CN108956607A - 红丹产品质量在线智能监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种红丹产品质量在线智能监控系统，包括：支架、摄像系统、传感系统、控制系统、显示器、无人操作室和工作室，能够在红丹生产煅烧工艺过程中，实时在线检测红丹产品中铁元素的含量是否符合国家红丹产品的标准的在线检测装置，从而可以从源头及时发现红丹产品中铁元素的含量，及时调整温度和氧化速率，以及进一步强化除铁措施，可以预防甚至规避不合格产品的回炉率，进而提高生产效率，降低生产成本，同时也可以降低因重复生产而导致职业危害发生的可能。实现在线检测的智能化和自动化。

Description

红丹产品质量在线智能监控系统
技术领域：
本发明设计涉及红丹生产技术领域，具体说是一种红丹产品质量在线智能监控系统。
背景技术：
目前红丹产品的生产大体经过熔化、制粉、除尘、造粒、筛分、煅烧氧化等工艺阶段，红丹产品生产的主要原材料是铅锭，铅锭在熔化阶段是在铁制熔铅炉内由固体熔化成液体，而且持续不断，然后密闭负压流经巴机制粉炉，再通过管道引入到布袋除尘，然后通过蛟龙到造粒工序、筛分，最后到红丹煅烧氧化炉，制得红丹产品。从整个生产过程来看，原材料铅锭由固体到最后的红丹产品，都是在铁制容器内且在高温的条件下完成的，期间红丹产品生产虽然经过除铁技术的处理，其铁的含量仍然存在。按照红丹产品的国家标准铁的含量不大于0.005％【GB1705-86】。因此铁的含量控制不好，就导致红丹产品的不合格。
目前传统的铁元素的检测方法，是待产品出炉后，在每一批的产品中取若干试样，再经过检验，然后根据检测结果判定产品是否合格。
传统的红丹产品的检测方法属于事后检测，根据测定结果，判定产品中铁的含量是否超标，如果超过国家标准，那么就代表了这一批产品不合格，就要将整批产品回炉重新煅烧氧化，直至生产出合格的红丹产品。在实际生产过程中经常会出现这种状况。
发明内容：
本发明提供一种能够在红丹生产煅烧工艺过程中，实时在线检测红丹产品中铁元素的含量是否符合国家红丹产品的标准的在线检测装置，从而可以从源头及时发现红丹产品中铁元素的含量，及时调整温度和氧化速率，以及进一步强化除铁措施，可以预防甚至规避不合格产品的回炉率，进而提高生产效率，降低生产成本，同时也可以降低因重复生产而导致职业危害发生的可能。实现在线检测的智能化和自动化。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种红丹产品质量在线智能监控系统，包括：支架、摄像系统、传感系统、控制系统、显示器、无人操作室和工作室。
支架：用于支撑无人操作室，支架的形状可以是三脚架，也可以是四方形，根据生产场地而定，原则上稳定牢固即可；
摄像系统(摄像头)：摄像系统安装于无人操作室内，摄像系统由底座分别固定于无人操作室的顶部四角，摄像系统可以旋转调整方向，并连接到控制系统；
传感系统：负责将摄像系统采集的影像，传输到显示器；
显示器：置于工作室内，连接电脑主机，既可以具有电脑的操作功能，又能接收传感系统传进的影像，并且对其影像可以自由切换、控制；操作人员通过摄像画面可以观察无人操作室内在线检测运行状况，若出现操作疑问时也可以实现回放，找出病因；待检测结束后输入检测数据，自动计算红丹成品中铁的含量。
无人操作室：无人操作室是无人操作空间，是方形的，大小可以根据生产场地位置而定，室内中间位置以次安装自动取样勺(含伸缩连杆)，研磨器、烧杯、电子天平、加热器、电锅、激光分析仪、读数器；
这些仪器的上方安装有往返输送带，往返输送带由人工控制，不仅可以来回往返，也可以上下升降，往返输送带的外侧的某一点安装有烧杯夹(可以自由张开、闭合)，初始位置置于烧杯的上方，完成一个工作周期后复位；无人操作室的内侧以次预置硝酸、过氧化氢、乙二胺四乙酸钠、乙酸羟胺、邻菲罗啉试剂，这些试剂上方分别安装有五个滴定管，每个滴定管由控制系统控制，滴定管的取量根据检测的需要预设定限值，并且可以前后平行移动，移动长度为10cm以内，这个范围内可以升降；
无人操作室中仪器(烧杯、加热器等)和试剂瓶之间留有20cm的通道，便于烧杯来回、上下移动；
无人操作室一端的顶部设有集气罩和输送管；无人操作室内外侧放置两个回收容器；
控制系统：总控制系统安装在工作室的控制桌面上，分别安装有控制带有伸缩连杆的取样勺的圆形按钮，按钮被均匀分割三块，一块负责控制伸出取样勺、一块负责收缩取样勺、一块控制将取样勺的样品倒入研磨器；有控制输送带的往返和和预定点的升降按钮，按钮分割成四块，上下两块负责升降功能、左右两块负责来回功能；有控制烧杯夹的开启按钮，按钮分割成两块，一块控制烧杯夹的张、一块负责烧杯夹的合；有控制研磨器按钮，按钮被分割成两块，一块控制落下研磨锤并顺逆研磨、一块控制研磨器倾倒并将样品刷刮入烧杯；有控制试剂上方滴定管的取样、升降、移动和自动放样按钮；有控制烧杯按钮，待检验结束后，将烧杯中残留物倒入回收容器中；有控制电加热按钮；有控制电锅按钮；有控制激光分析仪按钮。
工艺步骤：
S1.取样：设定整点为取样时间(即每小时取样一次)，由控制系统控制的取样勺，由无人操作室内伸出到氧化炉出料口接取约5g的红丹成品，然后缩回无人操作室，并倒入研磨器中；
S2.研磨：将取出的样品置入研磨器中后，启动研磨器的控制按钮，此时落下研磨锤，顺、逆进行不断研磨，待研磨成粉末状，然后自动刮入烧杯，此时启动落下输送带，让输送带上的烧杯夹夹住烧杯瓶颈，然后一并放入电子天平称重(已预知烧杯的重量)，留取1g红丹样品，多余部分放入回收容器中待回收；
S3.添加试剂：将称重后的烧杯通过输送带升起并移至硝酸试剂瓶的一边，此时将滴定管伸入硝酸试剂瓶中吸取5ml的量置入烧杯中，然后再将烧杯移至过氧化氢试剂瓶的一边，同样将滴定管伸入过氧化氢试剂瓶中，吸取2ml的量置入烧杯中，然后再移至乙二胺四乙酸钠试剂一边，同样取出2ml的量置入烧杯中；
S4.加热：将加入试剂的烧杯，通过往返输送带升起，并移至电加热上落下，启动电加热器，直至将烧杯中的水分挥发掉，挥发的水蒸气通过收尘口收集输送到布袋除尘器；
S5.冷却：待上一步骤的烧杯移离加热器，自然冷却；
S6.二次添加试剂，将冷却后的烧杯通过输送带移至盐酸羟胺试剂的一边，使用滴定管伸入试剂瓶中取出2ml置入烧杯中；
S7.水煮：将上一步骤的烧杯放入电锅(水锅)中水煮两分钟，水温控制75℃；
S8.三次添加试剂：将上一步骤的烧杯通过输送带移至邻菲罗啉试剂的一边，同样启动滴定管伸入试剂瓶中，取出4ml的量放入烧杯中；
S9.再水煮：将放入邻菲罗啉试剂的烧杯，再次放入电锅中水煮5分钟，然后取出；
S10.激光分析：将上一步骤的烧杯中的试剂放入激光分析仪中，通过数数器读出试剂溶液中铁的质量的数值；
S11.计算：将上一步骤读出的数值输入电脑预设值的计算公式中，ω＝(m1-m2)×10-3/m×100％，就可得到这一小时内抽检的产品铁的含量，然后根据标准判定是否合格；
m1为上一步读出的铁的质量数值；
m2为提前以上述步骤作出的空白试验溶液中铁的质量；
10-3是将质量单位由mg换算为g；
m为样品质量；
S12.复位：将空烧杯通过往返输送带夹起，并返回到原点(初始位置)，待下一次的在线检测。
本发明的有益效果是：本发明能够在红丹生产煅烧工艺过程中，实时在线检测红丹产品中铁元素的含量是否符合国家红丹产品的标准的在线检测装置，从而可以从源头及时发现红丹产品中铁元素的含量，及时调整温度和氧化速率，以及进一步强化除铁措施，可以预防甚至规避不合格产品的回炉率，进而提高生产效率，降低生产成本，同时也可以降低因重复生产而导致职业危害发生的可能。实现在线检测的智能化和自动化。
附图说明：
图1为本发明系统控制原理框图；
图2为本发明无人操作室结构图；
图3为本发明工作室结构图；
图4为本发明摄像系统结构图。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1-4所示：一种红丹产品质量在线智能监控系统，包括：支架10、摄像系统20、传感系统30、控制系统40、显示器50、无人操作室60和工作室70。
支架：用于支撑无人操作室，支架的形状可以是三脚架，也可以是四方形，根据生产场地而定，原则上稳定牢固即可；
摄像系统20：摄像系统20安装于无人操作室60内，摄像系统20 由底座201和安装在底座201上的摄像头202构成，底座201分别固定于无人操作室70的顶部四角，摄像头202可以沿底座201旋转调整方向，并连接到控制系统40；
传感系统30：负责将摄像系统20采集的影像，传输到显示器50；
显示器50：置于工作室70内，连接电脑主机80，既可以具有电脑的操作功能，又能接收传感系统30传进的影像，并且对其影像可以自由切换、控制；操作人员通过摄像画面可以观察无人操作室60内在线检测运行状况，若出现操作疑问时也可以实现回放，找出病因；待检测结束后输入检测数据，自动计算红丹成品中铁的含量。
无人操作室60：无人操作室是无人操作空间，是方形的，大小可以根据生产场地位置而定，室内中间位置以次安装自动取样勺601(含伸缩连杆)，研磨器602、烧杯603、电子天平604、加热器605、电锅606、激光分析仪607和读数器608；
这些仪器的上方安装有往返输送带90，往返输送带90由人工控制，不仅可以来回往返，也可以上下升降，往返输送带90的外侧的某一点安装有烧杯夹609(可以自由张开、闭合)，初始位置置于烧杯603的上方，完成一个工作周期后复位；无人操作室60的内侧以次预置硝酸试剂瓶610、过氧化氢硝酸试剂瓶611、乙二胺四乙酸钠硝酸试剂瓶612、乙酸羟胺硝酸试剂瓶613、邻菲罗啉试剂硝酸试剂瓶614，这些硝酸试剂瓶上方分别安装有五个滴定管615，每个滴定管615均由控制系统40控制，滴定管615的取量根据检测的需要预设定限值，并且可以前后平行移动，移动长度为10cm以内，这个范围内可以升降；
无人操作室60中仪器和试剂之间留有20cm的通道，便于烧杯来回、上下移动；
无人操作室60一端的顶部设有集气罩615和输送管616，输送管616 接至布袋除尘器617，无人操作室60内外侧放置两个回收容器618；
控制系统40：控制系统40安装在工作室70的控制桌面上，分别安装有控制带有伸缩连杆的取样勺601的圆形按钮619，圆形按钮619被均匀分割三块，一块负责控制伸出取样勺601、一块负责收缩取样勺601、一块控制将取样勺601的样品倒入研磨器602；有控制往返输送带90的往返和和预定点的升降按钮620，升降按钮620分割成四块，上下两块负责升降功能、左右两块负责来回功能；有控制烧杯夹609的开启按钮621，开启按钮621分割成两块，一块控制烧杯夹609的张、一块负责烧杯夹609的合；有控制研磨器602的研磨按钮622，研磨按钮622被分割成两块，一块控制落下研磨锤并顺逆研磨、一块控制研磨器倾倒并将样品刷刮入烧杯603；有控制试剂上方滴定管615的取样、升降、移动和自动放样按钮623；有控制烧杯按钮624，待检验结束后，将烧杯603中残留物倒入回收容器618 中；有控制电加热按钮625；有控制电锅按钮626；有控制激光分析仪按钮627。
上述系统的工作方法如下：
S1.取样：设定整点为取样时间(即每小时取样一次)，由控制系统控制取样勺，由无人操作室内伸出到氧化炉出料口接取约5g的红丹成品，然后缩回无人操作室，并倒入研磨器中；
S2.研磨：将取出的样品置入研磨器中后，启动研磨器的控制按钮，此时落下研磨锤，顺、逆进行不断研磨，待研磨成粉末状，然后自动刮入烧杯，此时启动落下输送带，让输送带上的烧杯夹夹住烧杯瓶颈，然后一并放入电子天平称重(已预知烧杯的重量)，留取1g红丹样品，多余部分放入回收容器中待回收；
S3.添加试剂：将称重后的烧杯通过输送带升起并移至硝酸试剂瓶的一边，此时将滴定管伸入硝酸试剂瓶中吸取5ml的量置入烧杯中，然后再将烧杯移至过氧化氢试剂瓶的一边，同样将滴定管伸入过氧化氢试剂瓶中，吸取2ml的量置入烧杯中，然后再移至乙二胺四乙酸钠试剂一边，同样取出2ml的量置入烧杯中；
S4.加热：将加入试剂的烧杯，通过往返输送带升起，并移至电加热上落下，启动电加热器，直至将烧杯中的水分挥发掉，挥发的水蒸气通过收尘口收集输送到布袋除尘器；
S5.冷却：待上一步骤的烧杯移离加热器，自然冷却；
S6.二次添加试剂，将冷却后的烧杯通过输送带移至盐酸羟胺试剂的一边，使用滴定管伸入试剂瓶中取出2ml置入烧杯中；
S7.水煮：将上一步骤的烧杯放入电锅(水锅)中水煮两分钟，水温控制75℃；
S8.三次添加试剂：将上一步骤的烧杯通过输送带移至邻菲罗啉试剂的一边，同样启动滴定管伸入试剂瓶中，取出4ml的量放入烧杯中；
S9.再水煮：将放入邻菲罗啉试剂的烧杯，再次放入电锅中水煮5分钟，然后取出；
S10.激光分析：将上一步骤的烧杯中的试剂放入激光分析仪中，读出试剂溶液中铁的质量的数值；
S11.计算：将上一步骤读出的数值输入电脑预设值的计算公式中，ω＝(m1-m2)×10-3/m×100％，就可得到这一小时内抽检的产品铁的含量，然后根据标准判定是否合格；
m1为上一步读出的铁的质量数值；
m2为提前以上述步骤作出的空白试验溶液中铁的质量；
10-3是将质量单位由mg换算为g；
m为样品质量；
S12.复位：将空烧杯通过往返输送带夹起，并返回到原点(初始位置)，待下一次的在线检测。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种红丹产品质量在线智能监控系统，其特征在于包括：支架、摄像系统、传感系统、控制系统、显示器、无人操作室和工作室；
支架：用于支撑无人操作室，支架的形状为三脚架或者四方形，根据生产场地而定，原则上稳定牢固即可；
摄像系统：摄像系统安装于无人操作室内，摄像系统由底座和安装在底座上的摄像头组成，底座分别固定于无人操作室的顶部四角，摄像头可以沿底座旋转调整方向，并连接到控制系统；
传感系统：负责将摄像系统采集的影像传输到显示器；
显示器：置于工作室内，连接电脑主机，既具有电脑的操作功能，又能接收传感系统传进的影像，并且对其影像自由切换、控制；操作人员通过摄像画面可以观察无人操作室内在线检测运行状况，若出现操作疑问时也可以实现回放，找出病因；待检测结束后输入检测数据，自动计算红丹成品中铁的含量；
无人操作室：无人操作室是无人操作空间，是方形的，大小可以根据生产场地位置而定，室内中间位置以次安装自动取样勺，研磨器、烧杯、电子天平、加热器、电锅、激光分析仪；
在无人操作室内上方安装有往返输送带，往返输送带由人工控制，不仅可以来回往返，也可以上下升降，往返输送带的外侧的某一点安装有烧杯夹，初始位置置于烧杯的上方，完成一个工作周期后复位；
无人操作室的内侧以次预置硝酸试剂瓶、过氧化氢试剂瓶、乙二胺四乙酸钠试剂瓶、乙酸羟胺试剂瓶、邻菲罗啉试剂试剂瓶，这些试剂瓶上方分别安装有滴定管，每个滴定管由控制系统控制，滴定管的取量根据检测的需要预设定限值，并且可以前后平行移动，移动长度为10cm以内，这个范围内可以升降；
无人操作室内外侧放置两个回收容器；
控制系统：控制系统安装在工作室的控制桌面上，分别安装有控制带有伸缩连杆的取样勺的圆形按钮，该圆形按钮被均匀分割三块，一块负责控制伸出取样勺、一块负责收缩取样勺、一块控制将取样勺的样品倒入研磨器；有控制输送带的往返和和预定点的升降按钮，升降按钮分割成四块，上下两块负责升降功能、左右两块负责来回功能；有控制烧杯夹的开启按钮，开启按钮分割成两块，一块控制烧杯夹的张、一块负责烧杯夹的合；有控制研磨器研磨按钮，研磨按钮被分割成两块，一块控制落下研磨锤并顺逆研磨、一块控制研磨器倾倒并将样品刷刮入烧杯；有控制试剂上方滴定管的取样、升降、移动和自动放样按钮；有控制烧杯按钮，待检验结束后，将烧杯中残留物倒入回收容器中；有控制电加热按钮；有控制电锅按钮；有控制激光分析仪按钮。
2.根据权利要求1所述的红丹产品质量在线智能监控系统，其特征在于：所述无人操作室中仪器和试剂瓶之间留有20cm的通道，便于烧杯来回、上下移动。
3.根据权利要求1所述的红丹产品质量在线智能监控系统，其特征在于：所述的自动取样勺连接有伸缩连杆。
4.根据权利要求1所述的红丹产品质量在线智能监控系统，其特征在于：所述无人操作室内还设置读数器。
5.根据权利要求1所述的红丹产品质量在线智能监控系统，其特征在于：所述无人操作室一端的顶部设有集气罩和输送管，输送管接至布袋除尘器。
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