CN113670665A - 液碱分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液碱分析系统，包括：安装在卸碱车间的液碱分析仪、及与液碱分析仪相连的控制装置。液碱分析仪的输入端与用于盛装待检测分析的液碱的液碱罐连通，液碱分析仪的输出端与用于回收废液的废液回收管连通，液碱分析仪用于对输入的液碱进行取样、称重、稀释、检测分析后获取液碱的质量分数。本发明的液碱分析系统安装在卸碱车间的现场，并直接取卸碱过程中落入液碱罐中的液碱，无人工采样的样液转移过程，采样操作安全，且所采样品质量稳定，整个工作过程中，无需人工采样、称重、稀释、检测分析，自动化程度非常高，不仅极大提高工作效率，且极大的减少了人工采样和人工称量误差而导致的数据分析异常，提高液碱检测分析精度。
Description
技术领域
本发明涉及氧化铝生产制备系统领域，特别地，涉及一种液碱分析系统。
背景技术
液碱作为氧化铝生产制备过程中的物料产品，一般需要从外单位购买，氧化铝厂从外单位购买的液碱一般都通过液碱车运入氧化铝厂，并在专门的卸碱槽中进行卸碱。目前，大多数的氧化铝厂均是在卸碱过程中，人工采集液碱进行留样，再将液碱带回化验室进行分析，分析时，人工在样品瓶中取一定量液碱注入到称量杯中，然后将称量杯放置在天平上进行称量，接着将称量杯加水稀释，再将称量杯放置到滴定仪上搅拌滴定，最后将仪器分析的数据上传至氧化铝厂大宗物料系统，且滴定搅拌完成后需要清洗称量杯。
现有技术中，液碱的采样、留样及检测分析均由人工操作形成，人工参与度高，一方面降低液碱的检测分析效率，另一方面极大地增加了人工采样和人工称量误差而造成的液碱分析数据异常；人的肉眼判断滴定终点，误差较大，准确度低，故而也对液碱的分析结果产生影响；人工清洗称量杯时，人为移动称量杯、清洗过程中带来的传感器震动、称量杯潮湿等均影响称重精度，进而也降低检测分析结果的准确性。
发明内容
本发明提供了一种液碱分析系统，以解决人工操作存在的工作效率低、液碱分析数据异常的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种液碱分析系统，包括：液碱分析仪、及与液碱分析仪相连的控制装置；液碱分析仪的输入端与用于盛装待检测分析的液碱的液碱罐连通，液碱分析仪的输出端与用于回收废液的废液回收管连通，液碱分析仪用于对输入的液碱进行取样、称重、稀释、检测分析后获取液碱的质量分数。
进一步地，液碱分析仪包括取样置换装置、取样装置、称重装置、及滴定分析装置，取样置换装置、取样装置、称重装置及滴定分析装置分别与控制装置相连；取样置换装置的输入端和输出端分别与液碱罐连通，取样置换装置用于容留液碱并使容留的液碱实时流动置换；取样装置用于从取样置换装置中吸取实时流动置换的液碱，并将吸取的液碱滴入称重装置中；称重装置用于盛装由取样装置滴入的液碱，并对盛装的液碱进行称重计量；
滴定分析装置用于对称重计量后的液碱进行稀释、滴定后，获取液碱的质量分数。
进一步地，取样置换装置包括第一泵送器和液碱槽；第一泵送器为一拖二蠕动泵，其具有两个输入端和两个输出端，两个输入端与液碱罐和液碱槽分别连通，两个输出端与液碱罐和液碱槽分别连通，第一泵送器与控制装置相连以供给液碱循环流动的动力；液碱槽包括上端开口的液碱槽本体，液碱槽本体内设有用于容留液碱的容碱腔，液碱槽本体的侧壁上连接有与其容碱腔分别连通的进样管接头和排样管接头，进样管接头的输入端与第一泵送器的进流管连通，排样管接头的输出端与第一泵送器的出流管连通，以使容碱腔内容留的液碱实时流动置换；液碱槽本体的开口端设有用于封隔容碱腔的封隔垫，封隔垫的上方压设有用于将封隔垫向下压紧的压板，压板倒扣于液碱槽本体的开口端上。
进一步地，称重装置包括用于盛装待称重液碱的分析杯、及用于对由分析杯盛装的液碱进行称重计量的称量传感器，称量传感器与控制装置相连，以将称量的液碱重量信息发送给控制装置；取样装置包括用于吸取液碱的取样器、及用于驱动取样器动作的驱动器；取样器连接于驱动器上，驱动器与控制装置相连，控制装置控制驱动器驱动取样器插入液碱槽中，并在取样器取样完成后驱动取样器移动至分析杯的上方；
取样器与控制装置相连，控制装置控制取样器在插入液碱槽后启动以吸取液碱，并在移动至分析杯上方后启动以将吸取的液碱滴入分析杯内。
进一步地，滴定分析装置包括举升构件、及起安装支承作用的安装支架，举升构件与控制装置相连，举升构件用于夹紧分析杯后将分析杯向上举升以脱离称量传感器，安装支架上支设有稀释液供给器、试剂供给器及滴定终点检测构件，稀释液供给器、试剂供给器及滴定终点检测构件分别与控制装置相连；稀释液供给器用于向分析杯内加注稀释液，以将稀释杯内的液碱稀释成适用分析仪器的液碱稀释液；试剂供给器用于向分析杯内滴入反应试剂，以使分析杯内反应形成供控制装置获取液碱质量分数的全反应液；滴定终点检测构件用于检测分析杯内反应溶液的颜色变化，并在颜色为设定颜色时发送反应完成信号给控制装置，控制装置根据接收的反应完成信号控制试剂供给器动作以停止反应试剂的继续滴入；或者，滴定终点检测构件用于检测分析杯内反应溶液的电压变化，并在电压为设定电压时发送反应完成信号给控制装置，控制装置根据接收的反应完成信号控制试剂供给器动作以停止反应试剂的继续滴入。
进一步地，滴定终点检测构件包括光源和光敏传感器，光源和光敏传感器分设于分析杯的相对两侧，且光源和光敏传感器的设置高度低于分析杯内液碱稀释液的设置高度，光敏传感器与控制装置相连；或者滴定终点检测构件包括氧化还原电极，氧化还原电极连接于安装支架上且与控制装置相连，氧化还原电极的下端由分析杯的开口端竖直插入液碱稀释液中；或者滴定终点检测构件包括pH电极，pH电极连接于安装支架上且与控制装置相连，pH电极的下端由分析杯的开口端竖直插入液碱稀释液中。
进一步地，安装支架上还支设有搅拌器和废液外排器，搅拌器和废液外排器分别与控制装置相连；搅拌器的搅拌端由分析杯的开口端竖直插入分析杯内的液碱稀释液中，以用于将分析杯内的反应溶液搅拌均匀；举升构件向上举升分析杯，废液外排器的下端竖直插入分析杯的杯底，以用于将分析杯内的废液向外排出分析杯。
进一步地，液碱分析系统还包括液碱留样仪、及信息采集标记装置及控制装置，液碱留样仪及信息采集标记装置分别与控制装置相连，以在控制装置的控制下分别动作；液碱留样仪的输入端与液碱罐连通，液碱留样仪的输出端设有留样瓶，液碱留样仪用于在液碱分析仪工作的同时，抽取液碱罐中的液碱存入留样瓶中留样以待后续液碱的核查分析；信息采集标记装置用于获取运载液碱的车辆的车辆身份信息、及留样瓶的留样瓶身份信息，并根据车辆身份信息和留样瓶身份信息对留样瓶中的液碱进行标记。
进一步地，液碱留样仪包括第二泵送器、留样瓶、及清洗装置，第二泵送器和清洗装置分别与控制装置相连；第二泵送器的输入端与液碱罐连通，第二泵送器的输出端与留样瓶连通，第二泵送器用于将液碱罐中的液碱泵入留样瓶中；留样瓶用于存装由第二泵送器泵入的液碱以待后续液碱的核查分析；清洗装置分别与第二泵送器和留样瓶连通，以清洗第二泵送器至液碱罐之间的管路或清洗第二泵送器至留样瓶之间的管路。
进一步地，信息采集标记装置包括读卡器和扫描传感器，读卡器和扫描传感器分别与控制装置相连；读卡器用于读取运输液碱的车辆的车辆身份信息，并将读取的车辆身份信息发送给控制装置；扫描传感器用于扫描存装液碱的留样瓶的条码或二维码，以获取留样瓶的留样瓶身份信息，并将获取的留样瓶身份信息发送给控制装置；控制装置将接收的车辆身份信息和留样瓶身份信息进行匹配，以对留样瓶存装的液碱进行标记。
本发明具有以下有益效果：
本发明的液碱分析系统工作时，控制装置控制液碱分析仪工作，液碱从液碱罐中进入液碱分析仪内，液碱分析仪对液碱进行取样，将所取的液碱称重并稀释后，进行检测分析以获取液碱的质量分数。本发明的液碱分析系统安装在卸碱车间的现场，并直接取卸碱过程中落入液碱罐中的液碱，无人工采样的样液转移过程，采样操作安全，且所采样品质量稳定，整个工作过程中，无需人工采样、称重、稀释、检测分析，自动化程度非常高，不仅极大提高工作效率，且极大的减少了人工采样和人工称量误差而导致的数据分析异常，提高液碱检测分析精度。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的液碱分析仪的部分结构示意图；
图2是图1中液碱槽的剖视主视结构示意图；
图3是图1中取样器的第一具体实施例的结构示意图；
图4是图1中取样器的第二具体实施例的结构示意图；
图5是图1中取样器的第三具体实施例的结构示意图；
图6是图1中液碱称重状态示意图；
图7是图1中液碱分析状态示意图。
图例说明
10、液碱槽；101、容碱腔；11、液碱槽本体；12、进样管接头；13、排样管接头；14、封隔垫；15、压板；20、分析杯；30、称量传感器；40、取样器；41、取样针；42、容置体；420、容置腔；43、压力器；44、样液监测件；441、检测电极；442、第一导线；443、第二导线；444、液位传感器；445、透明管；45、连接接头；46、密封件；50、驱动器；60、举升构件；61、直线电机；62、螺杆；63、滑块；64、套圈；70、试剂供给器；80、废液外排器；90、第二泵送器；120、留样瓶；130、清洗装置；131、输送管；132、水泵；133、单向阀；140、液碱罐；150、第一泵送器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
参照图1，本发明的优选实施例提供了一种液碱分析系统，包括：安装在卸碱车间的液碱分析仪、及与液碱分析仪相连的控制装置。液碱分析仪的输入端与用于盛装待检测分析的液碱的液碱罐连通，液碱分析仪的输出端与用于回收废液的废液回收管连通，液碱分析仪用于对输入的液碱进行取样、称重、稀释、检测分析后获取液碱的质量分数。
本发明的液碱分析系统工作时，控制装置控制液碱分析仪工作，液碱从液碱罐中进入液碱分析仪内，液碱分析仪对液碱进行取样，将所取的液碱称重并稀释后，进行检测分析以获取液碱的质量分数。本发明的液碱分析系统安装在卸碱车间的现场，并直接取卸碱过程中落入液碱罐中的液碱，无人工采样的样液转移过程，采样操作安全，且所采样品质量稳定，整个工作过程中，无需人工采样、称重、稀释、检测分析，自动化程度非常高，不仅极大提高工作效率，且极大的减少了人工采样和人工称量误差而导致的数据分析异常，提高液碱检测分析精度。
可选地，如图1-5所示，液碱分析仪包括取样置换装置、取样装置、称重装置、及滴定分析装置，取样置换装置、取样装置、称重装置及滴定分析装置分别与控制装置相连。取样置换装置的输入端和输出端分别与液碱罐连通，取样置换装置用于容留液碱并使容留的液碱实时流动置换。取样装置用于从取样置换装置中吸取实时流动置换的液碱，并将吸取的液碱加入称重装置中。称重装置用于盛装由取样装置加入的液碱，并对盛装的液碱进行称重计量。滴定分析装置用于对称重计量后的液碱进行稀释、滴定后，获取液碱的质量分数。
本可选方案中，取样置换装置包括第一泵送器和液碱槽10。第一泵送器为一拖二蠕动泵，其具有两个输入端和两个输出端，两个输入端与液碱罐和液碱槽分别连通，两个输出端与液碱罐和液碱槽分别连通，第一泵送器与控制装置相连以供给液碱循环流动的动力。具体地，第一泵送器包括与控制装置相连的蠕动泵、连接于蠕动泵上的两根进流管和两根出流管，两根进流管的输入端分别与液碱罐连通，两根进流管的输出端分别与液碱槽10连通，两根出流管的输入端分别与液碱槽10连通，两根出流管的输出端分别与液碱罐连通，液碱罐、进流管、液碱槽及出流管连接形成供液碱实时流动的回路。
本可选方案中，如图2所示，液碱槽10包括上端开口的液碱槽本体11，液碱槽本体11内设有用于容留液碱的容碱腔101，液碱槽本体11的侧壁上连接有与其容碱腔101分别连通的进样管接头12和排样管接头13，进样管接头12的输入端与第一泵送器的进流管连通，排样管接头13的输出端与第一泵送器的出流管连通，以使容碱腔101内容留的液碱实时流动置换。
优选地，液碱槽本体11的开口端设有用于封隔容碱腔101的封隔垫14，由此，通过封隔垫14很好的将容碱腔101与空气隔离，避免容碱腔101中液碱与空气的接触，减少由于和空气中的二氧化碳反应，生成的不溶于液碱且覆盖于液碱表面的的碳酸钠，提高检测的精度。进一步地，为了便于取样针进行刺穿，封隔垫14优选为软质的密封垫。此外，封隔垫14的上方压设有用于将封隔垫14向下压紧的压板15，压板15倒扣于液碱槽本体11的开口端上，以确保封隔垫14不会发生形变，确保封隔垫14上的开孔位置保持不变，进一步减少取样针刺穿时在封隔垫14上留下的孔洞，提高对容碱腔101的密封效果。
本发明液碱槽10的工作原理为：首先，液碱槽10和蠕动泵组成了一个相对密闭的压力系统，在压力系统中，蠕动泵中进流管和出流管的流量相同，因此，在液碱槽10的封隔垫14部位的压力是相对平稳的，也就是说，封隔垫14这个位置，有液体进入到容碱腔101，当容碱腔101充满以后，就会被蠕动泵抽走，不会因为有新的液体进入到容碱腔101而造成腔体过满而从封隔垫14溢出；因此，当蠕动泵不停送样进入腔体，而腔体中的液体又不停被蠕动泵抽出时，这样就保证了腔体内的液碱一直处于更新置换，并且也不会发生从封隔垫14有液碱溢出而和空气反应的问题。由于典型的液碱浓度为48％质量分数，这样的液碱有两个特性，一是粘稠度高，二是液碱跟空气接触时间稍长一点就会和空气中的二氧化碳反应，生成不溶于液碱且覆盖于液碱表面的的碳酸钠。液碱该特性就导致会造成几个问题：粘稠度高，代表流动性差，液碱槽里面的新旧液碱置换速度慢，样品的代表性就比较差；与空气中的二氧化碳发生反应就会导致液碱的浓度降低，对最终的分析影响较大，因此本发明的液碱槽10的结构设计就是为了解决该存在的取样置换速度慢、不均匀，容易和空气发生反应的问题。
本可选方案中，再结合图6和图7所示，称重装置包括用于盛装待称重液碱的分析杯20、及用于对由分析杯20盛装的液碱进行称重计量的称量传感器30，称量传感器30与控制装置相连，以将称量的液碱重量信息发送给控制装置。具体地，分析杯20为无上盖的广口杯，且分析杯20的上端具有呈环形且外凸的限位凸缘。
本可选方案中，如图3-5所示，取样装置包括用于吸取液碱的取样器40、及用于驱动取样器40动作的驱动器50。取样器40连接于驱动器50上，驱动器50与控制装置相连，控制装置控制驱动器50驱动取样器40插入液碱槽10中，并在取样器40取样完成后驱动取样器40移动至分析杯20的上方。取样器40与控制装置相连，控制装置控制取样器40在插入液碱槽10后启动以吸取液碱，并在移动至分析杯20上方后启动以将吸取的液碱加入分析杯20内。本发明的取样装置工作时，液碱首先进入液碱槽10中，然后控制装置控制驱动器50动作，驱动器50驱动取样器40移动以竖直插入液碱槽10中，然后控制装置再控制取样器40启动，取样器40吸取液碱，接着控制装置再控制驱动器50动作，驱动器50驱动取样器40移动至分析杯20的上方，然后控制装置再控制取样器40动作，取样器40将吸取的预定量液碱加入分析杯20中，自此完成液碱的取样。
本可选方案中，如图3-5所示，取样器40包括用于穿透封隔垫14后插入容碱腔101内吸取液碱的取样针41，取样针41的上端连接带有容置腔420的容置体42，容置腔420与取样针41连通以容留由取样针41吸取的液碱。容置腔420还连通有压力器43，压力器43与控制装置相连，通过控制装置控制压力器43动作产生负压，以将液碱由取样针41吸入容置腔420并容留。或者通过控制装置控制压力器43动作产生正压，以将容留于容置腔420的液碱经取样针41推入分析杯20内。容置体42连接有样液监测件44，样液监测件44与控制装置相连，以在容置腔420内的液碱的量达到预设量时，使控制装置控制压力器43保压，进而使取样针41停止吸取液碱。本可选方案的具体实施例中，压力器43为柱塞泵，驱动器50为机械臂，机械臂用于带动取样器40上下左右动作。
取样器40工作时，当取样针41插入液碱槽10的液碱中后，控制装置控制柱塞泵启动以产生负压，液碱槽10中的液碱在负压吸力作用下由取样针41进入容置体42的容置腔420中容留，液碱吸入容置腔420的过程中，样液监测件44实时监测容置腔420中液碱的量，当容置腔420中液碱的量达到预设量时，样液监测件44将结果反馈给控制装置，控制装置控制柱塞泵保压以使取样针41停止吸取液碱，液碱取样完成；当取样针41位于分析杯20的上方时，控制装置控制柱塞泵产生正压，容留于容置腔420中的液碱在该正压力作用下经取样针41被推入分析杯20中。
进一步地，如图3-5所示，取样针41为两端连通的空心管。容置体42固定连接于取样针41的顶部，容置体42的外侧壁上还固定连接有与容置腔420连通的连接接头45。压力器43与连接接头45可拆卸式连接。
本可选方案中，取样器40的第一具体实施例，如图3所示，液碱为具有导电性能的导电溶液。取样针41和/或容置体42为导电体。或者取样针41和/或容置体42内设有导电体。样液监测件44包括安装于容置体42上且与容置体42绝缘连接的检测电极441，检测电极441的第一端伸入容置腔420内，检测电极441的第二端延伸出容置体42并连接有用于导电的第一导线442。样液监测件44还包括与取样针41和/或容置体42上可导电部分相连的第二导线443，第二导线443、第一导线442及控制装置连接形成导电回路，以在容置腔420内的液碱与检测电极441的第一端接触时导电回路连通，进而使控制装置控制压力器43保压使取样针41停止吸取液碱。取样时，当容置腔420中液碱与检测电极441的第一端接触时，由于液碱为具有导电性能的导电溶液，故而液碱、取样针41、第二导线443、检测电极441、第一导线442及控制装置连接形成导电回路，或者液碱、容置体42、第二导线443、检测电极441、第一导线442及控制装置连接形成导电回路，当该导电回路连通时，控制装置控制柱塞泵保压以使取样针41停止吸取液碱，进而实现取样器40吸取定量液碱。
进一步地，容置体42包括上端开口且具有容置腔420的容置体本体，容置体本体的上开口端设有用于封闭容置腔420的密封盖，密封盖为绝缘体。取样针41的上端由容置体本体的底部插入容置腔420内。密封盖上设有安装孔，检测电极441竖直插设于安装孔中且与安装孔过盈配合。检测电极441与密封盖绝缘连接，避免回路短路；检测电极441与密封盖过盈配合连接，即可通过调整检测电极441插入容置腔420的高度而调整液碱的预定量，调整操作简单、灵活，容易实施。
本可选方案中，取样器40的第二具体实施例，如图4所示，容置体42为透明容置体。样液监测件44包括连接于容置体42外侧壁上的液位传感器444，液位传感器444与控制装置相连，以在容置腔420内液碱的高度达到设定高度时发送样液达量信号给控制装置，控制装置根据接收的样液达量信号后控制压力器43保压以使取样针41停止吸取液碱。取样时，当容置腔420中液碱的高度达到设定高度时即表明液碱的量达到预设量，此时，液位传感器444发送样液达量信号给控制装置，控制装置根据接收的样液达量信号后控制柱塞泵保压以使取样针41停止吸取液碱，进而实现取样器40吸取定量液碱。实际使用过程中，只需调整液位传感器444在容置体42上的安装高度即可调整液碱的预设量，调整操作简单、灵活，容易实施。本可选方案中，由于液碱具有粘稠度高、强碱性特性，故而液位传感器444不能设置于与液碱直接接触的位置，本可选方案中，使容置体42为透明容置体，且液位传感器444设置于容置体42的外侧壁上，从而解决该存在的技术问题。
本可选方案中，取样器40的第三具体实施例，如图5所示，样液监测件44包括设置于容置腔420内且透明的透明管445、及连接于容置腔420侧壁上的液位传感器444。取样针41的上端伸入透明管445内以与透明管445连通。液位传感器444与控制装置相连，以在透明管445内液碱的高度达到设定高度时发送样液达量信号给控制装置，控制装置根据接收的样液达量信号后控制压力器43保压以使取样针41停止吸取液碱。取样时，当透明管445中液碱的高度达到设定高度时即表明液碱的量达到预设量，此时，液位传感器444发送样液达量信号给控制装置，控制装置根据接收的样液达量信号后控制柱塞泵保压以使取样针41停止吸取液碱，进而实现取样器40吸取定量液碱。实际使用过程中，只需调整液位传感器444在容置腔420内侧壁上的安装高度即可调整液碱的预设量，调整操作简单、灵活，容易实施。本可选方案中，由于液碱具有粘稠度高、强碱性等特性，故而液位传感器444不能设置于与液碱直接接触的位置，本可选方案中，通过在容置腔420中设置有由透明材料制备形成的透明管445，且液位传感器444设置于容置腔420的内侧壁上，从而解决该存在的技术问题，且相比于液位传感器444设置于容置体42的外侧壁上，液位传感器444设置于容置腔420的内侧壁上时，可有效保护液位传感器444，避免其受到机械损伤。
进一步地，如图5所示，容置腔420与透明管445之间、透明管445与容置体42之间分别设有用于密封的密封件46，密封件46起到顶紧透明管445及气体密封作用。优选地，密封件46由抗液碱腐蚀的材料制备形成。
可选地，如图6和图7所示，滴定分析装置包括举升构件60、及起安装支承作用的安装支架，举升构件60与控制装置相连，举升构件60用于夹紧分析杯20后将分析杯20向上举升以脱离称量传感器，安装支架上支设有稀释液供给器、试剂供给器70及滴定终点检测构件，稀释液供给器、试剂供给器70及滴定终点检测构件分别与控制装置相连。稀释液供给器用于向分析杯20内加注稀释液，以将稀释杯内的液碱稀释成适用分析仪器的液碱稀释液。试剂供给器70用于向分析杯20内加入反应试剂，以使分析杯20内反应形成供控制装置获取液碱质量分数的全反应液。滴定终点检测构件用于检测分析杯20内反应溶液的颜色变化，并在颜色为设定颜色时发送反应完成信号给控制装置，控制装置根据接收的反应完成信号控制试剂供给器70动作以停止反应试剂的继续加入。或者，滴定终点检测构件用于检测分析杯20内反应溶液的电压变化，并在电压为设定电压时发送反应完成信号给控制装置，控制装置根据接收的反应完成信号控制试剂供给器70动作以停止反应试剂的继续滴入。
本发明的滴定分析装置工作时，分析杯20处于如图7所示的分析状态，控制装置控制稀释液供给器动作将稀释液加入分析杯20内，分析杯20内形成液碱稀释液；然后控制装置再控制试剂供给器70动作，试剂供给器70将反应试剂滴入分析杯20中；反应试剂滴入过程中，滴定终点检测构件实时观察分析杯中反应溶液的颜色变化，以在颜色为设定颜色时发送反应完成信号给控制装置，控制装置根据接收的反应完成信号控制试剂供给器70动作以停止反应试剂的继续滴入；或者，滴定终点检测器实时观察分析杯中反应溶液的电压变化，以在电压为设定电压时发送反应完成信号给控制装置，控制装置根据接收的反应完成信号控制试剂供给器动作以停止反应试剂的继续滴入；当分析杯滴定完成后，分析杯中反应生成供控制装置获取液碱的质量分数的全反应液。本发明的滴定分析装置工作时，液碱的稀释、试剂的滴定、试剂滴定终点的判断、及液碱质量分数的获取过程全部自动化进行，不仅提高整个检测、分析效率，且由于整个过程无人工参与，故而检测分析结果稳定、波动范围小，且检测分析结果准确度高，并检测分析人员的劳动强度非常小。
本可选方案中，如图6和图7所示，举升构件60包括直线电机61、螺杆62、滑块63、及套圈64，直线电机61与控制装置相连，螺杆62连接于直线电机61的输出轴上，滑块63套装于螺杆62的外圆上且与螺杆62螺纹连接，套圈64套设于分析杯20的外圆上且与滑块63固定。控制装置控制直线电机61启动，直线电机61驱动螺杆62旋转，螺杆62带动滑块63在其上上下滑动，从而带动套圈64升降，将分析杯20向上举升或使分析杯20落至于称量传感器上，实现分析杯20的两种状态切换。
本可选方案中，稀释液供给器包括用于供给稀释液的柱塞泵、及用于向下竖直插入分析杯20内的稀释液管，柱塞泵与控制装置相连，稀释液管竖直设置于安装支架上。试剂供给器70包括用于供给反应试剂的柱塞泵、及用于向下竖直插入分析杯20内的试剂管，柱塞泵与控制装置相连，试剂管竖直设置于安装支架上。优选地，稀释液管和试剂管在分析杯20处于如图6所示的称重状态时，两者下端均未插入分析杯20内；当分析杯20处于如图7所示的分析状态时，稀释液管和试剂管两者的下端刚好伸入分析杯20内的反应溶液中。
本可选方案中，滴定终点检测构件包括光源和光敏传感器，光源和光敏传感器分设于分析杯20的相对两侧，且光源和光敏传感器的设置高度低于分析杯20内液碱稀释液的设置高度，光敏传感器与控制装置相连。工作时，利用在滴定前和滴定中反应溶液的颜色变化来判断滴定是否达到了滴定终点，在滴定开始时需要对光源和光敏传感器进行基准值校准，在滴定过程中，硬件电路实时采集光敏传感器的信号值，信号值发生剧烈变化，或者突然增大或者突然减小，或者根据变化幅度超过预设值，硬件电路可根据这些变化情况判断滴定是否到达终点，从而决定是否停止滴定或者继续。或者
滴定终点检测构件包括氧化还原电极，氧化还原电极连接于安装支架上且与控制装置相连，氧化还原电极的下端由分析杯20的开口端竖直插入液碱稀释液中。或者滴定终点检测构件包括PH电极，PH电极连接于安装支架上且与控制装置相连，PH电极的下端由分析杯20的开口端竖直插入液碱稀释液中。如果采用氧化还原电极或者pH电极等电极传感器，是根据插入反应溶液中电极传感器输出的电压值变化来进行判断是否到达终点，滴定开始时，硬件电路采集电极传感器的电压值做为基准，开始滴定后实时采集电极传感器的电压信号值，根据电压信号是否达到预设值或者变化速度大于预设值等数据来判断终点是否到达。优选地，氧化还原电极和PH电极两者在分析杯20处于如图6所示的称重状态时，两者下端均未插入分析杯20内；当分析杯20处于如图7所示的分析状态时，氧化还原电极和PH电极两者的下端刚好伸入分析杯20内的反应溶液中。液碱进行一定稀释后，采用酸碱滴定原理，以光电检测传感器信号检测作为终点判断，比人眼分辨更加准确，减少了滴定误差。
本可选方案中，安装支架上还支设有搅拌器和废液外排器80，搅拌器和废液外排器80分别与控制装置相连。搅拌器的搅拌端由分析杯20的开口端竖直插入分析杯20内的液碱稀释液中，以用于将分析杯20内的反应溶液搅拌均匀。具体地，搅拌器包括与安装支架固定的搅拌电机、及与搅拌电机相连的搅拌杆，搅拌电机与控制装置相连，搅拌杆的下端竖直向下插入分析杯的反应溶液中。滴定检测的精度还跟搅拌是否均匀平稳有直接关系，在分析杯固定的情况下，当滴定终点检测装置为光源和光敏传感器时，搅拌杆底端连接的搅拌叶轮的位置不能影响滴定终点检测器的光路检测，因此，搅拌叶轮只能悬于光路上方或沉于光路下面，搅拌叶轮的位置应该尽量离光路近一些，但不影响光路为最佳。
本可选方案中，如图6和图7所示，举升构件60向上举升分析杯20，废液外排器80的下端竖直插入分析杯20的杯底，以用于将分析杯20内的废液向外排出分析杯20。具体地，废液外排器80包括废液外排管及抽吸泵，外排管竖直固定于安装支架上，且外排管的下端在分析杯处于如图7所示的分析状态时，伸入分析杯20的杯底，抽吸泵与控制装置相连，抽吸泵用于将分析杯20内的废液向外排出分析杯20。
如图6和图7所示，分析杯有两种状态，一种是在称量液碱时的称重状态，一种是称量结束后的分析状态，分析杯两种状态的原因：A、由于称量传感器30为精密传感器，如果在秤盘上一直有重物，那么长时间就会导致称量传感器30形变不恢复而导致传感器不准确；B、由于分析杯20中有液体进入进行分析，并且需要排空，那就需要有专门固定的外排管设置在离分析杯底较近的位置，外排管的位置设置不能直接与分析杯底部进行接触，因为接触就会因为称重而影响分析结果，如果外排管距离的较远，那么排空的效果就不好，如果离的比较近但又不接触底部，那么也会因为液体有毛细现象而导致外排管与分析杯底部有液体粘连。因此，如图7所示，称量状态时，分析杯接触称量传感器，外排管因为离分析杯底部有较远距离而不会出现粘连现象，分析状态又因为分析杯往上提高了一定距离而又可以进行排空。
可选地，如图1所示，液碱分析系统还包括液碱留样仪、及信息采集标记装置及控制装置，液碱留样仪及信息采集标记装置分别与控制装置相连，以在控制装置的控制下分别动作；液碱留样仪的输入端与液碱罐连通，液碱留样仪的输出端设有留样瓶120，液碱留样仪用于在液碱分析仪工作的同时，抽取液碱罐中的液碱存入留样瓶120中留样以待后续液碱的核查分析；信息采集标记装置用于获取运载液碱的车辆的车辆身份信息、及留样瓶120的留样瓶身份信息，并根据车辆身份信息和留样瓶身份信息对留样瓶120中的液碱进行标记。
本可选方案中，如图1所示，液碱留样仪包括第二泵送器90、留样瓶120、及清洗装置130，第二泵送器90和清洗装置130分别与控制装置相连。第二泵送器90的输入端与液碱罐连通，第二泵送器90的输出端与留样瓶120连通，第二泵送器90用于将液碱罐中的液碱泵入留样瓶120中。留样瓶120用于存装由第二泵送器90泵入的液碱以待后续液碱的核查分析。清洗装置130分别与第二泵送器90和留样瓶120连通，以清洗第二泵送器90至液碱罐之间的管路或清洗第二泵送器90至留样瓶120之间的管路。
本可选方案中，如图1所示，第二泵送器90包括蠕动泵、设置于蠕动泵中的进样管和出样管，蠕动泵与控制装置相连，进样管的两端分别与液碱罐和蠕动泵连通，出样管的两端分别与留样瓶120和蠕动泵连通。优选地，第二泵送器90还包括液位传感器，液位传感器设置于留样瓶120外的设定高度处，且液位传感器与控制装置相连。开始留样时，液位传感器会实时检测液位信号，当留样瓶中的液体面达到液位传感器的位置时，控制装置控制蠕动泵停止留样。
本可选方案中，清洗装置130包括与出样管连通的输送管131，输送管131的自由端接清洗水源，输送管131的管路中设有水泵132和单向阀133，且单向阀133位于水泵132的下游。通过水泵、单向阀和蠕动泵的控制情况可以完成整个管路的清洗，蠕动泵顺时针旋转，水泵和单向阀打开，可以清洗单向阀到蠕动泵和液碱罐140之间的管路；关闭蠕动泵，只打开水泵可以清洗单向阀到留样瓶之间的管路。本发明中，测试结束后无需人工干预，分析检测装置自动完成清洗，减小了人为在移动称量杯清洗过程中带来的传感器震动，及称量杯潮湿而影响称重的问题。由于液碱留样仪所留液碱，具有强碱性，腐蚀性，普通的采样硅胶管容易腐蚀老化，而且液碱高粘稠、易脱水硬化，容易对采样泵中的泵管造成磨损和堵塞采样管，本发明的分析检测装置中，清洗装置130可对蠕动泵、进样管及出样管自动清洗，进而大大增加了泵和管的使用寿命并降低管路堵塞的可能。
本可选方案中，信息采集标记装置包括读卡器和扫描传感器，读卡器和扫描传感器分别与控制装置相连。读卡器用于读取运输液碱的车辆的车辆身份信息，并将读取的车辆身份信息发送给控制装置。扫描传感器用于扫描存装液碱的留样瓶120的条码或二维码，以获取留样瓶120的留样瓶身份信息，并将获取的留样瓶身份信息发送给控制装置。控制装置将接收的车辆身份信息和留样瓶身份信息进行匹配，以对由留样瓶120存装的液碱进行标定。工作时，在运输液碱的车卸碱时，会将车辆信息通过刷卡的形式，将信息传送给控制装置；当液碱留样仪在留样时，控制装置会将二维码或条码扫描传感器扫描到的留样瓶上的二维码或者条形码信息与控制装置此时读取到的车辆身份信息相匹配，于是就对留样瓶中液碱信息做了标记。人工将留样瓶取走带入到实验室分析时，实验有扫码信息，再将留样瓶的信息解读出来，就完成了整个样品的信息交换。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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 (10)
1.一种液碱分析系统，其特征在于，包括：
液碱分析仪、及与所述液碱分析仪相连的控制装置；
所述液碱分析仪的输入端与用于盛装待检测分析的液碱的液碱罐连通，所述液碱分析仪的输出端与用于回收废液的废液回收管连通，所述液碱分析仪用于对输入的液碱进行取样、称重、稀释、检测分析后获取液碱的质量分数。
2.根据权利要求1所述的液碱分析系统，其特征在于，
所述液碱分析仪包括取样置换装置、取样装置、称重装置、及滴定分析装置，所述取样置换装置、所述取样装置、所述称重装置及所述滴定分析装置分别与所述控制装置相连；
所述取样置换装置的输入端和输出端分别与所述液碱罐连通，所述取样置换装置用于容留液碱并使容留的液碱实时流动置换；
所述取样装置用于从所述取样置换装置中吸取实时流动置换的液碱，并将吸取的液碱滴入所述称重装置中；
所述称重装置用于盛装由所述取样装置滴入的液碱，并对盛装的液碱进行称重计量；
所述滴定分析装置用于对称重计量后的液碱进行稀释、滴定后，获取液碱的质量分数。
3.根据权利要求2所述的液碱分析系统，其特征在于，
所述取样置换装置包括第一泵送器(150)和液碱槽(10)；
所述第一泵送器为一拖二蠕动泵，其具有两个输入端和两个输出端，两个输入端与所述液碱罐和所述液碱槽分别连通，两个输出端与所述液碱罐和所述液碱槽分别连通，所述第一泵送器与所述控制装置相连以供给液碱循环流动的动力；
所述液碱槽(10)包括上端开口的液碱槽本体(11)，所述液碱槽本体(11)内设有用于容留液碱的容碱腔(101)，所述液碱槽本体(11)的侧壁上连接有与其容碱腔(101)分别连通的进样管接头(12)和排样管接头(13)，所述进样管接头(12)的输入端与所述第一泵送器的进流管连通，所述排样管接头(13)的输出端与所述第一泵送器的出流管连通，以使所述容碱腔(101)内容留的液碱实时流动置换；
所述液碱槽本体(11)的开口端设有用于封隔所述容碱腔(101)的封隔垫(14)，所述封隔垫(14)的上方压设有用于将所述封隔垫(14)向下压紧的压板(15)，所述压板(15)倒扣于所述液碱槽本体(11)的开口端上。
4.根据权利要求2所述的液碱分析系统，其特征在于，
所述称重装置包括用于盛装待称重液碱的分析杯(20)、及用于对由所述分析杯(20)盛装的液碱进行称重计量的称量传感器(30)，所述称量传感器(30)与所述控制装置相连，以将称量的液碱重量信息发送给所述控制装置；
所述取样装置包括用于吸取液碱的取样器(40)、及用于驱动所述取样器(40)动作的驱动器(50)；
所述取样器(40)连接于所述驱动器(50)上，所述驱动器(50)与所述控制装置相连，所述控制装置控制所述驱动器(50)驱动所述取样器(40)插入所述液碱槽(10)中，并在所述取样器(40)取样完成后驱动所述取样器(40)移动至所述分析杯(20)的上方；
所述取样器(40)与所述控制装置相连，所述控制装置控制所述取样器(40)在插入所述液碱槽(10)后启动以吸取液碱，并在移动至所述分析杯(20)上方后启动以将吸取的液碱滴入所述分析杯(20)内。
5.根据权利要求2-4所述的液碱分析系统，其特征在于，
所述滴定分析装置包括举升构件(60)、及起安装支承作用的安装支架，所述举升构件(60)与所述控制装置相连，所述举升构件(60)用于夹紧所述分析杯(20)后将所述分析杯(20)向上举升以脱离所述称量传感器，所述安装支架上支设有稀释液供给器、试剂供给器(70)及滴定终点检测构件，所述稀释液供给器、所述试剂供给器(70)及所述滴定终点检测构件分别与所述控制装置相连；
所述稀释液供给器用于向所述分析杯(20)内加注稀释液，以将所述稀释杯内的液碱稀释成适用分析仪器的液碱稀释液；
所述试剂供给器(70)用于向所述分析杯(20)内滴入反应试剂，以使所述分析杯(20)内反应形成供所述控制装置获取液碱质量分数的全反应液；
所述滴定终点检测构件用于检测所述分析杯(20)内反应溶液的颜色变化，并在颜色为设定颜色时发送反应完成信号给所述控制装置，所述控制装置根据接收的反应完成信号控制所述试剂供给器(70)动作以停止反应试剂的继续滴入；或者，
所述滴定终点检测构件用于检测所述分析杯(20)内反应溶液的电压变化，并在电压为设定电压时发送反应完成信号给所述控制装置，所述控制装置根据接收的反应完成信号控制所述试剂供给器(70)动作以停止反应试剂的继续滴入。
6.根据权利要求5所述的液碱分析系统，其特征在于，
所述滴定终点检测构件包括光源和光敏传感器，所述光源和所述光敏传感器分设于所述分析杯(20)的相对两侧，且所述光源和所述光敏传感器的设置高度低于所述分析杯(20)内液碱稀释液的设置高度，所述光敏传感器与所述控制装置相连；或者
所述滴定终点检测构件包括氧化还原电极，所述氧化还原电极连接于所述安装支架上且与所述控制装置相连，所述氧化还原电极的下端由所述分析杯(20)的开口端竖直插入液碱稀释液中；或者
所述滴定终点检测构件包括pH电极，所述pH电极连接于所述安装支架上且与所述控制装置相连，所述pH电极的下端由所述分析杯(20)的开口端竖直插入液碱稀释液中。
7.根据权利要求5所述的液碱分析系统，其特征在于，
所述安装支架上还支设有搅拌器和废液外排器(80)，所述搅拌器和所述废液外排器(80)分别与所述控制装置相连；
所述搅拌器的搅拌端由所述分析杯(20)的开口端竖直插入所述分析杯(20)内的液碱稀释液中，以用于将所述分析杯(20)内的反应溶液搅拌均匀；
所述举升构件(60)向上举升所述分析杯(20)，所述废液外排器(80)的下端竖直插入所述分析杯(20)的杯底，以用于将所述分析杯(20)内的废液向外排出所述分析杯(20)。
8.根据权利要求1所述的液碱分析系统，其特征在于，
所述液碱分析系统还包括液碱留样仪、及信息采集标记装置及控制装置，所述液碱留样仪及所述信息采集标记装置分别与所述控制装置相连，以在所述控制装置的控制下分别动作；
所述液碱留样仪的输入端与所述液碱罐连通，所述液碱留样仪的输出端设有留样瓶(120)，所述液碱留样仪用于在所述液碱分析仪工作的同时，抽取所述液碱罐中的液碱存入所述留样瓶(120)中留样以待后续液碱的核查分析；
所述信息采集标记装置用于获取运载液碱的车辆的车辆身份信息、及所述留样瓶(120)的留样瓶身份信息，并根据车辆身份信息和留样瓶身份信息对所述留样瓶(120)中的液碱进行标记。
9.根据权利要求8所述的液碱分析系统，其特征在于，
所述液碱留样仪包括第二泵送器(90)、留样瓶(120)、及清洗装置(130)，所述第二泵送器(90)和所述清洗装置(130)分别与所述控制装置相连；
所述第二泵送器(90)的输入端与所述液碱罐连通，所述第二泵送器(90)的输出端与所述留样瓶(120)连通，所述第二泵送器(90)用于将所述液碱罐中的液碱泵入所述留样瓶(120)中；
所述留样瓶(120)用于存装由所述第二泵送器(90)泵入的液碱以待后续液碱的核查分析；
所述清洗装置(130)分别与所述第二泵送器(90)和所述留样瓶(120)连通，以清洗所述第二泵送器(90)至所述液碱罐之间的管路或清洗所述第二泵送器(90)至所述留样瓶(120)之间的管路。
10.根据权利要求8所述的液碱分析系统，其特征在于，
所述信息采集标记装置包括读卡器和扫描传感器，所述读卡器和所述扫描传感器分别与所述控制装置相连；
所述读卡器用于读取运输液碱的车辆的车辆身份信息，并将读取的车辆身份信息发送给所述控制装置；
所述扫描传感器用于扫描存装液碱的所述留样瓶(120)的条码或二维码，以获取所述留样瓶(120)的留样瓶身份信息，并将获取的留样瓶身份信息发送给所述控制装置；
所述控制装置将接收的所述车辆身份信息和所述留样瓶身份信息进行匹配，以对所述留样瓶(120)存装的液碱进行标记。
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