CN109580755B - 一种织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控系统及方法，其包括进料单元、取样单元和检测单元；进料单元包括配料罐、配料管、调速阀和流量计；配料罐的输出端连接配料管；配料管上安装调速阀与流量计；取样单元包括漂白池、取样管、过滤器、单向阀和输送管；漂白池和配料管连接，其通过取样管与过滤器连接；过滤器通过输送管连接至检测单元；输送管上安装有单向阀；检测单元包括双氧水检测装置、循环管和恒电位仪；双氧水检测装置与恒电位仪电连接；循环管连接双氧水检测装置和漂白池。本发明实现对织物漂白工艺中双氧水浓度的在线测控，降低工人劳动强度，同时无需破坏检测液组分，使检测液能循环再利用，减少了漂白液在检测环节的消耗。

Description

一种织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控系统及方法

【技术领域】

本发明涉及一种双氧水浓度在线测控系统及方法，具体涉及一种织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控系统，属于纺织染整工艺参数的检测设备技术领域。

【背景技术】

漂白是织物前处理中的一道重要工序，其作用是除去织物表面的天然色素，提高织物的白度，以便后续印染工艺的进行。织物漂白中，高碱环境下的双氧水是一种广泛应用的无氯漂白剂，其具有漂白产品白度高且白度稳定性好、漂白过程中不释放有毒气体、对设备无腐蚀作用、对环境污染小、适用于多种纤维漂白以及可以采用多种加工工艺等优良特性。因此按照工艺要求精确监测漂白液中的双氧水浓度是确保产品质量的重要前提，否则将很容易造成白度和毛效不佳、皱条、脆损、深浅色斑等等质量问题，严重影响成品质量。

现阶段，漂白液中双氧水浓度的检测方法包括人工离线检测与在线检测两种。人工检测采用氧化还原滴定法，耗时长，效率低，无法满足企业需求。已有在线测控手法往往需要破坏样液的组分浓度，例如CN107132224A公开的“印染工艺液的双氧水浓度在线检测装置及方法”、CN108645960A公开的“一种自动化过氧化氢浓度在线检测系统及检测方法”、CN106053651A公开的“一种双氧水浓度的在线检测技术”这导致在线检测中漂白液浪费严重。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控系统及方法，以克服现有技术中的所述缺陷。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种检测精度高、能循环利用取样液、易维护的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控系统，其能够在避免由于双氧水浓度不满足工艺需求而导致的织物白度不够、漂白不匀等问题的同时，减少由于检测带来的漂白液浪费。

本发明的另一目的在于提供一种织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控方法。

为实现上述第一目的，本发明采取的技术方案为：一种织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控系统，其包括进料单元、取样单元以及检测单元；

所述进料单元包括配料罐、配料管、调速阀以及流量计；所述配料罐的输出端连接配料管；所述配料管上安装有调速阀与流量计；

所述取样单元包括漂白池、取样管、过滤器、单向阀以及输送管；所述漂白池和配料管连接，其通过取样管与过滤器连接；所述过滤器通过输送管连接至检测单元；所述输送管上安装有单向阀；

所述检测单元包括双氧水检测装置、循环管以及恒电位仪；所述双氧水检测装置与恒电位仪电连接；所述循环管连接双氧水检测装置和漂白池。

本发明的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控系统进一步为：所述双氧水检测装置包括温度计、PH传感器、工作电极、参比电极、对电极、固定端盖、检测池、震荡板、超声波换能器、底面端盖、排水口、循环口、进料口、校准口、排气螺钉；

所述温度计、PH传感器、工作电极、参比电极、对电极上部设有外螺纹，固定端盖内部有螺纹孔，温度计、PH传感器、工作电极、参比电极、对电极通过螺纹固定在固定端盖上，并通过密封圈密封；

所述温度计、PH传感器、工作电极、参比电极、对电极上部设置有长条状金属导体，通过电线与恒电位仪电连接；

所述固定端盖外侧加工有外螺纹，检测池内侧加工有内螺纹，固定端盖与检测池通过螺纹连接；

所述检测池底部安装有震荡板，震荡板下有一个超声波换能器，超声波换能器通过底面端盖封装；

所述检测池左下侧开有循环口、进料口、校准口，右下侧开有排水口，左上部分设置有一排气螺钉。

本发明的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控系统进一步为：所述输送管的输出端与进料口连接，循环管的输入端与循环口连接，循环管的输出端与漂白池连接。

本发明的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控系统进一步为：所述检测单元进一步包括标准样品罐、标准配料管以及排水管；所述标准配料管的输入端与标准样品罐连接，输出端与校准口连接；所述排水管的输入端与排水口连接。

本发明的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控系统进一步为：所述检测单元还包括校准截止阀、循环截止阀以及排水截止阀；所述校准截止阀安装在标准配料管上，循环截止阀安装在循环管上，排水截止阀安装在排水管上。

本发明的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控系统还为：其包括控制与数据处理单元，控制与数据处理单元包括带人机界面的工控机，所述调速阀、流量计、校准截止阀、循环截止阀、恒电位仪、双氧水检测装置、排水截止阀与工控机电连接，并由工控机控制。

为实现上述第二目的，本发明采取的技术方案为：一种织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控方法，其包括如下步骤：

1)进料步骤：控制与数据处理单元关闭校准截止阀、排水截止阀，控制调速阀进料并通过流量计计算总进料量，直到进料量符合工艺标准，结束进料；

2)检测步骤：取样单元进行取样工作，将经过过滤的样液输送到双氧水检测装置，恒电位仪收集双氧水检测装置的电信号并发送至控制与数据处理单元，控制与数据处理单元综合恒电位仪信号与流量计信号，结合近似机理模型与补偿模型，最终得到双氧水浓度；

3)，控制步骤：数据处理单元根据双氧水浓度值，采用PID控制算法控制调速阀，调节进料流量，并用流量计计算总流量，从而控制漂白液中双氧水的浓度。

本发明的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控方法进一步为：在步骤1)前进行校准步骤，具体为：

关闭校准截止阀与循环截止阀，打开排水截止阀，待双氧水检测装置之内液体排尽后，控制与数据处理单元关闭循环截止阀与排水截止阀，打开校准截止阀；标准样品罐含有双氧水浓度已知的溶液，标准配料管将双氧水浓度已知的溶液输送到双氧水检测装置之内；如果控制与数据处理单元显示浓度正确，则打开排水截止阀,排水结束后进行正常测量；若不正确，则需要进行清洗操作或更换电极。

本发明的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控方法进一步为：步骤2)中，长时间检测后打开排气螺钉放气。

本发明的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控方法还为：其进一步包括清洗步骤，具体为：

控制与数据处理单元关闭校准截止阀、循环截止阀与排水截止阀；配料罐含有蒸馏水，控制与数据处理单元控制配料罐只输出蒸馏水，取样单元将蒸馏水注入双氧水检测装置；双氧水检测装置底部安装有超声波换能器；控制与数据处理单元控制超声波换能器带动震荡板振动，采用超声波清洗原理完成清洁；打开循环截止阀，清除管道内的残余工艺液；清洗完成后，打开排水截止阀排液。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明采用进料单元、取样单元、检测单元和控制与数据处理单元能够快速准确地检测双氧水浓度，并根据检测结果快速调整双氧水浓度，最大化地保证了产品的稳定。

2.本发明采用安培法检测，不需要破坏样液组分浓度，可以实现样液再循环利用，减少漂白液浪费，降低废水排放。

3.本发明采用全自动在线测量方法，操作人员不需要重复机械地操作，降低工作强度，同时也不用直接接触化学制品，安全性高。

4.本发明测量结果可以直接发送给控制与数据处理单元，实现双氧水浓度检测数字化，利于染整业的智能化发展。

【附图说明】

图1是本发明的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控系统的的结构示意图。

图2是图1中的双氧水检测装置的俯视图。

图3是图2中沿A-A的剖面图。

【具体实施方式】

请参阅说明书附图1至附图3所示，本发明为一种织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控系统，由进料单元A、取样单元B、检测单元C和控制与数据处理单元D等几部分组成。

其中，所述进料单元A包括配料罐1、配料管19、调速阀2以及流量计3。所述配料罐1的输出端连接有配料管19，配料管19上安装有调速阀2与流量计3。

所述取样单元B包括漂白池4、取样管14、过滤器7、单向阀8以及输送管16。所述漂白池4和配料管19连接，其通过取样管14与过滤器7连接。过滤器7有过滤功能与自我清洁功能。漂白液经过过滤器7后，通过输送管16进入检测单元。输送管16上安装有一单向阀8用于防止液体回流。

所述检测单元C包括双氧水检测装置11、循环管18以及恒电位仪10。双氧水检测装置11与恒电位仪10电连接，通过安培法检测双氧水浓度。检测完成后，漂白液通过循环管18返回漂白池。

进一步的，所述双氧水检测装置11包括温度计11-1、PH传感器11-2、工作电极11-3、参比电极11-4、对电极11-5、固定端盖11-6、检测池11-7、震荡板11-8、超声波换能器11-9、底面端盖11-10、排水口11-11、循环口11-12、进料口11-13、校准口11-14、排气螺钉11-15。

所述温度计11-1、PH传感器11-2、工作电极11-3、参比电极11-4、对电极11-5是用于测量双氧水浓度的装置，上部有外螺纹，固定端盖11-6内部有螺纹孔，电极与传感器通过螺纹固定在固定端盖11-6上,并通过密封圈11-16密封。

所述温度计11-1、PH传感器11-2、工作电极11-3、参比电极11-4、对电极11-5上部设置有长条状金属导体，通过电线与恒电位仪10电连接。

所述固定端盖11-6外侧加工有外螺纹，检测池11-7内侧加工有内螺纹，固定端盖11-6与检测池11-7通过螺纹连接。

所述检测池11-7底部安装有震荡板11-8，震荡板11-8下有一个超声波换能器11-9，超声波换能器11-9通过底面端盖11-10封装。超声波换能器11-9可带动震荡板11-8振动，从而实现清洗功能。

所述检测池11-7左下侧开有循环口11-12、进料口11-13、校准口11-14，右下侧开有排水口11-11，左上部分设置有一排气螺钉11-15。双氧水检测中会积累氧气，排气螺钉11-15可以达到释放氧气，防止管内压力过大的作用。

所述输送管16输入端与过滤器7连接，输出端与进料口11-13连接，循环管18输入端与循环口11-12连接，输出端与漂白池4连接。

所述检测单元C进一步包括标准样品罐5、标准配料管15、排水管17。所述标准配料管15输入端与标准样品罐5连接，输出端与校准口11-14连接，用于向双氧水检测装置11输入已知浓的溶液，判断双氧水检测装置11是否能准确测量。所述排水管17输入端与排水口11-11连接。

所述检测单元C还包括校准截止阀6、循环截止阀9、排水截止阀12，用于控制各个管道的开闭。所述校准截止阀6安装在标准配料管15上，循环截止阀9安装在循环管18上，排水截止阀12安装在排水管17上。

所述恒电位仪10能够给双氧水检测装置11提供恒定电压，并能将传感器与电极间的电信号转化为数字信号发送给控制与数据处理单元D。在恒定电压下，控制与数据处理单元D可以通过三电极体系的电流值、温度值与PH值计算双氧水溶液浓度。

所述控制与数据处理单元D主要包括带人机界面的工控机13，带人机界面的工控机13内含有控制与检测的程序。所述调速阀2、流量计3、校准截止阀6、循环截止阀9、恒电位仪10、双氧水检测装置11、排水截止阀12与带人机界面的工控机13电连接。

采用上述在线检测装置进行双氧水浓度在线检测的方法，包括以下步骤：

(1)进料步骤：控制与数据处理单元D关闭校准截止阀6、排水截止阀12，控制调速阀2进料并通过流量计3计算总进料量，直到进料量符合工艺标准，结束进料。

(2)检测步骤：取样单元B进行取样工作，将经过过滤的样液输送到双氧水检测装置11，恒电位仪10收集双氧水检测装置11的电信号并发送至控制与数据处理单元D，控制与数据处理单元D综合恒电位仪10信号与流量计3信号，结合近似机理模型与补偿模型，最终得到双氧水浓度。长时间检测后可打开排气螺钉11-15放气，以避免管内压力过大。

(3)控制步骤：数据处理单元D根据双氧水浓度值，采用PID控制算法控制调速阀2，调节进料流量，并用流量计3计算总流量，从而控制漂白液中双氧水的浓度。

本发明的方法进一步包括进料步骤前的校准步骤，具体的说：关闭校准截止阀6与循环截止阀9，打开排水截止阀12，待双氧水检测装置11之内液体排尽后，控制与数据处理单元D关闭循环截止阀9与排水截止阀12，打开校准截止阀6。标准样品罐5含有双氧水浓度已知的溶液，标准配料管15将双氧水浓度已知的溶液输送到双氧水检测装置11之内。如果控制与数据处理单元D显示浓度正确，则打开排水截止阀12,排水结束后进行正常测量。若不正确，则需要进行清洗操作或更换电极。

本发明的方法还包括清洗步骤，具体的说：控制与数据处理单元D关闭校准截止阀6、循环截止阀9与排水截止阀12。配料罐1含有蒸馏水，控制与数据处理单元D控制配料罐1只输出蒸馏水，取样单元B将蒸馏水注入双氧水检测装置11。双氧水检测装置11底部安装有超声波换能器11-9。控制与数据处理单元D控制超声波换能器11-9带动震荡板11-8振动，采用超声波清洗原理完成清洁功能。此外也可以打开循环截止阀9，清除管道内的残余工艺液。清洗完成后，打开排水截止阀12排液后即可进行其他步骤。

本申请通过安培法检测方式，使用三电极体系11-3、11-4、11-5、温度计11-1、PH传感器11-2、流量计3实现检测。同时辅以调速阀2、截止阀6、9、12等控制装置，再通过控制与数据处理单元D程序，实现对织物漂白工艺中双氧水溶液浓度的测控。该方法不但可以快速准确地实现双氧水溶液浓度的在线测量，降低员工的工作强度，提高漂白工艺的自动化程度，还可以不破坏取样液的组分浓度，实现取样液的循环使用，大大降低了漂白液在检测环节中的浪费。此外，取样单元设置有过滤器7，双氧水检测装置11设置有校准口11-14、超声波换能器11-9、排气螺钉11-15，实现系统的过滤、清洗、校准、放气功能，提高了系统的可靠性与可维护性。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控方法，其特征在于：其采用一种织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控系统，该系统包括进料单元、取样单元以及检测单元；

所述进料单元包括配料罐、配料管、调速阀以及流量计；所述配料罐的输出端连接配料管；所述配料管上安装有调速阀与流量计；

所述取样单元包括漂白池、取样管、过滤器、单向阀以及输送管；所述漂白池和配料管连接，其通过取样管与过滤器连接；所述过滤器通过输送管连接至检测单元；所述输送管上安装有单向阀；

所述检测单元包括双氧水检测装置、循环管以及恒电位仪；所述双氧水检测装置与恒电位仪电连接；所述循环管连接双氧水检测装置和漂白池；

所述双氧水检测装置包括温度计、PH传感器、工作电极、参比电极、对电极、固定端盖、检测池、震荡板、超声波换能器、底面端盖、排水口、循环口、进料口、校准口、排气螺钉；

所述温度计、PH传感器、工作电极、参比电极、对电极上部设有外螺纹，固定端盖内部有螺纹孔，温度计、PH传感器、工作电极、参比电极、对电极通过螺纹固定在固定端盖上，并通过密封圈密封；

所述温度计、PH传感器、工作电极、参比电极、对电极上部设置有长条状金属导体，通过电线与恒电位仪电连接；

所述固定端盖外侧加工有外螺纹，检测池内侧加工有内螺纹，固定端盖与检测池通过螺纹连接；

所述检测池底部安装有震荡板，震荡板下有一个超声波换能器，超声波换能器通过底面端盖封装；

所述检测池左下侧开有循环口、进料口、校准口，右下侧开有排水口，左上部分设置有一排气螺钉；

所述双氧水浓度在线测控方法包括如下步骤：

1）进料步骤：控制与数据处理单元关闭校准截止阀、排水截止阀，控制调速阀进料并通过流量计计算总进料量，直到进料量符合工艺标准，结束进料；

2）检测步骤：取样单元进行取样工作，将经过过滤的样液输送到双氧水检测装置，恒电位仪收集双氧水检测装置的电信号并发送至控制与数据处理单元，控制与数据处理单元综合恒电位仪信号与流量计信号，结合近似机理模型与补偿模型，最终得到双氧水浓度；

3）控制步骤：控制与数据处理单元根据双氧水浓度值，采用PID控制算法控制调速阀，调节进料流量，并用流量计计算总流量，从而控制漂白液中双氧水的浓度；

4），清洗步骤，具体为：控制与数据处理单元关闭校准截止阀、循环截止阀与排水截止阀；配料罐含有蒸馏水，控制与数据处理单元控制配料罐只输出蒸馏水，取样单元将蒸馏水注入双氧水检测装置；双氧水检测装置底部安装有超声波换能器；控制与数据处理单元控制超声波换能器带动震荡板振动，采用超声波清洗原理完成清洁；打开循环截止阀，清除管道内的残余工艺液；清洗完成后，打开排水截止阀排液。

2.如权利要求1所述的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控方法，其特征在于：所述输送管的输出端与进料口连接，循环管的输入端与循环口连接，循环管的输出端与漂白池连接。

3.如权利要求1所述的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控方法，其特征在于：所述检测单元进一步包括标准样品罐、标准配料管以及排水管；所述标准配料管的输入端与标准样品罐连接，输出端与校准口连接；所述排水管的输入端与排水口连接。

4.如权利要求3所述的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控方法，其特征在于：所述检测单元还包括校准截止阀、循环截止阀以及排水截止阀；所述校准截止阀安装在标准配料管上，循环截止阀安装在循环管上，排水截止阀安装在排水管上。

5.如权利要求4所述的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控方法，其特征在于：其包括控制与数据处理单元，控制与数据处理单元包括带人机界面的工控机，所述调速阀、流量计、校准截止阀、循环截止阀、恒电位仪、双氧水检测装置、排水截止阀与工控机电连接，并由工控机控制。

6.如权利要求5所述的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控方法，其特征在于：在步骤1）前进行校准步骤，具体为：

关闭校准截止阀与循环截止阀，打开排水截止阀，待双氧水检测装置之内液体排尽后，控制与数据处理单元关闭循环截止阀与排水截止阀，打开校准截止阀；标准样品罐含有双氧水浓度已知的溶液，标准配料管将双氧水浓度已知的溶液输送到双氧水检测装置之内；如果控制与数据处理单元显示浓度正确，则打开排水截止阀,排水结束后进行正常测量；若不正确，则需要进行清洗操作或更换电极。

7.如权利要求1所述的织物漂白工艺中双氧水浓度在线测控方法，其特征在于：步骤2）中，长时间检测后打开排气螺钉放气。