CN109490142A - 一种冷轧酸洗液的浓度分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明属于冷轧技术领域，公开了一种冷轧酸洗液的浓度分析仪，包括：温度传感器，测量酸洗液的温度T；密度传感器，测量所述酸洗液的密度D；电导率计，测量所述酸洗液的电导率Cond；PLC可编程控制器，分别与所述温度传感器、密度传感器以及电导率计相连，获取所述酸洗液的温度、密度和电导率参数并运算得到所述酸洗液的酸浓度C_HCl和铁离子的浓度C_Fe。本发明提供的冷轧酸洗液的浓度分析仪能够基于实时测量的参数运算得到酸洗液的实时酸液浓度和铁离子浓度。

Description

一种冷轧酸洗液的浓度分析仪

技术领域

本发明涉及冷轧技术领域，特别涉及一种冷轧酸洗液的浓度分析仪。

背景技术

冷轧中，酸洗工艺是通过酸的化学反应方法去除金属表面的鳞片或腐蚀层。为了达到较好的表面洁净效果又能抑制对金属本身的伤害，酸洗槽中的酸浓度是一个决定性因素。

现有技术中，针对酸洗液浓度的检测方法是“滴定”法，通过实验室中的反应试剂检测酸洗液的浓度变化，此方法无法实时监测，时效性较差，并且会产生一定的检测试剂消耗，以及需要专业人员来操作，导致检测过程相对繁琐。

发明内容

本发明提供一种冷轧酸洗液的浓度分析仪，解决现有技术中酸洗液浓度检测时效性差，操作繁琐的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种冷轧酸洗液的浓度分析仪，包括：

温度传感器，测量酸洗液的温度T；

密度传感器，测量所述酸洗液的密度D；

电导率计，测量所述酸洗液的电导率Cond；

PLC可编程控制器，分别与所述温度传感器、密度传感器以及电导率计相连，获取所述酸洗液的温度、密度和电导率参数并运算得到所述酸洗液的酸浓度C_HCl和铁离子的浓度C_Fe。

进一步地，所述酸洗液的酸浓度C_HCl和铁离子的浓度C_Fe按照以下公式运算：

C_HCl＝K₀+K₁T+K₂D+K₃Cond

C_Fe＝A₀+A₁T+A₂D+A₃Cond

其中，所述K₀、K₁、K₂、K₃为第一模型参数，A₀、A₁、A₂、A₃为第二模型参数，均为方程系数。

进一步地，所述第一模型参数和所述第二模型参数的确定方法包括：

采集多个检测周期的生产数据，通过多元线性回归分析获得所述第一模型参数和所述第二模型参数；

所述生产数据包括：酸洗液的温度、密度和电导率参数以及与之对应的酸浓度C_HCl和铁离子的浓度C_Fe。

进一步地，所述确定方法还包括：参数更新步骤；

所述参数更新步骤：

以设定的周期长度，循环采集设定数量的检测周期的生产数据通过多元线性回归分析获得所述第一模型参数和所述第二模型参数的更新值替换在先的所述第一模型参数和所述第二模型参数。

进一步地，所述分析仪还包括：流量计；

所述流量计与所述PLC可编程控制器相连，实时获取所述酸洗液的流量；

所述确定方法还包括：

获取所述酸洗液的实时流量，在所述实时流量大于设定值的情况下，执行所述参数更新步骤。

进一步地，所述分析仪还包括：HMI交互终端；

所述HMI交互终端与所述PLC可编程控制器相连，获取并显示所述酸洗液的流量、温度T、密度D、电导率Cond、酸浓度C_HCl以及铁离子的浓度C_Fe。

进一步地，所述分析仪还包括：测量管路；

所述测量管路连接在所述酸洗液的输送管路上；

所述温度传感器、密度传感器、电导率计以及流量计设置在所述测量管路上，实时测量酸洗液的流量、温度T、密度D以及电导率Cond。

进一步地，所述测量管路上连接有反冲洗结构。

进一步地，所述分析仪还包括：柜体；

所述柜体包括隔断的上部空间和下部空间；

所述PLC可编程控制器以及所述HMI交互终端设置在所述上部空间；

所述测量管路以及设置在其上的温度传感器、密度传感器、电导率计、流量计以及反冲洗结构设置在所述下部空间。

进一步地，所述温度传感器、密度传感器以及电导率计通过质量流量计实现；

所述质量流量计设置在所述测量管路上，并与所述PLC可变成控制器相连。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的冷轧酸洗液的浓度分析仪，通过所述温度传感器、密度传感器以及电导率计实时获取酸洗液的温度，密度以及电导率，PLC可编程控制器获取温度，密度以及电导率参数进行运算即可得到所述酸洗液的酸浓度C_HCl和铁离子的浓度C_Fe的实时值，相对于现有技术中的滴定法，操作更为简单，时效性更强，可靠性和成本也相对更低。

附图说明

图1为本发明提供的冷轧酸洗液的浓度分析仪的结构示意图；

图2为本发明提供的电源分配结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供冷轧酸洗液的浓度分析仪，解决现有技术中酸洗液浓度检测时效性差，操作繁琐的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1，一种冷轧酸洗液的浓度分析仪，包括：

温度传感器，测量酸洗液的温度T；

密度传感器，测量所述酸洗液的密度D；

电导率计，测量所述酸洗液的电导率Cond；

PLC可编程控制器2，分别与所述温度传感器、密度传感器以及电导率计相连，获取所述酸洗液的温度、密度和电导率参数并运算得到所述酸洗液的酸浓度C_HCl和铁离子的浓度C_Fe。

一般来说，可通过质量流量计4同时实现温度传感器、密度传感器以及电导率计的测量功能。

进一步地，所述PLC可编程控制器2作为运算主体，通过搭载的计算模型依据所述温度T、密度D以及电导率Cond进行计算，获得所述酸洗液的酸浓度C_HCl和铁离子的浓度C_Fe。

具体来说，按照以下公式运算：

C_HCl＝K₀+K₁T+K₂D+K₃Cond

C_Fe＝A₀+A₁T+A₂D+A₃Cond

其中，所述K₀、K₁、K₂、K₃为第一模型参数，A₀、A₁、A₂、A₃为第二模型参数。

具体来说，所述第一模型参数和所述第二模型参数通过多元线性回归的方法确定。

具体来说，所述确定方法包括：

采集多个检测周期的生产数据，通过多元线性回归分析获得所述第一模型参数和所述第二模型参数；具体来说，本实施例中涉及的生产数据为：所述温度T、密度D以及电导率Cond，以及在一个检测周期内所对应的酸浓度C_HCl和铁离子的浓度C_Fe。

本实施例中，预测盐酸浓度和铁离子浓度是基于一个因变量于多个自变量之间的关系，盐酸浓度和铁离子浓度为因变量，酸液的电导率、温度、密度是自变量。因此，需要进行一个因变量与多个自变量间的回归分析，即多元回归分析；本实施例具体采用的是多元线性回归分析。

进一步地，为了保证模型参数的可靠性，所述确定方法还包括：参数更新步骤。

所述参数更新步骤：

以设定的周期长度，循环采集设定数量的检测周期的生产数据通过多元线性回归分析获得所述第一模型参数和所述第二模型参数的更新值替换在先的所述第一模型参数和所述第二模型参数。

也就是说，在初始采集一定检测周期的生产数据之后，作为所述多元线性回归模型的初始取值，而后获得所述第一模型参数和所述第二模型参数初始取值；在后续连续生产过程中，实时获取更多的生产数据，并通过所述多元线性回归模型运算得到用于更新所述第一模型参数和所述第二模型参数的参数值。

一般来说，生产数据按照时间作为标记记录，每个检测周期内获取一组生产数据。更新数据的周期根据实际需要设定。

进一步地，所述分析仪还包括：流量计；

所述流量计与所述PLC可编程控制器2相连，实时获取所述酸洗液的流量；用作数据计算可靠性的标识。

具体来说，所述确定方法还包括：

获取所述酸洗液的实时流量，在所述实时流量大于设定值的情况下，执行所述参数更新步骤。

考虑到一旦流量较低很可能导致计算值相对滞后，影响运算模型的可靠性，鉴于此，仅当流量达到一定幅度时，数据更新才具备优化意义。

为了便于现场使用，所述分析仪还包括：HMI交互终端3；所述HMI交互终端3与所述PLC可编程控制器2相连，获取并显示所述酸洗液的流量、温度T、密度D、电导率Cond、酸浓度C_HCl以及铁离子的浓度C_Fe。

通常为了便于测量，所述分析仪还包括：测量管路6；将所述测量管路6连接在所述酸洗液的输送管路上，从而实时获取测量参数。

所述温度传感器、密度传感器、电导率计以及流量计设置在所述测量管路6上，实时测量酸洗液的流量、温度T、密度D以及电导率Cond。

为了维护测量数据的可靠性，设置有维护结构。所述测量管路6上连接有反冲洗结构5，通过连接反冲洗水源实现反冲洗操作。

进一步地，为了适应现场使用。所述分析仪还包括：柜体1，用于保护仪表结构和电子设备；所述柜体1包括隔断的上部空间和下部空间；所述PLC可编程控制器2以及所述HMI交互终端3设置在所述上部空间；所述测量管路6以及设置在其上的温度传感器、密度传感器、电导率计、流量计以及反冲洗结构5设置在所述下部空间。

在所述温度传感器、密度传感器以及电导率计通过质量流量计4实现的情况下，所述质量流量计4设置在所述测量管路6上，并与所述PLC可变成控制器2相连。

参见图2，一般来说，所述分析仪设置在生产环境现场。在进行电源分配时，在供电线路上设置整流降压结构将220V交流电整流成24V直流点供给PLC和质量流量计。

相应的，其它的参数设置。

被测介质：连续采样，2-6bar

反冲洗水：用来维护时反冲洗分析柜的测量回路，2-6bar，无砂砾，无悬浮物。

工作环境：温度0-60℃，相对湿度5％-95％；

结构形式：检测系统与PLC、PC集成在同一控制柜；

安装方式：酸浓度分析仪为防水、防腐结构，适宜现场就地安装；

外型尺寸：1800mm(高)×1200mm(宽)×600mm(厚)；

总重量：＜100kg。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的冷轧酸洗液的浓度分析仪，通过所述温度传感器、密度传感器以及电导率计实时获取酸洗液的温度，密度以及电导率，PLC可编程控制器获取温度，密度以及电导率参数进行运算即可得到所述酸洗液的酸浓度C_HCl和铁离子的浓度C_Fe的实时值，相对于现有技术中的滴定法，操作更为简单，时效性更强，可靠性和成本也相对更低。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种冷轧酸洗液的浓度分析仪，其特征在于，包括：

温度传感器，测量酸洗液的温度T；

密度传感器，测量所述酸洗液的密度D；

电导率计，测量所述酸洗液的电导率Cond；

PLC可编程控制器，分别与所述温度传感器、密度传感器以及电导率计相连，获取所述酸洗液的温度、密度和电导率参数并运算得到所述酸洗液的酸浓度C_HCl和铁离子的浓度C_Fe。

2.如权利要求1所述的冷轧酸洗液的浓度分析仪，其特征在于，所述酸洗液的酸浓度C_HCl和铁离子的浓度C_Fe按照以下公式运算：

C_HCl＝K₀+K₁T+K₂D+K₃Cond

C_Fe＝A₀+A₁T+A₂D+A₃Cond

其中，所述K₀、K₁、K₂、K₃为第一模型参数，A₀、A₁、A₂、A₃为第二模型参数，均为方程系数。

3.如权利要求2所述的冷轧酸洗液的浓度分析仪，其特征在于，所述第一模型参数和所述第二模型参数的确定方法包括：

采集多个检测周期的生产数据，通过多元线性回归分析获得所述第一模型参数和所述第二模型参数；

所述生产数据包括：酸洗液的温度、密度和电导率参数以及与之对应的酸浓度C_HCl和铁离子的浓度C_Fe。

4.如权利要求3所述的冷轧酸洗液的浓度分析仪，其特征在于，所述确定方法还包括：参数更新步骤；

所述参数更新步骤：

以设定的周期长度，循环采集设定数量的检测周期的生产数据通过多元线性回归分析获得所述第一模型参数和所述第二模型参数的更新值替换在先的所述第一模型参数和所述第二模型参数。

5.如权利要求4所述的冷轧酸洗液的浓度分析仪，其特征在于，所述分析仪还包括：流量计；

所述流量计与所述PLC可编程控制器相连，实时获取所述酸洗液的流量；

所述确定方法还包括：

获取所述酸洗液的实时流量，在所述实时流量大于设定值的情况下，执行所述参数更新步骤。

6.如权利要求5所述的冷轧酸洗液的浓度分析仪，其特征在于，所述分析仪还包括：HMI交互终端；

所述HMI交互终端与所述PLC可编程控制器相连，获取并显示所述酸洗液的流量、温度T、密度D、电导率Cond、酸浓度C_HCl以及铁离子的浓度C_Fe。

7.如权利要求6所述的冷轧酸洗液的浓度分析仪，其特征在于，所述分析仪还包括：测量管路；

所述测量管路连接在所述酸洗液的输送管路上；

所述温度传感器、密度传感器、电导率计以及流量计设置在所述测量管路上，实时测量酸洗液的流量、温度T、密度D以及电导率Cond。

8.如权利要求7所述的冷轧酸洗液的浓度分析仪，其特征在于：所述测量管路上连接有反冲洗结构。

9.如权利要求8所述的冷轧酸洗液的浓度分析仪，其特征在于，所述分析仪还包括：柜体；

所述柜体包括隔断的上部空间和下部空间；

所述PLC可编程控制器以及所述HMI交互终端设置在所述上部空间；

所述测量管路以及设置在其上的温度传感器、密度传感器、电导率计、流量计以及反冲洗结构设置在所述下部空间。

10.如权利要求7所述的冷轧酸洗液的浓度分析仪，其特征在于：所述温度传感器、密度传感器以及电导率计通过质量流量计实现；

所述质量流量计设置在所述测量管路上，并与所述PLC可变成控制器相连。