述数据分析系统可以控制所述信号监测采集系统工作的进行/终止。

本发明的有益效果是：

1、本发明首先采用了圆筒作为磁力架，将磁体均匀分布在圆筒的夹层内，使圆筒内形成均匀的磁场，使放置在透明容器内的混合溶液可以受到均匀的磁力，在保证快速磁分离的前提下，能够避免磁微粒在透明容器表面凝聚板结；

2、进一步，将透明容器设置为圆筒形透明容器使混合溶液在各个方向受到的磁力是一样的，避免透明容器的侧壁厚度不均匀造成磁分离的差异；

3、由于在磁分离过程中，混合溶液的透光度是不同，因此本发明通过对光的捕捉将不可视的磁分离过程用光信号呈现出来，并有监测软件绘制成曲线，通过曲线可以判断合适为最佳分离结束时间；

4、由于光采集器、AD传感器和检测软件是实时监测绘制曲线的过程，因此可以完成对磁分离的实时监测，即可实时掌控分离过程的偏差，在生产过程中能及时发现问题并根据偏离状况采取相应措施，从而降低成本，减少损失；

5、本发明可以应用于不同溶质的混合液的磁分离监测，相比对比专利，若混合溶液中溶质微粒过大则需要更换通路管道，而本实用新型则只需要将混合溶液放置在透明容器中即可，具有更广泛的适用范围。

附图说明

图1是本发明信号数据分析系统和所述信号监测采集系统的程序结构示意图；

图2是实施例一和实施例二监测磁分离得到的曲线图；

图3是实施例三、实施例四和实施例五监测磁分离得到的曲线图；

附图说明：曲线a为通过实施例一测量的混合溶液由起始至结束所有数据绘制的曲线；曲线b实施例二实时监测混合溶液分离绘制的曲线；曲线c是实施例三监测磁分离绘制的曲线；曲线d是实施例四监测磁分离绘制的曲线；曲线e是实施例五监测磁分离绘制的曲线。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，一种可视化磁分离方法，具体步骤如下：

S1溶液的制备：将目标溶液1与含有磁微粒的溶液相混合，得到混合溶液，将混合溶液放置在透明容器中；

S2磁场的准备：取圆筒作为磁力架，在圆筒的侧壁上设有环形夹层，在夹层内设有磁体，将S1中的放置混合溶液的透明容器置于圆筒内；

S3信号的监测与采集：在S2中的圆筒内设有信号监测采集系统，信号监测采集系统包括依次电连接的光采集器、A/D转换器、主控制器和监测端连接串口，监测端连接串口设置于圆筒的表面，具体的，光采集器捕获透过混合溶液的光强度，然后光采集器将光信号转化成可采集的电压信号并传递给A/D转换器，然后A/D转换器将电压信号转换为数字信号发送给主控制器，

S4信号的分析处理：还包括数据分析系统，数据分析系统包括依次电连接的分析端连接串口、数据收集模块、数据处理模块和数据存储显示模块，分析端连接串口和监测端连接串口电连接，S3中的主控制器依次通过监测终端连接串口、分析端连接串口和数据收集模块将数字信号传递给数据处理模块，最后，数据存储显示模块对数据处理模块处理后的信号进行采集并转化为曲线显示出来。

具体的，S1中的透明容器为圆柱形透明容器。

具体的，S2中环形夹层内沿圆周方向等距设有若干磁体，磁体的宽度为透明容器的直径的1/4-1/3，该尺寸范围的磁体为在达到均匀磁场的最适比例尺寸，不限制的，也可以根据实际需求改进磁体的大小。

具体的，光采集器设置在圆筒的底部与透明容器之间。

具体的，光采集器设置在圆筒底部的一侧。

具体的，数据分析系统还包括依次电连接的命令发送模块和命令分发模块，命令发送模块与分析端连接串口电连接。

具体的，通过命令分发模块发送命令信号给命令发送模块，命令发送模块将命令信号依次通过分析端连接串口和监测端连接串口传递给主控制器，控制主控制器进行/终止工作。

具体的，信号数据分析系统可以控制信号监测采集系统工作的进行/终止。

实施例二

如图1所示，一种可视化磁分离方法，具体步骤如下：

S1溶液的制备：将与实施例一相同溶质的目标溶液1与含有磁微粒的溶液相混合，得到混合溶液，将混合溶液放置在透明容器中；

具体的，S1中的透明容器为圆柱形透明容器。

具体的，S2中环形夹层内沿圆周方向等距设有若干磁体，磁体的宽度为透明容器的直径的1/4-1/3。

具体的，光采集器设置在圆筒的底部与透明容器之间。

实施例三

如图1所示，一种可视化磁分离方法，具体步骤如下：

S1溶液的制备：将目标溶液与含有磁微粒的溶液3相混合，得到混合溶液，将混合溶液放置在透明容器中；

具体的，S1中的透明容器为圆柱形透明容器。

具体的，光采集器设置在圆筒的底部与透明容器之间。

实施例四

如图1所示，一种可视化磁分离方法，具体步骤如下：

S1溶液的制备：将目标溶液与含有磁微粒的溶液4相混合，得到混合溶液，将混合溶液放置在透明容器中；

具体的，S1中的透明容器为圆柱形透明容器。

具体的，光采集器设置在圆筒的底部与透明容器之间。

实施例五

如图1所示，一种可视化磁分离方法，具体步骤如下：

S1溶液的制备：将目标溶液与含有磁微粒的溶液5相混合，得到混合溶液，将混合溶液放置在透明容器中；

具体的，S1中的透明容器为圆柱形透明容器。

具体的，光采集器设置在圆筒的底部与透明容器之间。

如图2所示，实施例一与实施例二的目标溶液含有的成分相同，监测实施例2时绘制的实施曲线b参照实施例一的完整数据曲线a，判断实施例二的混合溶液何时完成有效的磁分离。

如图3所示，实施例三、实施例四和实施例五的目标溶液相同，将目标溶液分别与磁微粒溶液3、磁微粒溶液4和磁微粒溶液5混合，实用本发明的分离方法绘制曲线得到曲线c、曲线d和曲线e，通过对比曲线c、曲线d和曲线e可以对比不同磁微粒间的特性性差异；同理，按照单一对比原则，也可以比较不同混合溶液的浓度高低。

综上，本发明可以通过制作测量曲线间接反映磁分离的变化情况，即使在磁分离的末期也能够是实验员准确的得知磁分离情况，高效准确的判断磁分离结束的时间。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、同替换、改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种可视化磁分离方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种可视化磁分离方法，其特征在于，所述S1中的所述透明容器为圆柱形透明容器。

3.根据权利要求1所述的一种可视化磁分离方法，其特征在于，所述S2中所述环形夹层内沿圆周方向等距设有若干磁体，所述磁体的宽度为所述透明容器的直径的1/4-1/3。

4.根据权利要求1所述的一种可视化磁分离方法，其特征在于，所述光采集器设置在所述圆筒的底部与所述透明容器之间。

5.根据权利要求4所述的一种可视化磁分离方法，其特征在于，所述光采集器设置在所述圆筒底部的一侧。

6.根据权利要求4所述的一种可视化磁分离方法，其特征在于，所述数据分析系统还包括依次电连接的命令发送模块和命令分发模块，所述命令发送模块与所述分析端连接串口电连接。

7.根据权利要求6所述的一种可视化磁分离方法，其特征在于，通过所述命令分发模块发送命令信号给所述命令发送模块，所述命令发送模块将所述命令信号依次通过所述分析端连接串口和监测端连接串口传递给所述主控制器，控制所述主控制器进行/终止工作。

8.根据权利要求7所述的一种可视化磁分离方法，其特征在于，所述数据分析系统可以控制所述信号监测采集系统工作的进行/终止。