CN114751500A - 焊丝清洗装置用ph自动监测系统 - Google Patents

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嵇文斌
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Abstract

本发明涉及一种焊丝清洗装置用PH自动监测系统，焊丝清洗装置包括头道水洗池、中间中和池、末道水洗池，所述中间中和池中盛放有碳酸钠溶液，所述末道水洗池的出水口连接所述头道水洗池的进水口，所述中间中和池、末道水洗池中分别设置有PH传感器，PH传感器的信号输出端均接入控制器的输入端，所述控制器具有多个输出控制端，中间中和池处的加药执行器、末道水洗池处的加水执行器的电控端分别电连接所述控制器的输出控制端。本发明可实现对中和池和水洗池内溶液酸碱度的实时检测，并实现自动化的水流控制和加药控制，监测控制准确性高，保证产品质量。

Description

焊丝清洗装置用PH自动监测系统
技术领域
本发明涉及工业自动化设备技术领域，特别是涉及一种焊丝清洗装置用PH自动监测系统。
背景技术
气保实心焊丝生产过程中，焊丝在拉拔镀铜后进入水洗中和工序完成对于焊丝的表面清洗，清洗可分为三个步骤：头道水洗去除焊丝表面的酸液，经过气吹进入中间中和池进行碱洗中和，最后通过末道水洗去除焊丝表面残余的碱液。其中，中和池是利用碳酸钠溶液中和线材表面的酸性杂质离子，而末道水洗是利用清水洗净线材表面的杂质离子，产生清洗水回用至头道水洗工序。
在清洗过程中，水洗用水是循环利用的，长时并循环使用后水中的SO42-和CO32-会随之升高，由于SO42-和CO32-的水解现象，水中的OH-会不断升高，末道水洗池呈碱性；另外，如果中间中和池内的碱液浓度过低的话，会导致中和不充分，使得焊丝表面仍残余一定的酸液，这就会导致末道水洗池呈酸性。如此就会使得最终线材表面呈酸性或碱性，这样会造成焊丝表面生锈。为了避免这种现象，必须去除线材表面的酸根离子或碱性离子，即保证水洗中和用水的pH值在工艺允许范围内。目前溶液pH值的检测记录由人工进行操作，人工使用pH试纸检测，根据试纸的颜色变化与标准比色卡比对判定溶液性质，超出生产允许范围，要进行补液、加水，使槽体中的溶液浓度达到使用标准。检测数据手工记录表格，在实际生产中，这种人工操作的方法效率较低，面对大规模生产作业时，不能满足每条线中和水洗液浓度波动的实时检测，并且利用肉眼观察的方法精度不高，存在一定误差，容易造成不合格品的产生。
发明内容
本发明的目的是要提供一种焊丝清洗装置用PH自动监测系统，可实现对中和池和水洗池内溶液酸碱度的实时检测，并实现自动化的水流控制和加药控制，监测控制准确性高，保证产品质量。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供了一种焊丝清洗装置用PH自动监测系统，焊丝清洗装置包括头道水洗池、中间中和池、末道水洗池，所述中间中和池中盛放有碳酸钠溶液，所述末道水洗池的出水口连接所述头道水洗池的进水口，所述中间中和池、末道水洗池中分别设置有PH传感器，PH传感器的信号输出端均接入控制器的输入端，所述控制器具有多个输出控制端，中间中和池处的加药执行器、末道水洗池处的加水执行器的电控端分别电连接所述控制器的输出控制端。
对于上述技术方案，申请人还有进一步的优化措施。
可选地，中间中和池处设置有加药罐，加药罐内存放有碳酸钠溶液，加药罐的出口通过所述加药执行器接入所述中间中和池，所述控制器根据所述中间中和池中的第一PH传感器的反馈信号控制所述加药执行器的动作。
进一步地，所述中间中和池中的PH值设定范围在9~11之间，所述第一PH传感器检测到中间中和池中的PH值低于9则打开所述加药执行器直至中间中和池中的PH值达到11。
可选地，外部水源通过所述加水执行器接入所述末道水洗池，所述控制器根据所述末道水洗池中的第二PH传感器的反馈信号控制所述加水执行器的动作。
进一步地，所述末道水洗池中的PH值设定范围在7~8之间，所述第二PH传感器检测到末道水洗池中的PH值超出8则打开所述加水执行器直至末道水洗池补水加满。
更进一步地，当所述末道水洗池补水满至高液位时，所述第二PH传感器测得PH值仍大于8则控制器发出停止指令并告警。
可选地，所述头道水洗池中设置有第三PH传感器，所述第三PH传感器同样与所述控制器电连接，所述控制器根据所述头道水洗池中的第三PH传感器的反馈信号控制电控补水阀的动作，所述电控补水阀设置于所述末道水洗池的出水口与所述头道水洗池的进水口之间的水管上。
进一步地，所述头道水洗池中的PH值设定范围在2~4之间，所述第三PH传感器检测到头道水洗池中的PH值低于2则打开所述电控补水阀直至头道水洗池中的PH值达到4。
可选地，所述加药执行器、加水执行器采用的可电控的计量泵。
可选地，头道水洗池、中间中和池、末道水洗池中均设置有检测液位高低的液位传感器，且各个液位传感器的信号反馈端电连接所述控制器。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的焊丝清洗装置用PH自动监测系统，通过在中和池、末道水洗池乃至在头道水洗池中去设置PH传感器，实现对于各个池子中的PH值的自动化监测，实时，准确，基于PH值的监测实现自动化的加药控制和加水控制，构成闭环的水流流量控制，能够有效去除焊丝表面最终的碱液或者酸液残留，防止焊丝表面生锈，保证最终的产品良品率。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例中的焊丝清洗装置用PH自动监测系统的框架结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的中间中和池中的PH控制流程示意图；
图3是根据本发明一个实施例的末道水洗池中的PH控制流程示意图。
其中，附图标记说明如下：
1、头道水洗池，11、第三PH传感器；
2、中间中和池，21、第一PH传感器，22、加药罐；
3、末道水洗池，31、第二PH传感器；
4、控制器；
51、加药执行器，52、加水执行器，53、电控补水阀。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本实施例提供了一种焊丝清洗装置用PH自动监测系统，如图1所示，焊丝清洗装置包括头道水洗池1、中间中和池2、末道水洗池3，所述中间中和池2中盛放有碳酸钠溶液，所述末道水洗池3的出水口连接所述头道水洗池1的进水口，所述中间中和池2、末道水洗池3中分别设置有PH传感器，PH传感器的信号输出端均接入控制器4的输入端，所述控制器4具有多个输出控制端，中间中和池2处的加药执行器51、末道水洗池3处的加水执行器52的电控端分别电连接所述控制器4的输出控制端。
本实施例的焊丝清洗装置用PH自动监测系统，通过在中和池、末道水洗池3中去设置PH传感器，实现对于各个池子中的PH值的自动化监测，实时，准确，基于PH值的监测实现自动化的加药控制和加水控制，构成闭环的水流流量控制，能够有效去除焊丝表面最终的碱液或者酸液残留，防止焊丝表面生锈，保证最终的产品良品率。
在池子中，PH传感器采用沉入式安装，将PH传感器接近于池子的底部设置。PH传感器用氢离子玻璃电极与参比电极组成原电池，在玻璃膜与被测溶液中氢离子进行离子交换过程中，通过测量电极之间的电位差，来检测溶液中的氢离子浓度，从而测得被测液体的pH值。
上述的控制器4，结合其他诸如温度传感器、液位传感器等检测设备的设置，可对中间中和池2和末道水洗池3中的pH值、温度、液位及电流输出值等进行连续监测。上述各参数测量范围：PH（0.00-14.00pH）、温度补偿（-10-130℃手动/自动）、电流输出（隔离式4~20mA），至于液位传感器的测量范围至少为池的深度。各个监测数据通过隔离变送输出连接记录仪，实现远传监控与记录。同时连接控制器4处的RS485接口（输入端），通过Modbus-RTU协议联入控制器4实现监控与记录。控制器4具有在线pH标定、信号设置、报警设置，远传设置。报警设置中可包括pH高报、pH低报，远传设置中又可包括RS485、电流变送等功能。
控制器4实现在线PH标定能够对PH传感器进行初始标定，以保证最终的PH检测结果准确。进pH标定时，先将PH传感器的感应电极放入4.00PH标准溶液内，静置片刻，待显示值稳定后在控制器4端确认；用蒸馏水清洗感应电极后擦干水渍再将PH电极放入6.86pH标准溶液内，静置片刻，待显示值稳定后，再次确认；用蒸馏水清洗电极后擦干水渍最后将PH电极放入9.18pH标准溶液内，静置片刻，待显示值稳定后，最终确认。显示标定成功后，PH标定过程结束。
对于各个池中的PH监控过程，具体说来，是在中间中和池2处设置有加药罐22，加药罐22内存放有碳酸钠溶液，加药罐22的出口通过所述加药执行器51接入所述中间中和池2，所述控制器4根据所述中间中和池2中的第一PH传感器21的反馈信号控制所述加药执行器51的动作。如图2所示，所述中间中和池2中的PH值设定范围在9~11之间，所述第一PH传感器21检测到中间中和池2中的PH值低于9则打开所述加药执行器51直至中间中和池2中的PH值达到11。
外部水源通过所述加水执行器52接入所述末道水洗池3，所述控制器4根据所述末道水洗池3中的第二PH传感器31的反馈信号控制所述加水执行器52的动作。如图3所示，所述末道水洗池3中的PH值设定范围在7~8之间，所述第二PH传感器31检测到末道水洗池3中的PH值超出8则打开所述加水执行器52直至末道水洗池3补水加满。
但是在末道水洗池3中，如果其中的PH值过高，也就是说焊丝由中间中和池2带来碳酸钠溶液过多，而碳酸根离子水解使得分离出OH-导致末道水洗池3的PH值升高，如果溶液浓度过高也就会导致末道水洗池3中的PH值过大，甚至于即使将水洗池补水加满其PH至仍然无法回落到正常范围，这样就会导致从末道水洗池3清洗完成的焊丝表面的仍然呈较强的碱性，这就容易导致产品后期会容易生锈，影响产品质量。因此，当所述末道水洗池3补水满至高液位时，所述第二PH传感器31测得PH值仍大于8则控制器4发出停止指令并告警。
在另一优化的实施方式下，所述头道水洗池1中设置有第三PH传感器11，所述第三PH传感器11同样与所述控制器4电连接，所述控制器4根据所述头道水洗池1中的第三PH传感器11的反馈信号控制电控补水阀53的动作，所述电控补水阀53设置于所述末道水洗池3的出水口与所述头道水洗池1的进水口之间的水管上。所述头道水洗池1中的PH值设定范围在2~4之间，所述第三PH传感器11检测到头道水洗池1中的PH值低于2则打开所述电控补水阀53直至头道水洗池1中的PH值达到4。
末道水洗池3中的溶液呈碱性，能够有效中和头道水洗池1的酸性，使得PH至迅速上升，保证头道清洗的焊丝表面酸液的清洗状况及效率
所述加药执行器51、加水执行器52采用的可电控的计量泵，这样根据液位感应就可以灵活地调整泵取的药液以及水的量。对应地，头道水洗池1、中间中和池2、末道水洗池3中均设置有检测液位高低的液位传感器，且各个液位传感器的信号反馈端电连接所述控制器4。
综上，本实施例的PH自动检测系统能够使得焊丝清洗设备具有高灵敏度的同时也保持着较高的稳定性，能够实时准确的反应出产线清洗槽内溶液浓度及PH值的变化。而且溶液PH变化通过控制器4（PLC）实现自动控制，具体可实现自动加液、补水，避免了产线因PH值偏高或偏低带来的设备停机，保证了生产顺行。
另外，在系统工作过程中，操作人员可通过对监测机构屏幕上数据的记录，汇总产线上溶液酸碱度变化，同时在产线触摸屏上也能直观的进行观察，避免了人工用试纸检测酸碱度这种方式。既保护了人员安全，又提高了生产线率，同时使溶液测量数据更加准确，从而提高产品质量。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种焊丝清洗装置用PH自动监测系统，焊丝清洗装置包括头道水洗池、中间中和池、末道水洗池，所述中间中和池中盛放有碳酸钠溶液，所述末道水洗池的出水口连接所述头道水洗池的进水口，其特征在于，所述中间中和池、末道水洗池中分别设置有PH传感器，PH传感器的信号输出端均接入控制器的输入端，所述控制器具有多个输出控制端，中间中和池处的加药执行器、末道水洗池处的加水执行器的电控端分别电连接所述控制器的输出控制端。
2.根据权利要求1所述的焊丝清洗装置用PH自动监测系统，其特征在于，中间中和池处设置有加药罐，加药罐内存放有碳酸钠溶液，加药罐的出口通过所述加药执行器接入所述中间中和池，所述控制器根据所述中间中和池中的第一PH传感器的反馈信号控制所述加药执行器的动作。
3.根据权利要求2所述的焊丝清洗装置用PH自动监测系统，其特征在于，所述中间中和池中的PH值设定范围在9~11之间，所述第一PH传感器检测到中间中和池中的PH值低于9则打开所述加药执行器直至中间中和池中的PH值达到11。
4.根据权利要求1所述的焊丝清洗装置用PH自动监测系统，其特征在于，外部水源通过所述加水执行器接入所述末道水洗池，所述控制器根据所述末道水洗池中的第二PH传感器的反馈信号控制所述加水执行器的动作。
5.根据权利要求4所述的焊丝清洗装置用PH自动监测系统，其特征在于，所述末道水洗池中的PH值设定范围在7~8之间，所述第二PH传感器检测到末道水洗池中的PH值超出8则打开所述加水执行器直至末道水洗池补水加满。
6.根据权利要求4或5所述的焊丝清洗装置用PH自动监测系统，其特征在于，当所述末道水洗池补水满至高液位时，所述第二PH传感器测得PH值仍大于8则控制器发出停止指令并告警。
7.根据权利要求1所述的焊丝清洗装置用PH自动监测系统，其特征在于，所述头道水洗池中设置有第三PH传感器，所述第三PH传感器同样与所述控制器电连接，所述控制器根据所述头道水洗池中的第三PH传感器的反馈信号控制电控补水阀的动作，所述电控补水阀设置于所述末道水洗池的出水口与所述头道水洗池的进水口之间的水管上。
8.根据权利要求7所述的焊丝清洗装置用PH自动监测系统，其特征在于，所述头道水洗池中的PH值设定范围在2~4之间，所述第三PH传感器检测到头道水洗池中的PH值低于2则打开所述电控补水阀直至头道水洗池中的PH值达到4。
9.根据权利要求1所述的焊丝清洗装置用PH自动监测系统，其特征在于，所述加药执行器、加水执行器采用的可电控的计量泵。
10.根据权利要求1所述的焊丝清洗装置用PH自动监测系统，其特征在于，头道水洗池、中间中和池、末道水洗池中均设置有检测液位高低的液位传感器，且各个液位传感器的信号反馈端电连接所述控制器。
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