CN113244841B - 基于浓度检测调控的营养液制备系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于浓度检测调控的营养液制备系统，包括：母液罐、清水罐、母液检测室、搅拌釜、药液储罐和中控处理器。本发明通过使用第一图像检测器和第二图像检测器对溶液的颜色进行初步判定，并在后续混合母液和清水时根据母液的颜色和液位的实际高度将第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0设置为对应值，通过设置对应的清晰度标准，能够在搅拌釜混合药液时精准判定药液是否混合均匀，从而提高了本发明所述系统制备的营养液中母液的混合均匀度，从而有效提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

Description

基于浓度检测调控的营养液制备系统

技术领域

本发明涉及浓度检测技术领域，尤其涉及一种基于浓度检测调控的营养液制备系统。

背景技术

现有技术中，在制备营养液的过程中，虽能够根据需求确定指定浓度的营养液，但是在制备过程中，无法精确确定营养液的实际浓度，从而导致制得的营养液浓度过高或过低的情况发生，并引起浓度过高多余的营养无法吸收或浓度过低无法达到预期效果的情况发生，同时，由于制备过程中无法将母液和清水混合均匀，导致药液浓度分布不均，营养液制备效率低。

发明内容

为此，本发明提供一种基于浓度检测调控的营养液制备系统，用以克服现有技术中无法将母液和清水混合均匀导致营养液浓度分布不均匀引起的营养液制备效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于浓度检测调控的营养液制备系统，包括：

母液罐，用以储存母液；

清水罐，用以储存清水；

母液检测室，其与所述母液罐相连，用以接收母液罐输出的母液；在所述母液检测室内部底面设有第一标识，在母液检测室内部顶壁设有第一图像检测器，用以采集第一标识的图像信息，所述母液检测室侧壁设有第一液位检测器，用以检测母液检测室内的液面高度；

搅拌釜，其分别与所述母液检测室以及所述清水罐相连，用以接收母液检测室输出的对应量的母液和清水罐输出的对应量的清水以制备指定浓度的营养液；在所述搅拌釜内部底端的对应位置设有第二标识，在搅拌釜内部的顶端设有第二图像检测器，用以采集第二标识的图像信息；在所述搅拌釜内壁底端还设有用以检测溶液中特定离子浓度的离子浓度检测器和用以检测溶液pH的pH检测器，所述搅拌釜中设有第二液位检测器，用以检测搅拌釜内药液的液位高度；

药液储罐，其与所述搅拌釜相连，用以接收和存储所述搅拌釜输出的制备完成的营养液；

中控处理器，其分别与所述第一图像检测器、第二图像检测器、离子浓度检测器和pH检测器相连，用以在制备营养液时实时检测药液中母液的浓度、在浓度达到预设区间时判定营养液制备完成并将营养液输出至药液储罐；

当所述中控处理器控制所述清水罐将对应量的水输出至搅拌釜内并控制所述母液检测室将对应量的水输出至搅拌釜内时，中控处理器控制所述第二液位检测器检测药液的液位H并根据H确定所述第二图像检测器采集到的第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0；

所述中控处理器设有第一修正系数α1和第二修正系数α2，其中，0＜α1＜α2＜0.5，

当所述中控处理器判定母液为深色溶液时，中控处理器选用α2计算第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0，设定Sb0=Sa×H/h×（1-α2）；

当所述中控处理器判定母液为浅色溶液时，中控处理器选用α1计算第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0，设定Sb0=Sa×H/h×（1-α1）；

当所述中控处理器判定母液为无色溶液时，中控处理器不确定第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0；当所述中控处理器完成对第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0时，中控处理器实时检测所述第二图像检测器采集第二标识的图像信息的清晰度Sb、将Sb与Sb0进行比对并根据比对结果判定药液是否混合均匀：

若0.75×Sb0＜Sb≤1.25×Sb0，所述中控处理器判定药液混合均匀并在判定药液中离子浓度和pH值均达标时判定药液制备完成；

若Sb＞1.25×Sb0，所述中控处理器判定药液混合不均匀并控制搅拌釜内的搅拌桨启动以使搅拌桨将药液混合均匀；

若Sb≤0.75×Sb0且中控处理器判定母液为浅色溶液，所述中控处理器判定药液混合不均匀并控制搅拌釜内的搅拌桨启动以使搅拌桨将药液混合均匀；

若Sb≤0.6×Sb0且中控处理器判定母液为深色溶液，所述中控处理器判定药液混合不均匀并控制搅拌釜内的搅拌桨启动以使搅拌桨将药液混合均匀。

进一步地，当所述中控处理器判定药液混合不均匀时，中控处理器计算清晰度差值△Sb并根据△Sb将所述搅拌桨的转速调节至对应值；

当Sb＞1.25×Sb0时，所述中控处理器设定△Sb=Sb-1.25×Sb0；

当Sb≤0.75×Sb0且中控处理器判定母液为浅色溶液时，所述中控处理器设定△Sb=0.75×Sb0-Sb；

若Sb≤0.6×Sb0且中控处理器判定母液为深色溶液时，所述中控处理器设定△Sb=0.6×Sb0-Sb；

所述中控处理器中还设有第一预设清晰度差值△Sb1、第二预设清晰度差值△Sb2、第一预设转速V1、第二预设转速V2和第三预设转速V3，其中，△Sb1＜△Sb2，V1＜V2＜V3；

当△Sb≤△Sb1时，所述中控处理器将所述搅拌桨的转速调节为V1；

当△Sb1＜△Sb≤△Sb2时，所述中控处理器将所述搅拌桨的转速调节为V2；

当△Sb2＜△Sb≤△Sb3时，所述中控处理器将所述搅拌桨的转速调节为V3；

当所述中控处理器控制所述搅拌桨以对应的转速旋转预设时长t时，中控处理器重新检测所述第二图像检测器采集到的第一标识的图像信息的清晰度Sb’，若Sb’仍不符合上述标准，中控处理器判定药液混合不均匀、计算△Sb’并根据△Sb’重新调节搅拌桨的转速。

进一步地，所述中控处理器根据待调配的营养液浓度确定预设离子浓度区间C0，设定C0（Ca，Cb），其中，Ca为预设最低离子浓度，Cb为预设最高离子浓度，Ca＜Cb，在制备营养液时，所述中控处理器在所述搅拌釜将母液和清水混合均匀时控制所述离子浓度检测器检测混合均匀的药液中对应离子的浓度C、将C与C0区间内的参数进行比对并根据比对结果判定是否需补充母液或清水：

若C≤Ca，所述中控处理器判定药液中离子浓度过低、控制所述母液检测室向所述搅拌釜内输送母液并根据Ca与C之间的差值判定是否对搅拌桨的转速进行调节；

若Ca＜C≤Cb，所述中控处理器判定药液中离子浓度合格并控制所述搅拌釜将药液输出至所述药液储罐；

若C＞Cb，所述中控处理器判定药液中离子浓度过高、控制所述清水罐向所述搅拌釜内输送清水并根据C与Cb之间的差值判定是否对搅拌桨的搅拌时长进行调节。

进一步地，当所述中控处理器判定药液中离子浓度过低并控制所述母液检测室向所述搅拌釜内输送母液时，中控处理器计算药液中实际离子浓度与预设最低离子浓度之间的差值△Ca，设定△Ca=Ca-C，计算完成后，中控处理器根据△Ca值判定需添加的母液的量并判定是否需对搅拌桨的转速进行调节；

所述中控处理器中设有第一预设浓度过低差值△Ca1、第二预设浓度过低差值△Ca2、第一预设转速调节系数r1和第二预设转速调节系数r2，其中，△Ca1＜△Ca2，1＜r1＜r2＜1.5；

当△Ca≤△Ca1时，所述中控处理器控制所述母液检测室将对应量的母液输送至所述搅拌釜、控制所述搅拌桨转动且不对搅拌桨转速进行调节；

当△Ca1＜△Ca≤△Ca2，所述中控处理器控制所述母液检测室将对应量的母液输送至所述搅拌釜、控制所述搅拌桨转动并使用r1对搅拌桨转速进行调节；

当△Ca＞△Ca2，所述中控处理器控制所述母液检测室将对应量的母液输送至所述搅拌釜、控制所述搅拌桨转动并使用r2对搅拌桨转速进行调节；

当所述中控处理器使用rj对预先选定的搅拌桨转速Vi进行调节时，设定j=1，2，i=1，2，3，调节后的搅拌桨转速记为Vi’，设定Vi’=Vi×rj。

进一步地，所述中控处理器判定药液中离子浓度过高并控制所述清水罐向所述搅拌釜内输送清水时，中控处理器计算药液中实际离子浓度与预设最高离子浓度之间的差值△Cb，设定△Cb=C-Cb，计算完成后，中控处理器根据△Cb值判定需添加的清水的量并判定是否需对搅拌桨的搅拌时长进行调节；

所述中控处理器中设有第一预设浓度过高差值△Cb1、第二预设浓度过高差值△Cb2、第一预设时长调节系数β1和第二预设时长调节系数β2，其中，△Cb1＜△Cb2，1＜r1＜r2＜1.5；

当△Cb≤△Cb1时，所述中控处理器控制所述清水罐将对应量的清水输送至所述搅拌釜、控制所述搅拌桨转动且不对搅拌桨的搅拌时长进行调节；

当△Cb1＜△Cb≤△Cb2，所述中控处理器控制所述清水罐将对应量的清水输送至所述搅拌釜、控制所述搅拌桨转动并使用β1对搅拌桨的搅拌时长进行调节；

当△Cb＞△Cb2，所述中控处理器控制所述清水罐将对应量的清水输送至所述搅拌釜、控制所述搅拌桨转动并使用β2对搅拌桨搅拌时长进行调节；

当所述中控处理器使用βj对搅拌桨的搅拌时长t进行调节时，设定j=1，2，调节后的搅拌桨的搅拌时长记为t’，设定t’=t×βj。

进一步地，所述搅拌釜还外接有pH调节罐，在pH调节罐中设有调节液，当所述中控处理器判定搅拌釜内的药液的pH值不符合标准时，中控处理器控制pH调节罐将对应量的调节液输送至搅拌釜；

所述中控处理器中还设有预设pH值P0和预设pH变化差值△P0，当所述中控处理器对药液的pH值是否符合标准进行判定时，中控处理器控制所述pH检测器测得药液的pH值P、将P与P0进行比对，若P≥P0，中控处理器判定药液pH值符合标准，若P＜P0，中控处理器判定药液pH值不符合标准、计算药液pH差值△P并根据△P判定添加调节液后是否需重新检测药液中的离子浓度，设定△P=P0-P，

若△P≤△P0，所述中控处理器判定无需重新检测药液中的离子浓度；

若△P＞△P0，所述中控处理器重新检测药液中的离子浓度并根据测得的浓度值重新判定是否需要向药液中添加母液或清水。

进一步地，所述中控处理器中还设有预设液位差值△H0，当所述母液检测室向所述搅拌釜内输送母液或控制所述清水罐向所述搅拌釜内输送清水时，所述中控处理器控制所述第二液位检测器检测搅拌釜内的液位变化值△H并根据△H判定是否需要重新计算所述第二图像检测器采集到的第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0；

若△H≤△H0，所述中控处理器判定不重新计算Sb0；

若△H＞△H0，所述中控处理器重新计算Sb0并根据重新计算后的清晰度标准重新调节搅拌桨的转速。

进一步地，所述中控处理器中设有预设第一标识清晰度Sa0，当所述中控处理器控制所述母液罐向所述母液检测室输送母液时，中控处理器实时检测所述第一图像检测器采集到的第一标识的图像信息的清晰度Sa，当Sa≤Sa0时，中控处理器控制检测所述第一液位检测器检测母液检测室中母液的液位h并根据h判定母液的颜色种类；

所述中控处理器中设有第一预设母液液位h1和第二预设母液液位h2，其中h1＜h2，

当h≤h1时，所述中控处理器判定母液为深色溶液；

当h1＜h≤h2，所述中控处理器判定母液为浅色溶液；

当h＞h2时，所述中控处理器判定母液为无色溶液。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过使用第一图像检测器和第二图像检测器对溶液的颜色进行初步判定，并在后续混合母液和清水时根据母液的颜色和液位的实际高度将第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0设置为对应值，通过设置对应的清晰度标准，能够在搅拌釜混合药液时精准判定药液是否混合均匀，从而提高了本发明所述系统制备的营养液中母液的混合均匀度，从而有效提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

进一步地，当所述中控处理器判定药液混合不均匀时，中控处理器计算清晰度差值△Sb并根据△Sb将所述搅拌桨的转速调节至对应值，同时，中控处理器会根据Sb与Sb0之间的关系选取对应的系数计算△Sb并根据算得的△Sb值将搅拌桨转速调节至对应值，本发明通过根据母液的颜色种类以及Sb与Sb0之间的关系选用对应的系数计算△Sb，能够使搅拌桨以对应的转速去应对相应的情况，从而在进一步提高了本发明所述系统制备的营养液中母液的混合均匀度的同时，进一步提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

进一步地，所述中控处理器根据待调配的营养液浓度确定预设离子浓度区间C0，在制备营养液时，所述中控处理器在所述搅拌釜将母液和清水混合均匀时控制所述离子浓度检测器检测混合均匀的药液中对应离子的浓度C、将C与C0区间内的参数进行比对并根据比对结果判定是否需补充母液或清水，本发明所述系统通过根据待制备的药液的浓度需求确定对应的浓度区间，同时在药液浓度不符合标准时向搅拌釜内添加对应量的母液或清水，同时，通过根据添加母液或清水的量分别确定是否调节搅拌桨的转速或搅拌时长，能够使搅拌桨针对性的将新添加至搅拌釜内的母液或清水与原有的药液搅拌均匀，在进一步提高了本发明所述系统制备的营养液中母液的混合均匀度的同时，进一步提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

进一步地，当所述中控处理器判定药液中离子浓度过低并控制所述母液检测室向所述搅拌釜内输送母液时，中控处理器计算药液中实际离子浓度与预设最低离子浓度之间的差值△Ca并根据△Ca值判定需添加的母液的量并判定是否需对搅拌桨的转速进行调节，本发明所述系统通过根据药液中实际离子浓度与预设最低离子浓度之间的差值添加对应量的母液，同时，由于母液中的离子浓度高于药液中离子浓度，因此，通过增加搅拌桨的转速能够更加快速地将新添加的母液与原有的药液混合均匀，从而在进一步提高了本发明所述系统制备的营养液中母液的混合均匀度的同时，进一步提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

进一步地，所述中控处理器判定药液中离子浓度过高并控制所述清水罐向所述搅拌釜内输送清水时，中控处理器计算药液中实际离子浓度与预设最高离子浓度之间的差值△Cb并根据△Cb值判定需添加的母液的量并判定是否需对搅拌桨的转速进行调节，本发明所述系统通过根据药液中实际离子浓度与预设最高离子浓度之间的差值添加对应量的清水，同时，由于清水中不含有制备营养液所需的离子，因此，通过增加搅拌桨的搅拌时长能够使新添加的清水与原有的药液混合均匀，从而在进一步提高了本发明所述系统制备的营养液中母液的混合均匀度的同时，进一步提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

进一步地，当所述中控处理器对药液的pH值是否符合标准进行判定时，中控处理器控制所述pH检测器测得药液的pH值P、将P与P0进行比对、在判定药液pH值不符合标准时计算药液pH差值△P并根据△P判定添加调节液后是否需重新检测药液中的离子浓度，本发明所述系统通过在药液pH值不符合标准时根据pH值的差值判定需添加的调节液的量并根据调节液的添加量确定药液内离子浓度是否发生大幅度变化，能够有效避免在调节药液pH值的过程中离子浓度大幅度变化导致制得的营养液浓度不符合标准的情况发生，从而进一步提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

进一步地，当所述母液检测室向所述搅拌釜内输送母液或控制所述清水罐向所述搅拌釜内输送清水时，所述中控处理器控制所述第二液位检测器检测搅拌釜内的液位变化值△H并根据△H判定是否需要重新计算所述第二图像检测器采集到的第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0，本发明所述系统通过根据液位高度的变化判定药液的总量是否超出原有的量的区间，并在判定添加量过高时重新计算Sb0，能够更加精确的对药液中的离子浓度进行精确地监控，进一步提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

进一步地，当所述中控处理器控制所述母液罐向所述母液检测室输送母液时，中控处理器实时检测所述第一图像检测器采集到的第一标识的图像信息的清晰度Sa并在Sa≤Sa0控制检测所述第一液位检测器检测母液检测室中母液的液位h以根据h判定母液的颜色种类，通过针对母液的颜色深浅进行初步判定，能够在后续混合母液和清水时根据母液的颜色和液位的实际高度将第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0设置为对应值，通过设置对应的清晰度标准，能够在搅拌釜混合药液时精准判定药液是否混合均匀，从而提高了本发明所述系统制备的营养液中母液的混合均匀度，从而有效提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

附图说明

图1为本发明所述基于浓度检测调控的营养液制备系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、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。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明所述基于浓度检测调控的营养液制备系统的结构示意图。

本发明所述基于浓度检测调控的营养液制备系统包括：

母液罐1，用以储存母液；

清水罐2，用以储存清水；

母液检测室3，其与所述母液罐1相连，用以接收母液罐1输出的母液；在所述母液检测室3内部底面设有第一标识31，在母液检测室3内部顶壁设有第一图像检测器32，用以采集第一标识31的图像信息，所述母液检测室3侧壁设有第一液位检测器33，用以检测母液检测室3内的液面高度；

搅拌釜4，其分别与所述母液检测室3以及所述清水罐2相连，用以接收母液检测室3输出的对应量的母液和清水罐2输出的对应量的清水以制备指定浓度的营养液；在所述搅拌釜4内部底端的对应位置设有第二标识41，在搅拌釜4内部的顶端设有第二图像检测器42，用以采集第二标识41的图像信息；在所述搅拌釜4内壁底端还设有用以检测溶液中特定离子浓度的离子浓度检测器43和用以检测溶液pH的pH检测器44，所述搅拌釜4中设有第二液位检测器45，用以检测搅拌釜4内药液的液位高度；

药液储罐5，其与所述搅拌釜4相连，用以接收和存储所述搅拌釜4输出的制备完成的营养液；

中控处理器（图中未画出），其分别与所述第一图像检测器32、第二图像检测器42、离子浓度检测器43和pH检测器44相连，用以在制备营养液时实时检测药液中母液的浓度、在浓度达到预设区间时判定营养液制备完成并将营养液输出至药液储罐5；

当所述中控处理器控制所述清水罐2将对应量的水输出至搅拌釜4内并控制所述母液检测室3将对应量的水输出至搅拌釜4内时，中控处理器控制所述第二液位检测器45检测药液的液位H并根据H确定所述第二图像检测器采集到的第二标识41的图像信息的清晰度标准Sb0；

所述中控处理器设有第一修正系数α1和第二修正系数α2，其中，0＜α1＜α2＜0.5，

当所述中控处理器判定母液为深色溶液时，中控处理器选用α2计算第二标识41的图像信息的清晰度标准Sb0，设定Sb0=Sa×H/h×（1-α2）；

当所述中控处理器判定母液为浅色溶液时，中控处理器选用α1计算第二标识41的图像信息的清晰度标准Sb0，设定Sb0=Sa×H/h×（1-α1）；

当所述中控处理器判定母液为无色溶液时，中控处理器不确定第二标识41的图像信息的清晰度标准Sb0；当所述中控处理器完成对第二标识41的图像信息的清晰度标准Sb0时，中控处理器实时检测所述第二图像检测器42采集第二标识41的图像信息的清晰度Sb、将Sb与Sb0进行比对并根据比对结果判定药液是否混合均匀：

若0.75×Sb0＜Sb≤1.25×Sb0，所述中控处理器判定药液混合均匀并在判定药液中离子浓度和pH值均达标时判定药液制备完成；

若Sb＞1.25×Sb0，所述中控处理器判定药液混合不均匀并控制搅拌釜4内的搅拌桨46启动以使搅拌桨46将药液混合均匀；

若Sb≤0.75×Sb0且中控处理器判定母液为浅色溶液，所述中控处理器判定药液混合不均匀并控制搅拌釜4内的搅拌桨46启动以使搅拌桨46将药液混合均匀；

若Sb≤0.6×Sb0且中控处理器判定母液为深色溶液，所述中控处理器判定药液混合不均匀并控制搅拌釜4内的搅拌桨46启动以使搅拌桨46将药液混合均匀。

本发明通过使用第一图像检测器32和第二图像检测器42对溶液的颜色进行初步判定，并在后续混合母液和清水时根据母液的颜色和液位的实际高度将第二标识41的图像信息的清晰度标准Sb0设置为对应值，通过设置对应的清晰度标准，能够在搅拌釜4混合药液时精准判定药液是否混合均匀，从而提高了本发明所述系统制备的营养液中母液的混合均匀度，从而有效提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

具体而言，当所述中控处理器判定药液混合不均匀时，中控处理器计算清晰度差值△Sb并根据△Sb将所述搅拌桨46的转速调节至对应值；

当Sb＞1.25×Sb0时，所述中控处理器设定△Sb=Sb-1.25×Sb0；

当Sb≤0.75×Sb0且中控处理器判定母液为浅色溶液时，所述中控处理器设定△Sb=0.75×Sb0-Sb；

若Sb≤0.6×Sb0且中控处理器判定母液为深色溶液时，所述中控处理器设定△Sb=0.6×Sb0-Sb；

所述中控处理器中还设有第一预设清晰度差值△Sb1、第二预设清晰度差值△Sb2、第一预设转速V1、第二预设转速V2和第三预设转速V3，其中，△Sb1＜△Sb2，V1＜V2＜V3；

当△Sb≤△Sb1时，所述中控处理器将所述搅拌桨46的转速调节为V1；

当△Sb1＜△Sb≤△Sb2时，所述中控处理器将所述搅拌桨46的转速调节为V2；

当△Sb2＜△Sb≤△Sb3时，所述中控处理器将所述搅拌桨46的转速调节为V3；

当所述中控处理器控制所述搅拌桨46以对应的转速旋转预设时长t时，中控处理器重新检测所述第二图像检测器42采集到的第一标识31的图像信息的清晰度Sb’，若Sb’仍不符合上述标准，中控处理器判定药液混合不均匀、计算△Sb’并根据△Sb’重新调节搅拌桨46的转速。

本发明通过根据母液的颜色种类以及Sb与Sb0之间的关系选用对应的系数计算△Sb，能够使搅拌桨46以对应的转速去应对相应的情况，从而在进一步提高了本发明所述系统制备的营养液中母液的混合均匀度的同时，进一步提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

具体而言，所述中控处理器根据待调配的营养液浓度确定预设离子浓度区间C0，设定C0（Ca，Cb），其中，Ca为预设最低离子浓度，Cb为预设最高离子浓度，Ca＜Cb，在制备营养液时，所述中控处理器在所述搅拌釜4将母液和清水混合均匀时控制所述离子浓度检测器43检测混合均匀的药液中对应离子的浓度C、将C与C0区间内的参数进行比对并根据比对结果判定是否需补充母液或清水：

若C≤Ca，所述中控处理器判定药液中离子浓度过低、控制所述母液检测室3向所述搅拌釜4内输送母液并根据Ca与C之间的差值判定是否对搅拌桨46的转速进行调节；

若Ca＜C≤Cb，所述中控处理器判定药液中离子浓度合格并控制所述搅拌釜4将药液输出至所述药液储罐5；

若C＞Cb，所述中控处理器判定药液中离子浓度过高、控制所述清水罐2向所述搅拌釜4内输送清水并根据C与Cb之间的差值判定是否对搅拌桨46的搅拌时长进行调节。

本发明所述系统通过根据待制备的药液的浓度需求确定对应的浓度区间，同时在药液浓度不符合标准时向搅拌釜4内添加对应量的母液或清水，同时，通过根据添加母液或清水的量分别确定是否调节搅拌桨46的转速或搅拌时长，能够使搅拌桨46针对性的将新添加至搅拌釜4内的母液或清水与原有的药液搅拌均匀，在进一步提高了本发明所述系统制备的营养液中母液的混合均匀度的同时，进一步提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

具体而言，当所述中控处理器判定药液中离子浓度过低并控制所述母液检测室3向所述搅拌釜4内输送母液时，中控处理器计算药液中实际离子浓度与预设最低离子浓度之间的差值△Ca，设定△Ca=Ca-C，计算完成后，中控处理器根据△Ca值判定需添加的母液的量并判定是否需对搅拌桨46的转速进行调节；

所述中控处理器中设有第一预设浓度过低差值△Ca1、第二预设浓度过低差值△Ca2、第一预设转速调节系数r1和第二预设转速调节系数r2，其中，△Ca1＜△Ca2，1＜r1＜r2＜1.5；

当△Ca≤△Ca1时，所述中控处理器控制所述母液检测室3将对应量的母液输送至所述搅拌釜4、控制所述搅拌桨46转动且不对搅拌桨46转速进行调节；

当△Ca1＜△Ca≤△Ca2，所述中控处理器控制所述母液检测室3将对应量的母液输送至所述搅拌釜4、控制所述搅拌桨46转动并使用r1对搅拌桨46转速进行调节；

当△Ca＞△Ca2，所述中控处理器控制所述母液检测室3将对应量的母液输送至所述搅拌釜4、控制所述搅拌桨46转动并使用r2对搅拌桨46转速进行调节；

当所述中控处理器使用rj对预先选定的搅拌桨46转速Vi进行调节时，设定j=1，2，i=1，2，3，调节后的搅拌桨46转速记为Vi’，设定Vi’=Vi×rj。

本发明所述系统通过根据药液中实际离子浓度与预设最低离子浓度之间的差值添加对应量的母液，同时，由于母液中的离子浓度高于药液中离子浓度，因此，通过增加搅拌桨46的转速能够更加快速地将新添加的母液与原有的药液混合均匀，从而在进一步提高了本发明所述系统制备的营养液中母液的混合均匀度的同时，进一步提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

具体而言，所述中控处理器判定药液中离子浓度过高并控制所述清水罐2向所述搅拌釜4内输送清水时，中控处理器计算药液中实际离子浓度与预设最高离子浓度之间的差值△Cb，设定△Cb=C-Cb，计算完成后，中控处理器根据△Cb值判定需添加的清水的量并判定是否需对搅拌桨46的搅拌时长进行调节；

所述中控处理器中设有第一预设浓度过高差值△Cb1、第二预设浓度过高差值△Cb2、第一预设时长调节系数β1和第二预设时长调节系数β2，其中，△Cb1＜△Cb2，1＜r1＜r2＜1.5；

当△Cb≤△Cb1时，所述中控处理器控制所述清水罐将对应量的清水输送至所述搅拌釜4、控制所述搅拌桨46转动且不对搅拌桨46的搅拌时长进行调节；

当△Cb1＜△Cb≤△Cb2，所述中控处理器控制所述清水罐将对应量的清水输送至所述搅拌釜4、控制所述搅拌桨46转动并使用β1对搅拌桨46的搅拌时长进行调节；

当△Cb＞△Cb2，所述中控处理器控制所述清水罐将对应量的清水输送至所述搅拌釜4、控制所述搅拌桨46转动并使用β2对搅拌桨46搅拌时长进行调节

当所述中控处理器使用βj对搅拌桨46的搅拌时长t进行调节时，设定j=1，2，调节后的搅拌桨46的搅拌时长记为t’，设定t’=t×βj。

本发明所述系统通过根据药液中实际离子浓度与预设最高离子浓度之间的差值添加对应量的清水，同时，由于清水中不含有制备营养液所需的离子，因此，通过增加搅拌桨46的搅拌时长能够使新添加的清水与原有的药液混合均匀，从而在进一步提高了本发明所述系统制备的营养液中母液的混合均匀度的同时，进一步提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

请继续参阅图1所示，本发明所述搅拌釜4还外接有pH调节罐6，在pH调节罐6中设有调节液，当所述中控处理器判定搅拌釜4内的药液的pH值不符合标准时，中控处理器控制pH调节罐6将对应量的调节液输送至搅拌釜4；

所述中控处理器中还设有预设pH值P0和预设pH变化差值△P0，当所述中控处理器对药液的pH值是否符合标准进行判定时，中控处理器控制所述pH检测器44测得药液的pH值P、将P与P0进行比对，若P≥P0，中控处理器判定药液pH值符合标准，若P＜P0，中控处理器判定药液pH值不符合标准、计算药液pH差值△P并根据△P判定添加调节液后是否需重新检测药液中的离子浓度，设定△P=P0-P，

若△P≤△P0，所述中控处理器判定无需重新检测药液中的离子浓度；

若△P＞△P0，所述中控处理器重新检测药液中的离子浓度并根据测得的浓度值重新判定是否需要向药液中添加母液或清水。

本发明所述系统通过在药液pH值不符合标准时根据pH值的差值判定需添加的调节液的量并根据调节液的添加量确定药液内离子浓度是否发生大幅度变化，能够有效避免在调节药液pH值的过程中离子浓度大幅度变化导致制得的营养液浓度不符合标准的情况发生，从而进一步提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

具体而言，所述中控处理器中还设有预设液位差值△H0，当所述母液检测室3向所述搅拌釜4内输送母液或控制所述清水罐2向所述搅拌釜4内输送清水时，所述中控处理器控制所述第二液位检测器45检测搅拌釜4内的液位变化值△H并根据△H判定是否需要重新计算所述第二图像检测器采集到的第二标识41的图像信息的清晰度标准Sb0；

若△H≤△H0，所述中控处理器判定不重新计算Sb0；

若△H＞△H0，所述中控处理器重新计算Sb0并根据重新计算后的清晰度标准重新调节搅拌桨46的转速。

本发明所述系统通过根据液位高度的变化判定药液的总量是否超出原有的量的区间，并在判定添加量过高时重新计算Sb0，能够更加精确的对药液中的离子浓度进行精确地监控，进一步提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

具体而言，所述中控处理器中设有预设第一标识31清晰度Sa0，当所述中控处理器控制所述母液罐1向所述母液检测室3输送母液时，中控处理器实时检测所述第一图像检测器32采集到的第一标识31的图像信息的清晰度Sa，当Sa≤Sa0时，中控处理器控制检测所述第一液位检测器33检测母液检测室3中母液的液位h并根据h判定母液的颜色种类；

所述中控处理器中设有第一预设母液液位h1和第二预设母液液位h2，其中h1＜h2，

当h≤h1时，所述中控处理器判定母液为深色溶液；

当h1＜h≤h2，所述中控处理器判定母液为浅色溶液；

当h＞h2时，所述中控处理器判定母液为无色溶液。

本发明通过针对母液的颜色深浅进行初步判定，能够在后续混合母液和清水时根据母液的颜色和液位的实际高度将第二标识41的图像信息的清晰度标准Sb0设置为对应值，通过设置对应的清晰度标准，能够在搅拌釜4混合药液时精准判定药液是否混合均匀，从而提高了本发明所述系统制备的营养液中母液的混合均匀度，从而有效提高了本发明所述系统的营养液制备效率。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于浓度检测调控的营养液制备系统，其特征在于，包括：

母液罐，用以储存母液；

清水罐，用以储存清水；

母液检测室，其与所述母液罐相连，用以接收母液罐输出的母液；在所述母液检测室内部底面设有第一标识，在母液检测室内部顶壁设有第一图像检测器，用以采集第一标识的图像信息，所述母液检测室侧壁设有第一液位检测器，用以检测母液检测室内的液面高度；

搅拌釜，其分别与所述母液检测室以及所述清水罐相连，用以接收母液检测室输出的对应量的母液和清水罐输出的对应量的清水以制备指定浓度的营养液；在所述搅拌釜内部底端的对应位置设有第二标识，在搅拌釜内部的顶端设有第二图像检测器，用以采集第二标识的图像信息；在所述搅拌釜内壁底端还设有用以检测溶液中特定离子浓度的离子浓度检测器和用以检测溶液pH的pH检测器，所述搅拌釜中设有第二液位检测器，用以检测搅拌釜内药液的液位高度；

药液储罐，其与所述搅拌釜相连，用以接收和存储所述搅拌釜输出的制备完成的营养液；

中控处理器，其分别与所述第一图像检测器、第二图像检测器、离子浓度检测器和pH检测器相连，用以在制备营养液时实时检测药液中母液的浓度、在浓度达到预设区间时判定营养液制备完成并将营养液输出至药液储罐；

当所述中控处理器控制所述清水罐将对应量的水输出至搅拌釜内并控制所述母液检测室将对应量的水输出至搅拌釜内时，中控处理器控制所述第二液位检测器检测药液的液位H并根据H确定所述第二图像检测器采集到的第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0；

所述中控处理器设有第一修正系数α1和第二修正系数α2，其中，0＜α1＜α2＜0.5，

当所述中控处理器判定母液为深色溶液时，中控处理器选用α2计算第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0，设定Sb0=Sa×H/h×（1-α2）；

当所述中控处理器判定母液为浅色溶液时，中控处理器选用α1计算第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0，设定Sb0=Sa×H/h×（1-α1）；

当所述中控处理器判定母液为无色溶液时，中控处理器不确定第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0；当所述中控处理器完成对第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0时，中控处理器实时检测所述第二图像检测器采集第二标识的图像信息的清晰度Sb、将Sb与Sb0进行比对并根据比对结果判定药液是否混合均匀：

若0.75×Sb0＜Sb≤1.25×Sb0，所述中控处理器判定药液混合均匀并在判定药液中离子浓度和pH值均达标时判定药液制备完成；

若Sb＞1.25×Sb0，所述中控处理器判定药液混合不均匀并控制搅拌釜内的搅拌桨启动以使搅拌桨将药液混合均匀；

若Sb≤0.75×Sb0且中控处理器判定母液为浅色溶液，所述中控处理器判定药液混合不均匀并控制搅拌釜内的搅拌桨启动以使搅拌桨将药液混合均匀；

若Sb≤0.6×Sb0且中控处理器判定母液为深色溶液，所述中控处理器判定药液混合不均匀并控制搅拌釜内的搅拌桨启动以使搅拌桨将药液混合均匀；

所述中控处理器中设有预设第一标识清晰度Sa0，当所述中控处理器控制所述母液罐向所述母液检测室输送母液时，中控处理器实时检测所述第一图像检测器采集到的第一标识的图像信息的清晰度Sa，当Sa≤Sa0时，中控处理器控制检测所述第一液位检测器检测母液检测室中母液的液位h并根据h判定母液的颜色种类；

所述中控处理器中设有第一预设母液液位h1和第二预设母液液位h2，其中h1＜h2，

当h≤h1时，所述中控处理器判定母液为深色溶液；

当h1＜h≤h2，所述中控处理器判定母液为浅色溶液；

当h＞h2时，所述中控处理器判定母液为无色溶液。

2.根据权利要求1所述的基于浓度检测调控的营养液制备系统,其特征在于，当所述中控处理器判定药液混合不均匀时，中控处理器计算清晰度差值△Sb并根据△Sb将所述搅拌桨的转速调节至对应值；

当Sb＞1.25×Sb0时，所述中控处理器设定△Sb=Sb-1.25×Sb0；

当Sb≤0.75×Sb0且中控处理器判定母液为浅色溶液时，所述中控处理器设定△Sb=0.75×Sb0-Sb；

若Sb≤0.6×Sb0且中控处理器判定母液为深色溶液时，所述中控处理器设定△Sb=0.6×Sb0-Sb；

所述中控处理器中还设有第一预设清晰度差值△Sb1、第二预设清晰度差值△Sb2、第一预设转速V1、第二预设转速V2和第三预设转速V3，其中，△Sb1＜△Sb2，V1＜V2＜V3；

当△Sb≤△Sb1时，所述中控处理器将所述搅拌桨的转速调节为V1；

当△Sb1＜△Sb≤△Sb2时，所述中控处理器将所述搅拌桨的转速调节为V2；

当△Sb2＜△Sb≤△Sb3时，所述中控处理器将所述搅拌桨的转速调节为V3；

当所述中控处理器控制所述搅拌桨以对应的转速旋转预设时长t时，中控处理器重新检测所述第二图像检测器采集到的第一标识的图像信息的清晰度Sb’，若Sb’仍不符合上述标准，中控处理器判定药液混合不均匀、计算△Sb’并根据△Sb’重新调节搅拌桨的转速。

3.根据权利要求2所述的基于浓度检测调控的营养液制备系统,其特征在于，所述中控处理器根据待调配的营养液浓度确定预设离子浓度区间C0，设定C0（Ca，Cb），其中，Ca为预设最低离子浓度，Cb为预设最高离子浓度，Ca＜Cb，在制备营养液时，所述中控处理器在所述搅拌釜将母液和清水混合均匀时控制所述离子浓度检测器检测混合均匀的药液中对应离子的浓度C、将C与C0区间内的参数进行比对并根据比对结果判定是否需补充母液或清水：

若C≤Ca，所述中控处理器判定药液中离子浓度过低、控制所述母液检测室向所述搅拌釜内输送母液并根据Ca与C之间的差值判定是否对搅拌桨的转速进行调节；

若Ca＜C≤Cb，所述中控处理器判定药液中离子浓度合格并控制所述搅拌釜将药液输出至所述药液储罐；

若C＞Cb，所述中控处理器判定药液中离子浓度过高、控制所述清水罐向所述搅拌釜内输送清水并根据C与Cb之间的差值判定是否对搅拌桨的搅拌时长进行调节。

4.根据权利要求3所述的基于浓度检测调控的营养液制备系统,其特征在于，当所述中控处理器判定药液中离子浓度过低并控制所述母液检测室向所述搅拌釜内输送母液时，中控处理器计算药液中实际离子浓度与预设最低离子浓度之间的差值△Ca，设定△Ca=Ca-C，计算完成后，中控处理器根据△Ca值判定需添加的母液的量并判定是否需对搅拌桨的转速进行调节；

所述中控处理器中设有第一预设浓度过低差值△Ca1、第二预设浓度过低差值△Ca2、第一预设转速调节系数r1和第二预设转速调节系数r2，其中，△Ca1＜△Ca2，1＜r1＜r2＜1.5；

当△Ca≤△Ca1时，所述中控处理器控制所述母液检测室将对应量的母液输送至所述搅拌釜、控制所述搅拌桨转动且不对搅拌桨转速进行调节；

当△Ca1＜△Ca≤△Ca2，所述中控处理器控制所述母液检测室将对应量的母液输送至所述搅拌釜、控制所述搅拌桨转动并使用r1对搅拌桨转速进行调节；

当△Ca＞△Ca2，所述中控处理器控制所述母液检测室将对应量的母液输送至所述搅拌釜、控制所述搅拌桨转动并使用r2对搅拌桨转速进行调节；

当所述中控处理器使用rj对预先选定的搅拌桨转速Vi进行调节时，设定j=1，2，i=1，2，3，调节后的搅拌桨转速记为Vi’，设定Vi’=Vi×rj。

5.根据权利要求4所述的基于浓度检测调控的营养液制备系统,其特征在于，所述中控处理器判定药液中离子浓度过高并控制所述清水罐向所述搅拌釜内输送清水时，中控处理器计算药液中实际离子浓度与预设最高离子浓度之间的差值△Cb，设定△Cb=C-Cb，计算完成后，中控处理器根据△Cb值判定需添加的清水的量并判定是否需对搅拌桨的搅拌时长进行调节；

所述中控处理器中设有第一预设浓度过高差值△Cb1、第二预设浓度过高差值△Cb2、第一预设时长调节系数β1和第二预设时长调节系数β2，其中，△Cb1＜△Cb2，1＜r1＜r2＜1.5；

当△Cb≤△Cb1时，所述中控处理器控制所述清水罐将对应量的清水输送至所述搅拌釜、控制所述搅拌桨转动且不对搅拌桨的搅拌时长进行调节；

当△Cb1＜△Cb≤△Cb2，所述中控处理器控制所述清水罐将对应量的清水输送至所述搅拌釜、控制所述搅拌桨转动并使用β1对搅拌桨的搅拌时长进行调节；

当△Cb＞△Cb2，所述中控处理器控制所述清水罐将对应量的清水输送至所述搅拌釜、控制所述搅拌桨转动并使用β2对搅拌桨搅拌时长进行调节；

当所述中控处理器使用βj对搅拌桨的搅拌时长t进行调节时，设定j=1，2，调节后的搅拌桨的搅拌时长记为t’，设定t’=t×βj。

6.根据权利要求5所述的基于浓度检测调控的营养液制备系统,其特征在于，所述搅拌釜还外接有pH调节罐，在pH调节罐中设有调节液，当所述中控处理器判定搅拌釜内的药液的pH值不符合标准时，中控处理器控制pH调节罐将对应量的调节液输送至搅拌釜；

所述中控处理器中还设有预设pH值P0和预设pH变化差值△P0，当所述中控处理器对药液的pH值是否符合标准进行判定时，中控处理器控制所述pH检测器测得药液的pH值P、将P与P0进行比对，若P≥P0，中控处理器判定药液pH值符合标准，若P＜P0，中控处理器判定药液pH值不符合标准、计算药液pH差值△P并根据△P判定添加调节液后是否需重新检测药液中的离子浓度，设定△P=P0-P，

若△P≤△P0，所述中控处理器判定无需重新检测药液中的离子浓度；

若△P＞△P0，所述中控处理器重新检测药液中的离子浓度并根据测得的浓度值重新判定是否需要向药液中添加母液或清水。

7.根据权利要求6所述的基于浓度检测调控的营养液制备系统,其特征在于，所述中控处理器中还设有预设液位差值△H0，当所述母液检测室向所述搅拌釜内输送母液或控制所述清水罐向所述搅拌釜内输送清水时，所述中控处理器控制所述第二液位检测器检测搅拌釜内的液位变化值△H并根据△H判定是否需要重新计算所述第二图像检测器采集到的第二标识的图像信息的清晰度标准Sb0；

若△H≤△H0，所述中控处理器判定不重新计算Sb0；

若△H＞△H0，所述中控处理器重新计算Sb0并根据重新计算后的清晰度标准重新调节搅拌桨的转速。

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