CN111257313A - 一种高精度过碱量在线分析系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度过碱量在线分析系统，包括机架，机架上固定有分析小屋，分析小屋内部固定有预处理过滤装置和分析仪主机，分析仪主机包括主机箱，主机箱上设有显示屏，主机箱内设有分析系统和电控系统，分析系统包括过碱量检测器、进料装置、排料装置，过碱量检测器包括试样杯和测试组件，测试组件包括试剂滴加装置和测试仪，本发明还提供了一种高精度过碱量在线分析方法，包括泥沙等杂质清理，向预处理过滤装置中通入待测溶液，清洗过碱量检测器试样杯，对试样杯中溶液定量，检测氢氧化钠、碳酸钠含量，清洗过碱量洗检测器，能同时分别检测氢氧化钠和碳酸钠含量，提高了检测精度与效率，降低成本，延长了设备使用寿命，实现自动化控制。

Description

一种高精度过碱量在线分析系统及方法

技术领域

本发明属于化学分析领域，具体涉及一种高精度过碱量在线分析系统及方法。

背景技术

目前氯碱行业一次盐水为粗盐水，夹带有很多泥沙和小石子，且粗盐水中钙离子和镁离子超标，需要加入过量的Na₂CO₃与NaOH进行反应沉淀去除，需要实时监控Na2CO3与NaOH的含量，现人工取样过滤分析频繁，工作量很大，分析精度不够，Na2CO3与NaOH加入量过少，会使得盐水钙、镁超标，影响整个系统，Na₂CO₃与NaOH加入过量太多，会产生浪费，同时一方面会增加后续处理用酸量，另一方面电解槽也会副反应增加影响整个系统和产品的质量，申请人2015年申请并在其后公开的专利号为201520183410.4的一种过碱量在线分析仪，包括箱体，所述箱体内设有控制系统和检测系统，控制系统连接并控制检测系统,所述检测系统包括反应杯、微量加料泵、PH计、定量系统、进料系统和排料系统，申请人于2017年申请并在其后公开的申请号为201710572442.7的过碱量在线分析仪，包括一外壳、置于外壳内的控制模块和操作模块；所述操作模块用于过碱量的在线分析，上述两种技术方案由于都没有设置预处理过滤装置和纯水减压系统，无法对待测溶液进行反冲、过滤等预处理以及对已测后的检测器进行清洗，严重影响了检测精度以及设备的使用寿命，更为重要的是上述方案的基本原理是通过盐酸中和，再通过PH计进行检测，在检测过程中往往产生较大的偏差，严重影响了检测精度，并且仪器功能单一，客户需要检测浓度时，往往需要另外购置设备，另行安装，增加了设备投资，占用了生产场地空间，提高了生产成本，更加不利于生产自动化。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种高精度过碱量在线分析系统及方法，实现高精度检测，使设备使用寿命长，并能够实现多功能检测、大幅降低生产成本以及全自动化操作。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种高精度过碱量在线分析系统，包括机架，所述机架上固定有分析小屋，所述分析小屋内部固定有用于对溶液进行预处理的预处理过滤装置和用于检测溶液中碱含量的分析仪主机，所述分析仪主机包括主机箱，所述主机箱固定于分析小屋后壁内侧，所述主机箱上设置有显示屏，所述主机箱内设置有分析系统和电控系统，所述分析系统包括过碱量检测器、进料装置、排料装置，所述过碱量检测器包括试样杯和测试组件，所述测试组件包括试剂滴加装置和测试仪，所述试样杯设有杯盖，所述杯盖上设有试样杯进料接口、试样杯排料接口、试样杯定量接口、试剂滴加接口和测试仪安装接口、试样杯排空口，所述进料装置设置有进料装置入口和进料装置出口，所述排料装置设有排料装置进料端和排料装置出料端，所述试剂滴加装置设有试剂输入端和试剂输出端，所述进料装置出口、排料装置进料端、试剂滴加装置试剂输出端分别通过试样杯进料接口、试样杯排料接口、试样杯定量接口、试剂滴加接口连通试样杯内部，所述测试仪测试端通过测试仪安装接口伸入试样杯下部，所述进料装置入口与预处理过滤装置通过料管连接，所述电控系统与预处理过滤装置、显示屏、分析系统电连接。

进一步地，所述预处理过滤装置包括预处理箱和预处理过滤器，所述预处理箱包括预处理箱壳体，所述预处理箱壳体固定于主机箱一侧的分析小屋的后壁内侧，所述预处理箱壳体上设置有预处理操作面板，所述预处理操作面板上设置有预处理阀组，所述预处理阀组包括预处理阀座和第一、第二、第三预处理三通电磁阀，所述预处理阀座固定于预处理操作面板上，所述预处理阀座上设有预处理排气接口、预处理过滤器接口、预处理吸气接口、纯水接口和预处理排空接口，所述第一、第二、第三预处理三通电磁阀分别安装于预处理阀座中，所述第一预处理三通电磁阀设有第一预处理公共接口、第一预处理常闭接口和第一预处理常开接口，所述第二预处理三通电磁阀设有第二预处理公共接口、第二预处理常闭接口和第二预处理常开接口，所述第三预处理三通电磁阀设有第三预处理公共接口、第三预处理常闭接口和第三预处理常开接口，所述第一预处理常闭接口与第二预处理常开接口通过密闭流道相连，所述预处理排气接口内端与连接第一预处理常闭接口与第二预处理常开接口的密闭流道连通，所述第一预处理常开接口与第二预处理常闭接口通过密闭流道相连，所述预处理吸气接口内端与连接第一预处理常开接口与第二预处理常闭接口的密闭流道连通，所述第一预处理公共接口与预处理过滤器接口内端相连，所述第二预处理公共接口与第三预处理公共接口通过密闭流道相连，所述第三预处理常开接口与预处理排空接口内端相连，所述第三预处理常闭接口与纯水接口内端连接，所述预处理箱壳体外一侧设置有预处理罐，所述预处理罐顶部设有预处理罐进气接口，所述预处理罐进气接口与预处理过滤器接口外端连接，所述预处理罐底部设有预处理出料接口，所述预处理出料接口与进料装置入口连接，所述预处理罐内设有液位开关和定量管，所述液位开关设置于预处理罐顶部内侧，所述定量管上端设有溢液孔，所述定量管设有溢液孔的上端设置于预处理罐内，所述定量管下端设置于预处理罐底部，并与预处理过滤器通过料管连通，所述预处理箱壳体内上部固定有真空泵，所述真空泵吸气接口与真空泵排气接口设置于预处理操作面板上，所述真空泵吸气接口与预处理吸气接口外端相连，所述真空泵排气接口与预处理排气接口外端相连，所述预处理箱壳体内还固定有预处理控制电板，所述液位开关、真空泵与预处理控制电板电连接，所述第一、第二预处理三通电磁阀并联连接到预处理控制电板，所述第三预处理三通电磁阀与预处理控制电板直接电连接。

进一步地，所述预处理过滤器为膜管过滤器，所述膜管过滤器包括柱状滤芯和膜管，所述膜管套于柱状滤芯上，在膜管内壁和柱状滤芯外壁之间设有滤液腔，所述膜管与柱状滤芯的一端绑扎封闭，所述膜管与柱状滤芯的另一端固定连接管接头的一端，所述管接头的另一端与设置于预处理罐底部的定量管下端通过料管连接，所述柱状滤芯为柱状海绵，所述膜管为聚四氟乙烯膜管。

进一步地，所述主机箱设有前盖和后盖，所述显示屏设于主机箱前盖上，所述显示屏为触摸屏，所述主机箱前盖侧面设有电源开关和USB接口，所述主机箱内设置有分析仪面板，所述试样杯固定于分析仪面板前侧，所述电控系统包括电源模块、接线电板、主控制电板、PLC控制器，所述电源模块、接线电板、PLC控制器固定于主机箱后盖内侧，所述主控制电板固定于分析仪面板后侧，所述分析小屋的一侧壁外侧固定有防爆接线盒，所述防爆接线盒通过线缆经接线电板与电源模块相连，所述预处理控制电板与接线电板电连接，所述显示屏、接线电板、主控制电板与PLC控制器电连接，所述电源模块包括两个DC24V分电源即第一分电源与第二分电源，所述第一分电源与显示屏电连接，所述第二分电源经设置于主机箱前盖侧面的电源开关与接线电板电连接，所述USB接口与显示屏电连接。

进一步地，所述进料装置设置于试样杯一侧的分析仪面板前侧，所述进料装置为进料泵，所述进料装置入口和进料装置出口即为进料泵入口和进料泵出口；

所述排料装置包括排料泵和排料三通电磁阀，所述排料泵设置于进料装置上方的分析仪面板上，所述排料泵设有排料泵入口和排料泵出口，所述排料三通电磁阀设置于排料泵上方的分析仪面板上，所述排料三通电磁阀设有排料公共接口、排料常开接口、排料常闭接口，所述排料泵入口与排料三通电磁阀的排料公共接口通过料管连接，所述排料装置进料端包括排料三通电磁阀的排料常开接口、排料常闭接口，所述排料装置出料端即为排料泵出口，所述进料装置出口即进料泵出口通过试样杯进料接口连通试样杯中下部，所述排料装置进料端通过试样杯排料接口、试样杯定量接口连通试样杯内部，具体为排料装置进料端的排料三通电磁阀的排料常开接口通过试样杯排料接口连通试样杯底部，排料装置进料端的排料三通电磁阀的排料常闭接口通过试样杯定量接口连通试样杯中下部；

所述进料装置、排料装置与电控系统的接线电板电连接。

进一步地，所述试剂滴加装置包括微量加料装置和第一试剂泵、第二试剂泵，所述微量加料装置包括支架、微量三通阀组、微量进料机构和微量加料驱动机构，所述支架包括第一竖板和相互平行且垂直固定于第一竖板同一侧的上横板与下横板，所述第一竖板贴合固定于试样杯上方另一侧的分析仪面板前侧，所述微量三通阀组包括固定于第一竖板一侧上端的微量三通阀座和安装于微量三通阀座上并位于第一竖板另一侧的微量三通电磁阀，所述微量三通电磁阀与上横板、下横板处于第一竖板的同一侧且位于上横板的上方，所述微量三通电磁阀设有微量常开接口、微量常闭接口和微量公共接口，所述微量加料装置的试剂输出端为微量三通电磁阀的微量常开接口，所述微量加料装置的试剂输入端为微量三通电磁阀的微量常闭接口，所述微量进料机构包括微量进料器、微量进料器固定座、升降块、立柱、丝杠和设置于丝杠顶端的第一同步轮，所述微量进料器上端固定于微量三通阀座上，所述微量进料器上端设有微量进料器接口，所述微量进料器接口通过微量三通阀座连通微量三通电磁阀的微量公共接口，所述微量进料器内部设有推杆，所述微量进料器固定座呈L形结构，所述微量进料器固定座的下边与推杆下端固定连接，所述微量进料器固定座的侧边设置于第一竖板的另一侧，所述立柱固定于靠近第一竖板的支架上横板、下横板之间，所述升降块滑动穿设于立柱上，所述升降块的侧面固定于微量进料器固定座的侧边，所述升降块上还穿设有与立柱平行的丝杠，所述丝杠与升降块通过螺纹配合，所述丝杠上、下两端分别设置于支架上横板、下横板上，所述丝杠上端穿出上横板并设置有第一同步轮，所述微量加料驱动机构包括PCB电板、步进电机、步进电机控制器和升降块限位装置，所述PCB电板设置于支架下横板远离第一竖板的一侧内侧，所述步进电机设置于支架上横板远离第一竖板的一侧内侧，所述步进电机控制器设置于步机电机下端，所述步进电机上端穿过上横板设置有第二同步轮，并通过同步带与第一同步轮连接，所述升降块限位装置包括设置于丝杠和步进电机之间、且上、下端分别固定于支架上横板、下横板上并与丝杠平行的支撑杆以及设置于支撑杆上部和下部的光电感应开关，所述微量三通电磁阀、步进电机、步进电机控制器和光电感应开关与PCB电板电连接，所述PCB电板与电控系统的PLC控制器电连接，所述第一试剂泵、第二试剂泵的试剂输入端即为第一试剂泵、第二试剂泵的入口，所述第一试剂泵、第二试剂泵的试剂输出端即为第一试剂泵、第二试剂泵的出口，所述第一试剂泵、第二试剂泵固定于试样杯上方的分析仪面板上并分别通过导线连接到电控系统的接线电板；

所述杯盖上试剂滴加接口为三个，所述试剂滴加装置试剂输出端通过试剂滴加接口连通试样杯内部，具体为微量三通电磁阀的微量常开接口、第一试剂泵、第二试剂泵的出口分别通过三个试剂滴加接口连通试样杯中下部。

进一步地，所述测试仪为光电检测器，所述测试仪即光电检测器包括光电检测器保护壳、光电检测器光发射装置和光电检测器光接收装置，所述光电检测器光发射装置和光电检测器光接收装置设置于光电检测器保护壳内，所述光电检测器保护壳为碳纤维管或钛管，所述光电检测器光发射装置包括光电检测器光发射器和发射导光纤维，所述光电检测器光接收装置包括光电检测器光接收器和接收导光纤维，所述光电检测器光发射器设置于光电检测器保护壳的中部，所述光电检测器光接收器设置于光电检测器保护壳的上部，所述光电检测器保护壳下端密封，所述光电检测器保护壳下端侧面设有置液槽，所述发射导光纤维一端连接光电检测器光发射器，另一端设置于置液槽的下端，所述接收导光纤维一端连接光电检测器光接收器，另一端设置于置液槽的上端，所述光电检测器光发射器和光电检测器光接收器通过导线与电控系统的PLC控制器电连接，所述光电检测器设有置液槽的一端也就是测试仪测试端通过测试仪安装接口伸入试样杯下部。

进一步地，所述过碱量检测器还设置有磁力搅拌机，所述磁力搅拌机设置于过碱量检测器试样杯的底部，所述磁力搅拌机与主控制电板通过导线电连接，所述磁力搅拌机设置有搅拌子，所述搅拌子设置于试样杯底部，所述搅拌子为带磁搅拌子。

进一步地，所述预处理箱和预处理过滤器之间还设置有浓度检测器，所述浓度检测器位于主机箱外并设置于主机箱下方一侧的分析小屋的后侧壁内侧，所述浓度检测器包括样液室和检测室，所述样液室包括样液室壳体，所述样液室壳体呈圆筒状且一端封闭一端开口，所述样液室壳体封闭端底面设有样液室进料接口和样液室出料接口，所述预处理过滤器与样液室进料接口上端通过料管连接，所述样液室出料接口上端与预处理罐底部的定量管下端通过料管连接，所述样液室壳体开口端的外圆环面上设有上圆环形凸台，所述样液室壳体内孔呈阶梯形且开口端的内径较大，所述样液室壳体内孔的台阶上设有上隔板，所述上隔板与样液室壳体封闭端底面之间固定有透明样液腔，所述透明样液腔固定于上隔板的中部，所述样液室进料接口和样液室出料接口的下端连通透明样液腔，所述检测室包括检测室壳体，所述检测室壳体呈一端开口一端封闭的圆筒状，侧壁沿轴线方向呈阶梯状，且开口端外径与内径较大，所述检测室壳体外侧壁台阶处的大直径外圆环面上设置有下圆环形凸台，所述样液室壳体开口端套设于检测室壳体开口端外侧，所述样液室壳体开口端内孔与检测室壳体开口端外圆环面紧配合，所述上圆环形凸台与下圆环形凸台完全贴合并通过卡箍固定在一起，且检测室壳体开口端顶紧上隔板，所述检测室壳体内侧壁的台阶上固设有下隔板，所述下隔板将检测室分成上检测室和下检测室，所述检测室壳体开口端至下隔板为上检测室，所述下隔板至检测室壳体封闭端为下检测室，所述上检测室内设置有棱镜、浓度检测光发射器、浓度检测光接收器和温度探头，所述棱镜、浓度检测光发射器、浓度检测光接收器和温度探头固定安装于下隔板上，所述上隔板中部设有棱镜孔，所述棱镜上表面穿过棱镜孔与透明样液腔全接触，所述浓度检测光发射器、浓度检测光接收器分别位于棱镜两侧且与棱镜侧面正对，所述棱镜上与浓度检测光发射器、浓度检测光接收器所对的两侧面为斜平面，所述浓度检测光发射器为发光二极管，所述浓度检测光接收器为硅光电池，所述上隔板上还设有温度探头孔，所述温度探头经温度探头孔与透明样液腔接触，所述下检测室内安装有浓度检测信号处理器和浓度检测信号控制电板，所述浓度检测光发射器、浓度检测光接收器和温度探头与浓度检测信号处理器通过信号线连接，所述浓度检测信号控制电板与浓度检测信号处理器通过导线连接，所述检测室壳体封闭端设有导线接口，所述浓度检测信号控制电板经导线接口与电控系统的 PLC控制器电连接。

进一步地，所述分析小屋的另一侧壁内侧固定设置有纯水减压系统，所述纯水减压系统包括罩壳、纯水管路、设置于纯水管路两端的纯水进水口和纯水出水口以及自纯水进水口至纯水出水口依次设置于纯水管路上的纯水减压阀、纯水过滤器，所述纯水减压阀上安装有纯水压力表，所述纯水出水口与纯水接口外端连接。

进一步地，所述主机箱一侧的分析小屋的后壁内侧上部还设置有正压保护装置，所述正压保护装置为氮气保护装置。

本发明还提供了一种高精度过碱量在线检测方法，包括以下步骤：

（1）启动正压保护装置即氮气保护装置，分析小屋处于氮气保护中，启动防爆接线盒总电源，预处理过滤装置、分析仪主机通电，显示屏即触模屏启动，点击显示屏任意位置，开始下一步，循环开始，排料泵与排料三通电磁阀打开，通过排料三通电磁阀的排料常开接口连通的试样杯排料接口，排除过碱量检测器试样杯中的废液，第一预处理三通电磁阀、第二预处理三通电磁阀、真空泵同时打开，此时为反冲空气到预处理过滤器即膜管过滤器，进行泥沙等杂质清理，清理结束后关闭第一预处理三通电磁阀、第二预处理三通电磁阀；

（2）真空泵继续处于工作状态，通过预处理过滤器即膜管过滤器吸入溶液，溶液进入浓度检测器检测温度和浓度并传输到PLC控制器，再进入预处理过滤装置的预处理罐，预处理罐上的内部液位开关启动，达到液位时，液位开关信号经预处理控制电板输送到PLC控制器，PLC控制器通过预处理控制电板控制第一预处理三通电磁阀、第二预处理三通电磁阀工作，开始反冲溶液到膜管过滤器，排掉预处理罐中的部分多余溶液；

（3）预处理罐中的多余溶液排掉后，进料装置即进料泵工作，将预处理罐中的溶液吸入过碱量检测器的试样杯中，同时试样杯底部磁力搅拌机打开，先清洗过碱量检测器试样杯，进料装置即进料泵关闭，然后排料装置即排料泵和排料三通电磁阀打开，排掉过碱量检测器试样杯中的溶液，进料泵再打开，预处理罐中的溶液经过进料泵进入过碱量检测器试样杯，排料三通电磁阀的排料常闭接口打开，排料泵打开，对试样杯中的溶液进行定量，待过碱量检测器试样杯中溶液液位达到工艺要求时排料三通电磁阀的排料常闭接口、排料泵同时关闭，测试仪即光电检测器记录试样杯内溶液光度值，第一试剂泵通过与之连通的试剂滴加接口向溶液中加入酚酞，试样杯内溶液变为红色，微量加料装置通过与之连通的试剂滴加接口向溶液中滴定盐酸并记录滴定量，当溶液中氢氧化钠完全被中和时，试样杯内溶液变为无色，光电检测器记录光度值，通过PLC控制器计算得到氢氧化钠含量值，氢氧化钠完全被中和，碳酸钠转化成碳酸氢钠，光电检测器记录此时试样杯内溶液光度值，第二试剂泵加入甲基橙，试样杯溶液变为橙色，微量加料装置再滴定盐酸并记录滴定量，当碳酸氢钠被完全中和时，试样杯内溶液变红色，光电检测器记录光度值，通过PLC控制器计算得到碳酸钠含量值，检测结束，真空泵打开，第三预处理三通电磁阀打开，纯水减压系统中的纯水进入预处理罐，再经进料泵进入过碱量检测器试样杯，用纯水清洗过碱量洗检测器。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）通过在过碱量检测器前设置预处理过滤装置，对待测溶液进行预处理，不仅延长了设备使用寿命，降低了生产成本，更重要的是提高了检测精度，尤其是与光电检测器的配合使用，使检测精度由原来的0.02g/L提高到0.002g/L，保证了生产的产品的纯度，大大降低了生产成本。

（2）通过设置两个试剂泵，加入不同试剂，同时分别检测氢氧化钠和碳酸钠含量，提高了效率，解决了原来人工检测耗时长，检测过程复杂，成本高的问题。

（3）采用PLC控制器对各个节点进行控制，并配备触模板，对各个环节操作实现自动化操作，实现了在线检测的全自动化、智能化，大大提高了检测效率，大大缩短了产品生产周期，降低了产品生产成本。

（4）预处理过滤器采用膜管过滤器，膜管为聚四氟乙烯膜管，柱状滤芯为柱状海绵，光电检测器采用碳纤维保护壳，整体分析小屋采用氮气保护，有效防止了元器件的腐蚀与损耗，大大延长了检测设备的使用寿命， 同时也保证了仪器、仪表的正常工作，提高了检测精度。

（5）预处理过滤装置同时设置有浓度检测器，实现了一机多用，大大节约了客户的占用空间和设备投资，进一步提高了产品生产效率。

（6）系统配有纯水碱压系统对检测器进行清洗，更好地防止已测溶液的残余，进一步提高了检测精度，同时也有效保护了设备。

附图说明

图1为本申请实施例提供的分析小屋处于打开状态的一种高精度过碱量在线分析系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的分析小屋处于打开状态时从侧面观察的一种高精度过碱量在线分析系统的结构示意图；

图3为图1中主机箱前盖处于打开状态时从正面观察的分析仪主机的结构示意图；

图4为图1中主机箱后盖处于打开状态时从后面观察的分析仪主机的结构示意图；

图5为图3中安装有测试仪、磁力磁拌机的试样杯的透视图；

图6为图3中微量加料装置的结构示意图；

图7为图6微量加料装置的左视图；

图8为图3中测试仪的结构示意图；

图9为图1中预处理过滤装置的预处理箱的分解图；

图10为图9中预处理罐的剖视图；

图11为图1中预处理过滤装置的预处理过滤器的剖视图；

图12为图1中纯水减压系统的结构示意图；

图13为图12纯水减压系统的分解图；

图14为图1中浓度检测器的剖视图。

图1-14中，机架1，分析小屋2，预处理过滤装置21，预处理箱211，预处理箱壳体2111，预处理操作面板2112，预处理阀组2113，预处理阀座21131，预处理排气接口211311，预处理过滤器接口211312，预处理吸气接口211313，纯水接口211314，预处理排空接口211315，第一预处理三通电磁阀21132，第二预处理三通电磁阀21133，第三预处理三通电磁阀21134，预处理罐2114，预处理罐进气接口21141，预处理出料接口21142，液位开关21143，定量管21144，溢液孔21145，真空泵2115，真空泵吸气接口21151，真空泵排气接口21152，预处理控制电板2116，预处理过滤器212，柱状滤芯2121，膜管2122，滤液腔2123，管接头2124，分析仪主机22，主机箱221，主机箱前盖2211，电源开关22111，USB接口22112，主机箱后盖2212，分析仪面板2213，显示屏222，分析系统223，过碱量检测器2231，试样杯22311，杯盖223111，试样杯进料接口223112，试样杯排料接口223113，试样杯定量接口223114，试剂滴加接口223115，测试仪安装接口223116，试样杯排空口223117，测试组件22312，试剂滴加装置223121，微量加料装置2231211，支架22312111，第一竖板223121111，上横板223121112，下横板223121113，微量三通阀组22312112，微量三通阀座223121121，微量三通电磁阀223121122，微量进料机构22312113，微量进料器223121131，微量进料器接口2231211311，推杆2231211312，微量进料器固定座223121132，升降块223121133，立柱223121134，丝杠223121135，第一同步轮223121136，微量加料驱动机构22312114，PCB电板223121141，步进电机223121142，步进电机控制器223121143，升降块限位装置223121144，支撑杆223121145，光电感应开关223121146，第二同步轮223121147，同步带223121148，第一试剂泵2231212，第二试剂泵2231213，测试仪223122，光电检测器保护壳2231221，光电检测器光发射装置2231222，光电检测器光发射器22312221，发射导光纤维22312222，光电检测器光接收装置2231223，光电检测器光接收器22312231，接收导光纤维22312232，置液槽2231224，测试仪接线座223123，磁力搅拌机22313，搅拌子223131，进料装置2232，排料装置2233，排料泵22331，排料三通电磁阀22332，电控系统224，电源模块2241，第一分电源22411，第二分电源22412，接线电板2242，主控制电板2243，PLC控制器2244，纯水减压系统23，罩壳231，纯水管路232，纯水进水口2321，纯水出水口2322，纯水减压阀233，纯水过滤器234，纯水压力表235，浓度检测器24，样液室241，样液室壳体2411，样液室进料接口2412，样液室出料接口2413，上圆环形凸台2414，上隔板2415，棱镜孔24151，温度探头孔24152，透明样液腔2416，检测室242，检测室壳体2421，下圆环形凸台2422，下隔板2423，上检测室2424，棱镜24241，浓度检测光发射器24242，浓度检测光接收器24243，温度探头24244，下检测室2425，浓度检测信号处理器24251，浓度检测信号控制电板24252，卡箍243，导线接口244，正压保护装置25，防爆接线盒3。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

在本实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“前”、“后”、“上方”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本具体实施方式中如未特别说明部件之间的连接或固定方式，其连接或固定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓固定或钉销固定，或销轴连接等方式，因此，在本实施例中不在详述。

如图1所示，一种高精度过碱量在线分析系统，包括机架1，机架1上固定有分析小屋2，分析小屋2设有分析小屋后壁、分析小屋前盖，分析小屋左右两侧壁和分析小屋上下两底壁，分析小屋2内部固定有用于对溶液进行预处理的预处理过滤装置21和用于检测溶液中碱含量的分析仪主机22。

如图1-14所示，分析仪主机22包括主机箱221，主机箱221固定于分析小屋2后壁内侧，主机箱221设有主机箱前盖2211和主机箱后盖2212，主机箱221通过主机箱后盖2212固定于分析小屋2的后壁内侧而固定于分析小屋2内，主机箱221上设置有显示屏222，显示屏222设置于主机箱前盖2211上，为更加便于操作，显示屏222采用触摸屏，主机箱前盖2211侧面还设有电源开关22111和USB接口22112，主机箱221内设置有分析仪面板2213，分析仪面板2213设置于主机箱前盖2211和主机箱后盖2212之间，四边固定于主机箱221上、下底壁和左右两侧壁，主机箱221内固定设置有分析系统223和电控系统224。

电控系统224包括电源模块2241、接线电板2242、主控制电板2243、PLC控制器2244，电源模块2241、接线电板2242、PLC控制器2244固定于主机箱后盖2212内侧，主控制电板2243固定于分析仪面板2213后侧，分析小屋2的一侧壁外侧还固定有防爆接线盒3，防爆接线盒3通过线缆经分析仪主机22内的电控系统224的接线电板2242与电源模块2241相连。

显示屏222、接线电板2242、主控制电板2243与PLC控制器2244通过导线电连接，电源模块2241包括两个DC24V分电源即第一分电源22411与第二分电源22412，第一分电源22411与显示屏222通过导线电连接，第二分电源22412经设置于主机箱前盖2211侧面的电源开关22111与接线电板2242电连接，USB接口22112与显示屏222通过导线电连接。

电控系统224与分析系统223电连接。

分析系统223包括过碱量检测器2231、进料装置2232、排料装置2233，过碱量检测器2231包括试样杯22311和测试组件22312。

试样杯22311固定于分析仪面板2213前侧，试样杯22311设有杯盖223111，杯盖223111上设有试样杯进料接口223112、试样杯排料接口223113、试样杯定量接口223114、试剂滴加接口223115和测试仪安装接口223116、试样杯排空口223117，为了方便安装与维护，杯盖223111上的试样杯进料接口223112、试样杯排料接口223113、试样杯定量接口223114、试剂滴加接口223115均采用快速接头连接料管的结构，料管插入试样杯22311内，其中试样杯排料接口223113连接的料管插入试样杯22311底部，试样杯进料接口223112、试样杯定量接口223114、试剂滴加接口223115连接的料管位于试样杯2231中下部，快速接头均设置于杯盖223111上。

为增加待测溶液的均匀度，以及使加入的试剂更加均匀，检测结果更准确，过碱量检测器2231还设置有磁力搅拌机22313，磁力搅拌机22313设置于过碱量检测器试样杯22311的底部，磁力搅拌机22313与主控制电板2243通过导线电连接，磁力搅拌机22313设置有搅拌子223131，搅拌子223131设置于试样杯22311底部，搅拌子223131为带磁搅拌子，通过带磁搅拌子223131使试样杯22311内的溶液产生搅拌。

测试组件22312包括试剂滴加装置223121和测试仪223122，试剂滴加装置223121包括微量加料装置2231211和第一试剂泵2231212、第二试剂泵2231213，试剂滴加装置223121设有试剂输入端和试剂输出端，试剂滴加装置223121试剂输入端向试剂滴加装置223121中输送试剂，试剂滴加装置223121试剂输出端从试剂滴加装置223121中输出试剂，微量加料装置2231211包括支架22312111、微量三通阀组22312112、微量进料机构22312113和微量加料驱动机构22312114，支架22312111包括第一竖板223121111和相互平行且垂直固定于第一竖板223121111同一侧的上横板223121112与下横板223121113，第一竖板223121111设置于试样杯22311上方另一侧的分析仪面板2213上且贴合固定于分析仪面板2213前侧，微量三通阀组22312112包括固定于第一竖板223121111一侧上端的微量三通阀座223121121和安装于微量三通阀座223121121上并位于第一竖板223121111另一侧的微量三通电磁阀223121122，微量三通电磁阀223121122与上横板223121112、下横板223121113处于第一竖板223121111的同一侧且位于上横板223121112的上方，微量三通电磁阀223121122设有微量常开接口、微量常闭接口和微量公共接口，微量加料装置2231211的试剂输出端为微量三通电磁阀223121122的微量常开接口，微量加料装置2231211的试剂输入端为微量三通电磁阀223121122的微量常闭接口，微量进料机构22312113包括微量进料器223121131、微量进料器固定座223121132、升降块223121133、立柱223121134、丝杠223121135和设置于丝杠223121135顶端的第一同步轮223121136，微量进料器223121131上端固定于微量三通阀座223121121上，微量进料器223121131上端设有微量进料器接口2231211311，微量进料器接口2231211311通过微量三通阀座223121121连通微量三通电磁阀223121122的微量公共接口，微量进料器223121131内部设有推杆2231211312，微量进料器固定座223121132呈L形结构，微量进料器固定座223121132“L”结构的下边与微量进料器推杆2231211312下端固定连接，微量进料器固定座223121132“L”结构的侧边设置于第一竖板223121111的另一侧即上、下横板所在的一侧，立柱223121134固定于靠近第一竖板223121111的支架上横板223121112、下横板223121113之间，升降块223121133穿设于立柱223121134上且可沿立柱223121134上下滑动，升降块223121133的侧面固定于微量进料器固定座223121132的侧边，升降块223121133上还穿设有与立柱223121134平行的丝杠223121135，丝杠223121135与升降块223121133通过螺纹配合，丝杠223121135上、下两端分别设置于支架上横板223121112、下横板223121113上，丝杠223121135上端穿出上横板223121112并设置有第一同步轮223121136，微量加料驱动机构22312114包括PCB电板223121141、步进电机223121142、步进电机控制器223121143和升降块限位装置223121144，PCB电板223121141设置于支架下横板223121113远离第一竖板223121111的一侧内侧，步进电机223121142设置于支架上横板223121112远离第一竖板223121111的一侧内侧，步进电机控制器223121143设置于步机电机223121142下端，步进电机223121142上端穿过上横板223121112设置有第二同步轮223121147，第二同步轮223121147通过同步带223121148与第一同步轮223121136连接，升降块限位装置223121144包括设置于丝杠223121135和步进电机223121142之间、且上、下端分别固定于支架上横板223121112、下横板223121113上并与丝杠223121135平行的支撑杆223121145以及设置于支撑杆223121145上部和下部的光电感应开关223121146，微量三通电磁阀223121122、步进电机223121142、步进电机控制器223121143和光电感应开关223121146与PCB电板223121141通过导线电连接，PCB电板223121141与电控系统224的PLC控制器2244通过导线电连接，第一试剂泵2231212、第二试剂泵2231213的试剂输入端即为第一试剂泵2231212、第二试剂泵2231213的入口，第一试剂泵2231212、第二试剂泵2231213的试剂输出端即为第一试剂泵2231212、第二试剂泵2231213的出口，第一试剂泵2231212、第二试剂泵2231213固定于试样杯22311上方的分析仪面板2213上并分别通过导线连接到电控系统224的接线电板2242。

测试仪223122为光电检测器，测试仪223122即光电检测器包括光电检测器保护壳2231221、光电检测器光发射装置2231222和光电检测器光接收装置2231223，光电检测器光发射装置2231222和光电检测器光接收装置2231223设置于光电检测器保护壳2231221内，光电检测器保护壳2231221为碳纤维管或钛管，光电检测器光发射装置2231222包括光电检测器光发射器22312221和发射导光纤维22312222，本实施例光电检测器光发射器22312221采用发光二极管，光电检测器光接收装置2231223包括光电检测器光接收器22312231和接收导光纤维22312232，本实施例光电检测器光接收器22312231为硅光电池，光电检测器光发射器22312221设置于光电检测器保护壳2231221的中部，光电检测器光接收器22312231设置于光电检测器保护壳2231221的上部，光电检测器保护壳2231221下端密封，光电检测器保护壳2231221下端侧面设置有置液槽2231224，发射导光纤维22312222一端连接光电检测器光发射器22312221，另一端设置于置液槽2231224的下端，接收导光纤维22312232一端连接光电检测器光接收器22312231，另一端设置于置液槽2231224的上端，光电检测器光发射器22312221和光电检测器光接收器22312231通过导线与电控系统224的PLC控制器2244电连接，光电检测器223122一端即设有置液槽2231224的一端也就是测试仪测试端通过测试仪安装接口223116伸入试样杯22311的下部，光电检测器223122另一端即光电检测器光发射器22312221和光电检测器光接收器22312231连接有导线的一端通过安装于分析仪面板2213上的测试仪接线座223123与电控系统224的PLC控制器2244电连接。

进料装置2232为进料泵，进料装置2232固定于分析仪面板2213上，且设置于试样杯22311一侧的分析仪面板2213前侧，为使布置更合理，操作更方便，进料装置2232与微量加料装置2231211分别位于试样杯22311两侧，进料装置2232设有进料装置入口和进料装置出口，进料装置入口和进料装置出口即为进料泵入口和进料泵出口。

排料装置2233包括排料泵22331和排料三通电磁阀22332，排料泵22331设置于进料装置2232上方的分析仪面板2213上，排料泵22331设有排料泵入口和排料泵出口，排料三通电磁阀22332设置于排料泵22331上方的分析仪面板2213上，排料三通电磁阀22332设有排料公共接口、排料常开接口、排料常闭接口，排料泵22331的排料泵入口与排料三通电磁阀22332的排料公共接口通过料管连接，排料装置2233设有排料装置进料端和排料装置出料端，排料装置2233的进料端包括排料三通电磁阀22332的排料常开接口、排料常闭接口，排料装置出料端即为排料泵出口，进料装置2232即进料泵、排料装置2233即排料泵22331和排料三通电磁阀22332与电控系统224的接线电板2242通过导线电连接。

进料装置2232即进料泵出口通过试样杯进料接口223112连通试样杯22311内部，具体是进料泵出口通过料管连接到试样杯进料接口223112的快速接头，再通过连接在快速接头下端的料管连通试样杯22311的中下部，排料装置进料端通过试样杯排料接口223113、试样杯定量接口223114连通试样杯22311内部，具体是排料三通电磁阀22232的排料常开接口通过料管连接到试样杯排料接口223113的快速接头，再通过连接在快速接头下端的料管连通试样杯22311的底部，排料三通电磁阀22332的排料常闭接口通过料管连接到试样杯定量接口223114的快速接头，再通过连接在快速接头下端的料管连通到试样杯22311的中下部，杯盖223111上试剂滴加接口223115为三个，试剂滴加装置223121的试剂输出端通过试剂滴加接口223115连通试样杯22311内部，即微量加料装置2231211和第一试剂泵2231212、第二试剂泵2231213的试剂输出端通过试剂滴加接口223115连通试样杯22311的中下部，具体是：微量三通电磁阀223121122的微量常开接口、第一试剂泵2231212的出口、第二试剂泵2231213的出口分别通过料管连接到三个试剂滴加接口223115的快速接头，再通过连接在快速接头下端的料管连通到试样杯22311的中下部，通过在杯盖223111上设置快速接头与料管的结构就可以很方便地使进料泵出口与试样杯进料接口223112、排料三通电磁阀22332的排料常开接口与试样杯排料接口223113、排料三通电磁阀22332的排料常闭接口与试样杯定量接口223114、微量三通电磁阀223121122的微量常开接口和第一试剂泵2231212、第二试剂泵2231213的出口与试剂滴加接口223115用料管通过快速接头快速连接，使进料泵出口、排料三通电磁阀22332的排料常开接口、排料三通电磁阀22332的排料常闭接口、微量三通电磁阀223121122的微量常开接口和第一试剂泵2231212、第二试剂泵2231213的出口快速连通到试样杯内部，微量加料装置2231211和第一试剂泵2231212、第二试剂泵2231213的试剂输入端连接外部各自的试剂盒，即微量三通电磁阀223121122的微量常闭接口连接外部的盐酸试剂盒，第一试剂泵2231212、第二试剂泵2231213的入口分别连接外部的酚酞和甲基橙试剂盒，测试仪223122即光电检测器的测试端通过测试仪安装接口223116伸入试样杯22311的下部， 排料装置出料端即排料泵22331出口连接外部的废液池。

为了去除待测溶液中的杂质，保证检测精度，在溶液进入分析仪主机22之前，先经预处理过滤装置21过滤处理，预处理过滤装置21包括预处理箱211和预处理过滤器212，预处理箱211包括预处理箱壳体2111，预处理箱壳体2111固定于主机箱221一侧的分析小屋2的后壁内侧，预处理箱壳体2111上设置有预处理操作面板2112，预处理操作面板2112设置于预处理箱壳体2111的前面，预处理操作面板2112上设置有预处理阀组2113，预处理阀组2113包括预处理阀座21131和第一预处理三通电磁阀21132、第二预处理三通电磁阀21133、第三预处理三通电磁阀21134，预处理阀座21131固定于预处理操作面板2112上，预处理阀座21131上设有预处理排气接口211311、预处理过滤器接口211312、预处理吸气接口211313、纯水接口211314和预处理排空接口211315，第一预处理三通电磁阀21132、第二预处理三通电磁阀21133、第三预处理三通电磁阀21134分别安装于预处理阀座21131中，第一预处理三通电磁阀21132设有第一预处理公共接口、第一预处理常闭接口和第一预处理常开接口，第二预处理三通电磁阀21133设有第二预处理公共接口、第二预处理常闭接口和第二预处理常开接口，第三预处理三通电磁阀21134设有第三预处理公共接口、第三预处理常闭接口和第三预处理常开接口，第一预处理常闭接口与第二预处理常开接口通过密闭流道相连，预处理阀座21131上的预处理排气接口211311的内端与连接第一预处理常闭接口与第二预处理常开接口的密闭流道连通，第一预处理常开接口与第二预处理常闭接口通过密闭流道相连，预处理阀座21131上的预处理吸气接口211313的内端与连接第一预处理常开接口与第二预处理常闭接口的密闭流道连通，第一预处理公共接口与预处理阀座21131上的预处理过滤器接口211312的内端相连，第二预处理公共接口与第三预处理公共接口通过密闭流道相连，第三预处理常开接口与预处理阀座21131上的预处理排空接口211315的内端相连，第三预处理常闭接口与预处理阀座21131上的纯水接口211314的内端连接，预处理箱壳体2111外一侧设置有预处理罐2114，预处理罐2114的顶部设置有预处理罐进气接口21141，预处理罐进气接口21141与预处理阀座21131上的预处理过滤器接口211312的外端通过料管连接，预处理罐2114的底部设置有预处理出料接口21142，预处理出料接口21142与分析仪主机22的进料装置2232入口通过料管连接，即预处理过滤装置21的预处理出料接口21142与进料装置2232即进料泵入口通过料管连接，预处理罐2114内设置有液位开关21143和定量管21144，液位开关21143设置于预处理罐2114的顶部内侧，定量管21144上端设置有溢液孔21145，定量管21144设有溢液孔21145的上端设置于预处理罐2114内的中上部，并且溢液孔21145位置略低于液位开关21143，定量管21144下端设置于预处理罐2114底部，并与预处理过滤器212通过料管连通，预处理过滤器212置于外部的溶液流通池中，为提高过滤效果，预处理过滤器212采用膜管过滤器，膜管过滤器212包括柱状滤芯2121和膜管2122，为提高耐腐蚀、耐温性能以及达到更好的过滤效果，柱状滤芯2121采用柱状海绵，膜管2122采用聚四氟乙烯膜管，膜管2122套于柱状滤芯2121上，在膜管2122内壁和柱状滤芯2121外壁之间设有滤液腔2123，膜管2122的一端与柱状滤芯2121的一端绑扎在一起并封闭，膜管2122的另一端与柱状滤芯2121的另一端固定连接在同一个管接头2124的一端，管接头2124的另一端与预处理罐2114底部的定量管21144下端通过料管连接，为方便操作，预处理罐2114底部可以先设置一个快速接头，定量管21144下端先连接到快速接头内端，管接头2124的另一端通过料管快速连接到快速接头的外端，预处理箱壳体2111内上部固定设置有真空泵2115，真空泵2115设置有真空泵吸气接口21151与真空泵排气接口21152，真空泵吸气接口21151与真空泵排气接口21152设置于预处理操作面板2112上，作为较好的实施方式，操作面板2112上设有两个通孔，真空泵吸气接口21151与真空泵排气接口21152分别穿过一个通孔固定于操作面板2112上，真空泵吸气接口21151与预处理阀座21131上的预处理吸气接口211313的外端通过料管相连，真空泵排气接口21152与预处理阀座21131上的预处理排气接口211311的外端通过料管相连，预处理箱壳体2111内还固定有预处理控制电板2116，预处理控制电板2116固定于预处理箱壳体2111的侧壁内侧，液位开关21143、真空泵2115与预处理控制电板2116通过导线电连接，第一预处理三通电磁阀21132、第二预处理三通电磁阀21133以并联方式连接到预处理控制电板2116，第三预处理三通电磁阀21134与预处理控制电板2116直接电连接，预处理控制电板2116与电控系统224的接线电板2242通过导线电连接。

为了对过碱量检测器试样杯22311进行清洗，以去除残余杂质，提高检测精度，分析小屋2的另一侧壁内侧固定设置有纯水减压系统23，为布置更加合理，纯水减压系统23设置于靠近预处理过滤装置21的分析小屋2的侧壁内侧，纯水减压系统23包括罩壳231、纯水管路232、设置于纯水管路232两端的纯水进水口2321和纯水出水口2322以及自纯水进水口2321至纯水出水口2322依次设置于纯水管路232上的纯水减压阀233、纯水过滤器234，纯水减压阀233上安装有纯水压力表235，纯水出水口2322与预处理阀座21131上的纯水接口211314的外端通过料管连接。

为节约空间，达到一机多用，分析小屋2内在预处理箱211和预处理过滤器212之间还设置有浓度检测器24，浓度检测器24位于主机箱221外并设置于主机箱22下方一侧的分析小屋2的后侧壁内侧，浓度检测器24包括样液室241和检测室242，样液室241包括样液室壳体2411，样液室壳体2411呈圆筒状且一端封闭一端开口，样液室壳体2411封闭端底面设有样液室进料接口2412和样液室出料接口2413，此时，预处理过滤器212就与样液室进料接口2412的上端通过料管相连，即预处理过滤器212的管接头2124上端与样液室进料接口2412上端通过料管连接，而样液室出料接口2413上端则与预处理罐2114底部的定量管21144下端通过料管连接，样液室壳体2411开口端的外圆环面上设有上圆环形凸台2414，样液室壳体2411内孔呈阶梯形且开口端的内径较大，样液室壳体2411内孔的台阶上设有上隔板2415，上隔板2415与样液室壳体2411封闭端底面之间固定有透明样液腔2416，透明样液腔2416固定于上隔板2415的中部，样液室进料接口2412和样液室出料接口2413的下端连通透明样液腔2416，检测室242包括检测室壳体2421，检测室壳体2421呈一端开口一端封闭的圆筒状，侧壁沿轴线方向呈阶梯状，且开口端外径与内径较大，检测室壳体2421外侧壁的台阶处的外径较大的大直径外圆环面上设置有下圆环形凸台2422，样液室壳体2411开口端套设于检测室壳体2421开口端外侧，样液室壳体2411开口端内孔与检测室壳体2421开口端外圆环面紧配合，上圆环形凸台2414与下圆环形凸台2422完全贴合并通过卡箍243固定在一起，且检测室壳体2421开口端顶紧上隔板2415，检测室壳体2421内侧壁的台阶上固设有下隔板2423，下隔板2423将检测室242分成上检测室2424和下检测室2425，检测室壳体2421开口端至下隔板2423为上检测室2424，下隔板2423至检测室壳体2421封闭端为下检测室2425，上检测室2424内设置有棱镜24241、浓度检测光发射器24242、浓度检测光接收器24243和温度探头24244，棱镜24241、浓度检测光发射器24242、浓度检测光接收器24243和温度探头24244固定安装于下隔板2423上，上隔板2415中部设有棱镜孔24151，棱镜24241上表面穿过棱镜孔24151与透明样液腔2416全接触，作为较好的实施方式，透明样液腔2416底面、棱镜24241上表面均为平面，透明样液腔2416底面与棱镜24241上表面完全贴合，浓度检测光发射器24242、浓度检测光接收器24243分别位于棱镜24241两侧且与棱镜24241侧面正对，棱镜24241上与浓度检测光发射器24242、浓度检测光接收器24243所对的两侧面为斜平面，作为较好的一个实施方式，棱镜24241上与浓度检测光发射器24242、浓度检测光接收器24243所对的两侧斜平面与水平面的夹角为45°，浓度检测光发射器24242为发光二极管，浓度检测光接收器24243为硅光电池，上隔板2415上还设有温度探头孔24152，温度探头24244经温度探头孔24152与透明样液腔2416接触，下检测室2425内安装有浓度检测信号处理器24251和浓度检测信号控制电板24252，浓度检测光发射器24242、浓度检测光接收器24243和温度探头24244与浓度检测信号处理器24251通过信号线连接，浓度检测信号控制电板24252与浓度检测信号处理器24251通过导线连接，检测室壳体2421封闭端设有导线接口244，浓度检测信号控制电板24252经导线接口244与电控系统224的 PLC控制器2244通过导线电连接。

为保护检测元器件，分析小屋2内还设置有正压保护装置25，正压保护装置25固定于主机箱221一侧的分析小屋2的后壁内侧上部，正压保护装置25为氮气保护装置，在检测一开始就充入氮气，使各部分处于氮气保护之中。

本发明还提供了一种高精度过碱量在线分析方法，包括以下步骤：

（1）启动正压保护装置25即氮气保护装置，分析小屋2处于氮气保护中，启动防爆接线盒3总电源，预处理过滤装置21、分析仪主机22通电，显示屏222即触模屏启动，点击显示屏222任意位置，开始下一步，循环开始，排料泵22331与排料三通电磁阀22332打开，通过排料三通电磁阀22332的排料常开接口连通的试样杯排料接口223113，排除过碱量检测器试样杯22311中的废液，第一预处理三通电磁阀21132、第二预处理三通电磁阀21133、真空泵2115同时打开，此时为反冲空气到预处理过滤器212即膜管过滤器，进行泥沙等杂质清理，清理结束后关闭第一预处理三通电磁阀21132、第二预处理三通电磁阀21133。

（2）真空泵2115继续处于工作状态，通过预处理过滤器212即膜管过滤器吸入溶液，溶液进入浓度检测器24检测温度和浓度并传输到PLC控制器2244，再进入预处理过滤装置21的预处理罐2114，预处理罐2114上的内部液位开关21143启动，达到液位时，液位开关21143信号经预处理控制电板2116输送到PLC控制器2244，PLC控制器2244通过预处理控制电板2116控制第一预处理三通电磁阀21132、第二预处理三通电磁阀21133工作，开始反冲溶液到膜管过滤器，排掉预处理罐2114中的部分多余溶液。

（3）预处理罐2114中的多余溶液排掉后，进料装置2232即进料泵工作，将预处理罐2114中的溶液吸入过碱量检测器2231的试样杯22311中，同时试样杯22311底部磁力搅拌机22313打开，先清洗过碱量检测器试样杯22311，进料装置2232即进料泵关闭，然后排料装置2233即排料泵22331和排料三通电磁阀22332打开，排掉过碱量检测器试样杯22311中的溶液，进料泵2232再打开，预处理罐2114中的溶液经过进料泵2232进入过碱量检测器试样杯22311，排料三通电磁阀22332的排料常闭接口打开，排料泵22331打开，对试样杯22311中的溶液进行定量，待过碱量检测器试样杯22311中溶液液位达到工艺要求时排料三通电磁阀22332的排料常闭接口、排料泵22331同时关闭，测试仪223122即光电检测器记录试样杯内溶液光度值，第一试剂泵2231212通过与之连通的试剂滴加接口223115向溶液中加入酚酞，试样杯22311内溶液变为红色，微量加料装置2231211通过与之连通的试剂滴加接口223115向溶液中滴定盐酸并记录滴定量，当溶液中氢氧化钠完全被中和时，试样杯22311内溶液变为无色，光电检测器记录光度值，通过PLC控制器2244计算得到氢氧化钠含量值，氢氧化钠完全被中和，碳酸钠转化成碳酸氢钠，光电检测器记录此时试样杯22311内溶液光度值，第二试剂泵2231213加入甲基橙，试样杯22311溶液变为橙色，微量加料装置2231211再滴定盐酸并记录滴定量，当碳酸氢钠被完全中和时，试样杯22311内溶液变红色，光电检测器记录光度值，通过PLC控制器2244计算得到碳酸钠含量值，检测结束，真空泵2115打开，第三预处理三通电磁阀21134打开，纯水减压系统23中的纯水进入预处理罐2114，再经进料泵2232进入过碱量检测器试样杯22311，用纯水清洗过碱量洗检测器2231，以防结晶。

作为较优的实施例，所检测的溶液为盐水，所测定的过碱量即为NaOH与Na₂CO₃的含量，本发明可以直接过滤一次盐水并能自动分析NaOH与Na₂CO₃的含量从而达到一次盐水过滤和NaOH与Na₂CO₃的在线检测、分析与监控，减少了人工操作，提高分析精度，大幅度降低生产成本，确保盐水钙镁达标，不会造成盐水钙、镁污染。

当然，以上只是本发明的典型实施例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种高精度过碱量在线分析系统，包括机架，其特征在于：所述机架上固定有分析小屋，所述分析小屋内部固定有用于对溶液进行预处理的预处理过滤装置和用于检测溶液中碱含量的分析仪主机，所述分析仪主机包括主机箱，所述主机箱固定于分析小屋后壁内侧，所述主机箱上设置有显示屏，所述主机箱内设置有分析系统和电控系统，所述分析系统包括过碱量检测器、进料装置、排料装置，所述过碱量检测器包括试样杯和测试组件，所述测试组件包括试剂滴加装置和测试仪，所述试样杯设有杯盖，所述杯盖上设有试样杯进料接口、试样杯排料接口、试样杯定量接口、试剂滴加接口和测试仪安装接口、试样杯排空口，所述进料装置设置有进料装置入口和进料装置出口，所述排料装置设有排料装置进料端和排料装置出料端，所述试剂滴加装置设有试剂输入端和试剂输出端，所述进料装置出口、排料装置进料端、试剂滴加装置试剂输出端分别通过试样杯进料接口、试样杯排料接口、试样杯定量接口、试剂滴加接口连通试样杯内部，所述测试仪测试端通过测试仪安装接口伸入试样杯下部，所述进料装置入口与预处理过滤装置通过料管连接，所述电控系统与预处理过滤装置、显示屏、分析系统电连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度过碱量在线分析系统，其特征在于：所述预处理过滤装置包括预处理箱和预处理过滤器，所述预处理箱包括预处理箱壳体，所述预处理箱壳体固定于主机箱一侧的分析小屋的后壁内侧，所述预处理箱壳体上设置有预处理操作面板，所述预处理操作面板上设置有预处理阀组，所述预处理阀组包括预处理阀座和第一、第二、第三预处理三通电磁阀，所述预处理阀座固定于预处理操作面板上，所述预处理阀座上设有预处理排气接口、预处理过滤器接口、预处理吸气接口、纯水接口和预处理排空接口，所述第一、第二、第三预处理三通电磁阀分别安装于预处理阀座中，所述第一预处理三通电磁阀设有第一预处理公共接口、第一预处理常闭接口和第一预处理常开接口，所述第二预处理三通电磁阀设有第二预处理公共接口、第二预处理常闭接口和第二预处理常开接口，所述第三预处理三通电磁阀设有第三预处理公共接口、第三预处理常闭接口和第三预处理常开接口，所述第一预处理常闭接口与第二预处理常开接口通过密闭流道相连，所述预处理排气接口内端与连接第一预处理常闭接口与第二预处理常开接口的密闭流道连通，所述第一预处理常开接口与第二预处理常闭接口通过密闭流道相连，所述预处理吸气接口内端与连接第一预处理常开接口与第二预处理常闭接口的密闭流道连通，所述第一预处理公共接口与预处理过滤器接口内端相连，所述第二预处理公共接口与第三预处理公共接口通过密闭流道相连，所述第三预处理常开接口与预处理排空接口内端相连，所述第三预处理常闭接口与纯水接口内端连接，所述预处理箱壳体外一侧设置有预处理罐，所述预处理罐顶部设有预处理罐进气接口，所述预处理罐进气接口与预处理过滤器接口外端连接，所述预处理罐底部设有预处理出料接口，所述预处理出料接口与进料装置入口连接，所述预处理罐内设有液位开关和定量管，所述液位开关设置于预处理罐顶部内侧，所述定量管上端设有溢液孔，所述定量管设有溢液孔的上端设置于预处理罐内，所述定量管下端设置于预处理罐底部，并与预处理过滤器通过料管连通，所述预处理箱壳体内上部固定有真空泵，所述真空泵吸气接口与真空泵排气接口设置于预处理操作面板上，所述真空泵吸气接口与预处理吸气接口外端相连，所述真空泵排气接口与预处理排气接口外端相连，所述预处理箱壳体内还固定有预处理控制电板，所述液位开关、真空泵与预处理控制电板电连接，所述第一、第二预处理三通电磁阀并联连接到预处理控制电板，所述第三预处理三通电磁阀与预处理控制电板直接电连接。

3.根据权利要求2所述的一种高精度过碱量在线分析系统，其特征在于：所述预处理过滤器为膜管过滤器，所述膜管过滤器包括柱状滤芯和膜管，所述膜管套于柱状滤芯上，在膜管内壁和柱状滤芯外壁之间设有滤液腔，所述膜管与柱状滤芯的一端绑扎封闭，所述膜管与柱状滤芯的另一端固定连接管接头的一端，所述管接头的另一端与设置于预处理罐底部的定量管下端通过料管连接，所述柱状滤芯为柱状海绵，所述膜管为聚四氟乙烯膜管。

4.根据权利要求3所述的一种高精度过碱量在线分析系统，其特征在于：所述主机箱设有前盖和后盖，所述显示屏设于主机箱前盖上，所述显示屏为触摸屏，所述主机箱前盖侧面设有电源开关和USB接口，所述主机箱内设置有分析仪面板，所述试样杯固定于分析仪面板前侧，所述电控系统包括电源模块、接线电板、主控制电板、PLC控制器，所述电源模块、接线电板、PLC控制器固定于主机箱后盖内侧，所述主控制电板固定于分析仪面板后侧，所述分析小屋的一侧壁外侧固定有防爆接线盒，所述防爆接线盒通过线缆经接线电板与电源模块相连，所述预处理控制电板与接线电板电连接，所述显示屏、接线电板、主控制电板与PLC控制器电连接，所述电源模块包括两个DC24V分电源即第一分电源与第二分电源，所述第一分电源与显示屏电连接，所述第二分电源经设置于主机箱前盖侧面的电源开关与接线电板电连接，所述USB接口与显示屏电连接。

5.根据权利要求4所述的一种高精度过碱量在线分析系统，其特征在于：所述进料装置设置于试样杯一侧的分析仪面板前侧，所述进料装置为进料泵，所述进料装置入口和进料装置出口即为进料泵入口和进料泵出口；

所述排料装置包括排料泵和排料三通电磁阀，所述排料泵设置于进料装置上方的分析仪面板上，所述排料泵设有排料泵入口和排料泵出口，所述排料三通电磁阀设置于排料泵上方的分析仪面板上，所述排料三通电磁阀设有排料公共接口、排料常开接口、排料常闭接口，所述排料泵入口与排料三通电磁阀的排料公共接口通过料管连接，所述排料装置进料端包括排料三通电磁阀的排料常开接口、排料常闭接口，所述排料装置出料端即为排料泵出口，所述进料装置出口即进料泵出口通过试样杯进料接口连通试样杯中下部，所述排料装置进料端通过试样杯排料接口、试样杯定量接口连通试样杯内部，具体为排料装置进料端的排料三通电磁阀的排料常开接口通过试样杯排料接口连通试样杯底部，排料装置进料端的排料三通电磁阀的排料常闭接口通过试样杯定量接口连通试样杯中下部；

所述进料装置、排料装置与电控系统的接线电板电连接。

6.根据权利要求5所述的一种高精度过碱量在线分析系统，其特征在于：所述试剂滴加装置包括微量加料装置和第一试剂泵、第二试剂泵，所述微量加料装置包括支架、微量三通阀组、微量进料机构和微量加料驱动机构，所述支架包括第一竖板和相互平行且垂直固定于第一竖板同一侧的上横板与下横板，所述第一竖板贴合固定于试样杯上方另一侧的分析仪面板前侧，所述微量三通阀组包括固定于第一竖板一侧上端的微量三通阀座和安装于微量三通阀座上并位于第一竖板另一侧的微量三通电磁阀，所述微量三通电磁阀与上横板、下横板处于第一竖板的同一侧且位于上横板的上方，所述微量三通电磁阀设有微量常开接口、微量常闭接口和微量公共接口，所述微量加料装置的试剂输出端为微量三通电磁阀的微量常开接口，所述微量加料装置的试剂输入端为微量三通电磁阀的微量常闭接口，所述微量进料机构包括微量进料器、微量进料器固定座、升降块、立柱、丝杠和设置于丝杠顶端的第一同步轮，所述微量进料器上端固定于微量三通阀座上，所述微量进料器上端设有微量进料器接口，所述微量进料器接口通过微量三通阀座连通微量三通电磁阀的微量公共接口，所述微量进料器内部设有推杆，所述微量进料器固定座呈L形结构，所述微量进料器固定座的下边与推杆下端固定连接，所述微量进料器固定座的侧边设置于第一竖板的另一侧，所述立柱固定于靠近第一竖板的支架上横板、下横板之间，所述升降块滑动穿设于立柱上，所述升降块的侧面固定于微量进料器固定座的侧边，所述升降块上还穿设有与立柱平行的丝杠，所述丝杠与升降块通过螺纹配合，所述丝杠上、下两端分别设置于支架上横板、下横板上，所述丝杠上端穿出上横板并设置有第一同步轮，所述微量加料驱动机构包括PCB电板、步进电机、步进电机控制器和升降块限位装置，所述PCB电板设置于支架下横板远离第一竖板的一侧内侧，所述步进电机设置于支架上横板远离第一竖板的一侧内侧，所述步进电机控制器设置于步机电机下端，所述步进电机上端穿过上横板设置有第二同步轮，并通过同步带与第一同步轮连接，所述升降块限位装置包括设置于丝杠和步进电机之间、且上、下端分别固定于支架上横板、下横板上并与丝杠平行的支撑杆以及设置于支撑杆上部和下部的光电感应开关，所述微量三通电磁阀、步进电机、步进电机控制器和光电感应开关与PCB电板电连接，所述PCB电板与电控系统的PLC控制器电连接，所述第一试剂泵、第二试剂泵的试剂输入端即为第一试剂泵、第二试剂泵的入口，所述第一试剂泵、第二试剂泵的试剂输出端即为第一试剂泵、第二试剂泵的出口，所述第一试剂泵、第二试剂泵固定于试样杯上方的分析仪面板上并分别通过导线连接到电控系统的接线电板；

所述杯盖上试剂滴加接口为三个，所述试剂滴加装置试剂输出端通过试剂滴加接口连通试样杯内部，具体为微量三通电磁阀的微量常开接口、第一试剂泵、第二试剂泵的出口分别通过三个试剂滴加接口连通试样杯中下部。

7.根据权利要求6所述的一种高精度过碱量在线分析系统，其特征在于：所述测试仪为光电检测器，所述测试仪即光电检测器包括光电检测器保护壳、光电检测器光发射装置和光电检测器光接收装置，所述光电检测器光发射装置和光电检测器光接收装置设置于光电检测器保护壳内，所述光电检测器保护壳为碳纤维管或钛管，所述光电检测器光发射装置包括光电检测器光发射器和发射导光纤维，所述光电检测器光接收装置包括光电检测器光接收器和接收导光纤维，所述光电检测器光发射器设置于光电检测器保护壳的中部，所述光电检测器光接收器设置于光电检测器保护壳的上部，所述光电检测器保护壳下端密封，所述光电检测器保护壳下端侧面设有置液槽，所述发射导光纤维一端连接光电检测器光发射器，另一端设置于置液槽的下端，所述接收导光纤维一端连接光电检测器光接收器，另一端设置于置液槽的上端，所述光电检测器光发射器和光电检测器光接收器通过导线与电控系统的PLC控制器电连接，所述光电检测器设有置液槽的一端也就是测试仪测试端通过测试仪安装接口伸入试样杯下部。

8.根据权利要求4所述的一种高精度过碱量在线分析系统，其特征在于：所述过碱量检测器还设置有磁力搅拌机，所述磁力搅拌机设置于过碱量检测器试样杯的底部，所述磁力搅拌机与主控制电板通过导线电连接，所述磁力搅拌机设置有搅拌子，所述搅拌子设置于试样杯底部，所述搅拌子为带磁搅拌子。

9.根据权利要求4所述的一种高精度过碱量在线分析系统，其特征在于：所述预处理箱和预处理过滤器之间还设置有浓度检测器，所述浓度检测器位于主机箱外并设置于主机箱下方一侧的分析小屋的后侧壁内侧，所述浓度检测器包括样液室和检测室，所述样液室包括样液室壳体，所述样液室壳体呈圆筒状且一端封闭一端开口，所述样液室壳体封闭端底面设有样液室进料接口和样液室出料接口，所述预处理过滤器与样液室进料接口上端通过料管连接，所述样液室出料接口上端与预处理罐底部的定量管下端通过料管连接，所述样液室壳体开口端的外圆环面上设有上圆环形凸台，所述样液室壳体内孔呈阶梯形且开口端的内径较大，所述样液室壳体内孔的台阶上设有上隔板，所述上隔板与样液室壳体封闭端底面之间固定有透明样液腔，所述透明样液腔固定于上隔板的中部，所述样液室进料接口和样液室出料接口的下端连通透明样液腔，所述检测室包括检测室壳体，所述检测室壳体呈一端开口一端封闭的圆筒状，侧壁沿轴线方向呈阶梯状，且开口端外径与内径较大，所述检测室壳体外侧壁台阶处的大直径外圆环面上设置有下圆环形凸台，所述样液室壳体开口端套设于检测室壳体开口端外侧，所述样液室壳体开口端内孔与检测室壳体开口端外圆环面紧配合，所述上圆环形凸台与下圆环形凸台完全贴合并通过卡箍固定在一起，且检测室壳体开口端顶紧上隔板，所述检测室壳体内侧壁的台阶上固设有下隔板，所述下隔板将检测室分成上检测室和下检测室，所述检测室壳体开口端至下隔板为上检测室，所述下隔板至检测室壳体封闭端为下检测室，所述上检测室内设置有棱镜、浓度检测光发射器、浓度检测光接收器和温度探头，所述棱镜、浓度检测光发射器、浓度检测光接收器和温度探头固定安装于下隔板上，所述上隔板中部设有棱镜孔，所述棱镜上表面穿过棱镜孔与透明样液腔全接触，所述浓度检测光发射器、浓度检测光接收器分别位于棱镜两侧且与棱镜侧面正对，所述棱镜上与浓度检测光发射器、浓度检测光接收器所对的两侧面为斜平面，所述浓度检测光发射器为发光二极管，所述浓度检测光接收器为硅光电池，所述上隔板上还设有温度探头孔，所述温度探头经温度探头孔与透明样液腔接触，所述下检测室内安装有浓度检测信号处理器和浓度检测信号控制电板，所述浓度检测光发射器、浓度检测光接收器和温度探头与浓度检测信号处理器通过信号线连接，所述浓度检测信号控制电板与浓度检测信号处理器通过导线连接，所述检测室壳体封闭端设有导线接口，所述浓度检测信号控制电板经导线接口与电控系统的 PLC控制器电连接。

10.根据权利要求2所述的一种高精度过碱量在线分析系统，其特征在于：所述分析小屋的另一侧壁内侧固定设置有纯水减压系统，所述纯水减压系统包括罩壳、纯水管路、设置于纯水管路两端的纯水进水口和纯水出水口以及自纯水进水口至纯水出水口依次设置于纯水管路上的纯水减压阀、纯水过滤器，所述纯水减压阀上安装有纯水压力表，所述纯水出水口与纯水接口外端连接。

11.根据权利要求1所述的一种高精度过碱量在线分析系统，其特征在于：所述主机箱一侧的分析小屋的后壁内侧上部还设置有正压保护装置，所述正压保护装置为氮气保护装置。

12.一种高精度过碱量在线检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）启动正压保护装置即氮气保护装置，分析小屋处于氮气保护中，启动防爆接线盒总电源，预处理过滤装置、分析仪主机通电，显示屏即触模屏启动，点击显示屏任意位置，开始下一步，循环开始，排料泵与排料三通电磁阀打开，通过排料三通电磁阀的排料常开接口连通的试样杯排料接口，排除过碱量检测器试样杯中的废液，第一预处理三通电磁阀、第二预处理三通电磁阀、真空泵同时打开，此时为反冲空气到预处理过滤器即膜管过滤器，进行泥沙等杂质清理，清理结束后关闭第一预处理三通电磁阀、第二预处理三通电磁阀；

（2）真空泵继续处于工作状态，通过预处理过滤器即膜管过滤器吸入溶液，溶液进入浓度检测器检测温度和浓度并传输到PLC控制器，再进入预处理过滤装置的预处理罐，预处理罐上的内部液位开关启动，达到液位时，液位开关信号经预处理控制电板输送到PLC控制器，PLC控制器通过预处理控制电板控制第一预处理三通电磁阀、第二预处理三通电磁阀工作，开始反冲溶液到膜管过滤器，排掉预处理罐中的部分多余溶液；

（3）预处理罐中的多余溶液排掉后，进料装置即进料泵工作，将预处理罐中的溶液吸入过碱量检测器的试样杯中，同时试样杯底部磁力搅拌机打开，先清洗过碱量检测器试样杯，进料装置即进料泵关闭，然后排料装置即排料泵和排料三通电磁阀打开，排掉过碱量检测器试样杯中的溶液，进料泵再打开，预处理罐中的溶液经过进料泵进入过碱量检测器试样杯，排料三通电磁阀的排料常闭接口打开，排料泵打开，对试样杯中的溶液进行定量，待过碱量检测器试样杯中溶液液位达到工艺要求时排料三通电磁阀的排料常闭接口、排料泵同时关闭，测试仪即光电检测器记录试样杯内溶液光度值，第一试剂泵通过与之连通的试剂滴加接口向溶液中加入酚酞，试样杯内溶液变为红色，微量加料装置通过与之连通的试剂滴加接口向溶液中滴定盐酸并记录滴定量，当溶液中氢氧化钠完全被中和时，试样杯内溶液变为无色，光电检测器记录光度值，通过PLC控制器计算得到氢氧化钠含量值，氢氧化钠完全被中和，碳酸钠转化成碳酸氢钠，光电检测器记录此时试样杯内溶液光度值，第二试剂泵加入甲基橙，试样杯溶液变为橙色，微量加料装置再滴定盐酸并记录滴定量，当碳酸氢钠被完全中和时，试样杯内溶液变红色，光电检测器记录光度值，通过PLC控制器计算得到碳酸钠含量值，检测结束，真空泵打开，第三预处理三通电磁阀打开，纯水减压系统中的纯水进入预处理罐，再经进料泵进入过碱量检测器试样杯，用纯水清洗过碱量洗检测器。

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