CN116539677B - 一种电容式氢氧化钙在线浓度分析仪及浓度分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电容式氢氧化钙在线浓度分析仪，包括分析器系统和比重计，所述比重计包括比重计连杆，所述比重计连杆与分析器系统滑动连接，在比重计连杆上端内嵌有永磁体，在比重计连杆端部永磁体所在位置一侧设有可调电容组件，在可调电容组件上设有用于感应永磁体方位的磁感应体，在比重计连杆上下移动时，通过永磁体与磁感应体之间的作用力，实现电容的改变，将溶液浓度转化为电容的变化；本发明可调电容组件对比重计的位移进行检测，将竖向的位移转换为电容的变化，进而实现将浓度变化转换成电信号反馈至产线的控制系统，实现智能化生产的目的，对氧化钙消化过程进行自动控制，提升效率。
Description
技术领域
本发明涉及消化设备技术领域，具体涉及一种电容式氢氧化钙在线浓度分析仪及浓度分析方法。
背景技术
浓度分析仪的基本原理是利用比重计在不同浓度液体下产生的浮力变化，即比重计上下的位移量，按位移量的大小来测定浓度，现是人工用比重计来检测液体的浮力，即波美度（可按公式转为%浓度），故而不能实现自动测量（即不能在线测量），而化工等生产过程中，又需要时时检测反应介质的浓度，但现在都在使用比重计手工测量浓度，进而无法实现浓度时时测量，不能实现工艺过程智能化。
发明内容
技术目的：针对现有生产中，无法对氧化钙的消化过程持续进行在线检测，实现智能化生产的不足，本发明公开了一种能够自动持续进行溶液浓度检测的电容式氢氧化钙在线浓度分析仪及浓度分析方法。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：
一种电容式氢氧化钙在线浓度分析仪，包括分析器系统和比重计，所述比重计包括比重计连杆，所述比重计连杆与分析器系统滑动连接，在比重计连杆上端内嵌有永磁体，在比重计连杆端部永磁体所在位置一侧设有可调电容组件，在可调电容组件上设有用于感应永磁体方位的磁感应体，在比重计连杆上下移动时，通过永磁体与磁感应体之间的作用力，实现电容的改变，将溶液浓度转化为电容的变化。
优选地，本发明的可调电容组件包括定片和动片，动片可转动的设置在定片一侧，动片靠近比重计连杆的一端与磁感应体连接，在比重计连杆上下移动时，磁感应体带动动片相对于定片进行转动。
优选地，本发明的动片与定片相配合的区域均采用扇形结构，动片的转动中心与定片的型线中心相一致。
优选地，本发明的动片与比重计显示表壳的壳体之间通过转轴配合连接，动片远离定片的一端通过配重片与磁感应体连接，所述配重片与磁感应体整体的重心、与动片重心相对于转轴所产生的转矩相一致。
优选地，本发明的分析器系统包括检测筒体，在检测筒体底部通过进口管连接有进液装置，检测筒体上部设置出口管，进口管高度低于出口管，氢氧化钙溶液通过进液装置输送至检测筒体内，并从出口管排出检测筒体。
优选地，本发明的进液装置使用计量齿轮泵，计量齿轮泵的入口管与氢氧化钙管路相连通，计量齿轮泵的出口端与进口管相连通，定量向检测筒体内输送氢氧化钙溶液。
优选地，本发明的检测筒体在与出口管高度对应的另一侧设置检测液体放空管。
本发明还提供一种氢氧化钙浓度分析方法，使用上述的浓度分析仪进行浓度检测，包括步骤：
向分析器系统内送入待检测溶液，比重计进行溶液浓度的检测，根据溶液浓度不同，比重计在溶液内的高度不同，可调电容组件通过磁感应体感应永磁体方位，将比重计的高度变化转换为可调电容组件的电容变化，电容信号通过相应的处理电路传输至处理器，通过处理器将接收的电容变化信号转换为对应的浓度值，进行溶液浓度的在线检测。
优选地，本发明向分析器系统内送入待检测溶液的过程包括：使用计量齿轮泵进行溶液的输送，在液位达到出口管所在高度后，溶液从出口管排出检测筒体，保持在线检测过程中，检测筒体内的溶液液位高度不变，比重计的位移变化仅随溶液浓度变化。
优选地，本发明可调电容组件的电容随比重计位移变化过程包括：比重计高度变化时，比重计连杆端部的永磁体位置随比重计变化，可调电容组件的磁感应体在永磁体磁力作用下带动动片绕转轴转动，动片与定片之间的重合区域发生变化，相应的电容产生变化，将比重计的位移转换为电容的变化
有益效果：本发明所提供的一种电容式氢氧化钙在线浓度分析仪及浓度分析方法具有如下有益效果：
1、本发明通过可调电容组件对比重计的位移进行检测，将竖向的位移转换为电容的变化，进而实现将浓度变化转换成电信号反馈至产线的控制系统，实现智能化生产的目的，对氧化钙消化过程进行自动控制，提升效率。
2、本发明的可调电容组件通过磁感应体带动动片绕转轴进行转动，改变动片与定片之间的重合面积，进而实现电容随比重计连杆的位移对应进行变化。
3、本发明的动片通过转轴与壳体转动连接，动片的转动中心与定片的型线中心相一致，二者均采用扇形区域，使得转动角度与对应的电容变化呈比例，便于电容与比重计连杆位移量之间的对应。
4、本发明动片通过配重片与磁感应体连接，通过配重片保持转轴两侧受到的力矩接近，降低动片转动的难度。
5、本发明的检测筒体设置进口管和出口管，通过高度高于进口管设置的出口管保持在检测筒体内的检测溶液高度保持一致，比重计的高度变化仅受到溶液浓度的影响。
6、本发明在检测筒体上设置检测液体放空管，检测液体放空管所在高度与出口管的高度相一致，在进液流量出现故障时，能够通过检测液体放空管及时将多余的溶液排出，保持检测的正常进行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。
图1为本发明浓度分析仪整体结构图；
图2为本发明可调电容组件结构示意图；
其中，1-比重计、2-比重计连杆、3-永磁体、4-可调电容组件、5-磁感应体、6-定片、7-动片、8-壳体、9-转轴、10-配重片、11-检测液体放空管、12-检测筒体、13-进口管、14-出口管、15-计量齿轮泵、16-入口管。
实施方式
下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1和图2所示为本发明所公开的一种电容式氢氧化钙在线浓度分析仪，包括分析器系统和比重计1，所述比重计1包括比重计连杆2，所述比重计连杆2与分析器系统滑动连接，在比重计连杆2上端内嵌有永磁体3，在比重计连杆2端部永磁体所在位置一侧设有可调电容组件4，在可调电容组件4上设有用于感应永磁体3方位的磁感应体5，在比重计连杆2上下移动时，通过永磁体3与磁感应体5之间的作用力，实现电容的改变，将溶液浓度转化为电容的变化。
本发明的可调电容组件4利用磁感应体5与永磁体3之间的磁吸力作用，在溶液浓度产生变化，比重计连杆2移动时，通过磁感应体5带动可调电容组件4动作，使电容能够随浓度变化同步产生变化，具体的，本发明的可调电容组件4包括定片6和动片7，动片7可转动的设置在定片6一侧，动片7靠近比重计连杆2的一端与磁感应体5连接，在比重计连杆2上下移动时，磁感应体5带动动片7相对于定片6进行转动；表内电容变化通过电桥电路、放大器、相敏检波、滤波输出、振荡器等内部集成电路转化后，滤波后输出，可以设置配套的电源模块、桥路运算模块、显示及数据模块等，配合可调电容组件实现对溶液浓度的在线自动测量和显示。
为了便于电容变化与浓度变化进行对应，作为优选，本发明的动片7与定片6相配合的区域均采用扇形结构，动片7的转动中心与定片6的型线中心相一致，使得转动角度与电容变化呈线性关系。
在一个具体的实施例中，本发明的动片7与比重计显示表壳的壳体8之间通过转轴9配合连接，动片7远离定片6的一端通过配重片10与磁感应体5连接，所述配重片10与磁感应体5整体的重心、与动片7重心相对于转轴9所产生的转矩相一致，降低因为自身重力对动片转动产生的额外影响，从而可以减少永磁体与磁感应体之间的磁力大小需求，在进行浓度检测时的，电容的灵敏度更高，提升在线浓度检测的准确性。
本发明的分析器系统包括检测筒体12，在检测筒体12底部通过进口管13连接有进液装置，检测筒体12上部设置出口管14，进口管13高度低于出口管14，氢氧化钙溶液通过进液装置输送至检测筒体12内，并从出口管14排出检测筒体12。
为保证对进液量的准确控制，是进液与排出速率相匹配，减小检测筒体内溶液的波动，本发明的进液装置使用计量齿轮泵15，计量齿轮泵15的入口管16与氢氧化钙管路相连通，计量齿轮泵15的出口端与进口管13相连通，定量向检测筒体12内输送氢氧化钙溶液，作为优选，本发明的检测筒体12在与出口管14高度对应的另一侧设置检测液体放空管11，这样即使计量齿轮泵15因为故障导致流量超出出口管14的排放量时，可以打开检测液体放空管11，使检测筒体内的溶液高度保持稳定。
此外，本发明还提供一种氢氧化钙浓度分析方法，使用上述的浓度分析仪进行浓度检测，包括步骤：
向分析器系统内送入待检测溶液，比重计进行溶液浓度的检测，根据溶液浓度不同，比重计在溶液内的高度不同，可调电容组件通过磁感应体感应永磁体方位，将比重计的高度变化转换为可调电容组件的电容变化，电容信号通过相应的处理电路传输至处理器，通过处理器将接收的电容变化信号转换为对应的浓度值，进行溶液浓度的在线检测。
本发明向分析器系统内送入待检测溶液的过程包括：使用计量齿轮泵进行溶液的输送，在液位达到出口管所在高度后，溶液从出口管排出检测筒体，保持在线检测过程中，检测筒体内的溶液液位高度不变，比重计的位移变化仅随溶液浓度变化。
本发明可调电容组件的电容随比重计位移变化过程包括：比重计高度变化时，比重计连杆端部的永磁体位置随比重计变化，可调电容组件的磁感应体在永磁体磁力作用下带动动片绕转轴转动，动片与定片之间的重合区域发生变化，相应的电容产生变化，将比重计的位移转换为电容的变化。
在实际进行使用时，需要先进行标定，将不同溶液浓度时电容值与比重计连杆的高度变化进行对应，以此可以根据电容值得出对应的浓度，对于本发明实施例中利用浓度分析仪进行消化过程的在线检测时，不需要将消化过程中的浓度全部与电容进行对应，只需要将判断消化过程结束的最低点位置与电容进行匹配即可，在电容值达到设定值时，说明溶液中氢氧化钙浓度降低到用来判断消化反应完成的浓度值，以此来实现对消化过程的自动控制；也可以将本发明的浓度分析仪用于其他产线上的浓度控制，根据各产线需求的不同，可以具体设置控制点，在电容达到控制点时，对应执行相应操作即可。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电容式氢氧化钙在线浓度分析仪，其特征在于，包括分析器系统和比重计（1），所述比重计（1）包括比重计连杆（2），所述比重计连杆（2）与分析器系统滑动连接，在比重计连杆（2）上端内嵌有永磁体（3），在比重计连杆（2）端部永磁体所在位置一侧设有可调电容组件（4），在可调电容组件（4）上设有用于感应永磁体（3）方位的磁感应体（5），在比重计连杆（2）上下移动时，通过永磁体（3）与磁感应体（5）之间的作用力，实现电容的改变，将溶液浓度转化为电容的变化；
所述可调电容组件（4）包括定片（6）和动片（7），动片（7）可转动的设置在定片（6）一侧，动片（7）靠近比重计连杆（2）的一端与磁感应体（5）连接，在比重计连杆（2）上下移动时，磁感应体（5）带动动片（7）相对于定片（6）进行转动；
所述动片（7）与比重计显示表壳的壳体（8）之间通过转轴（9）配合连接，动片（7）远离定片（6）的一端通过配重片（10）与磁感应体（5）连接，所述配重片（10）与磁感应体（5）整体的重心、与动片（7）重心相对于转轴（9）所产生的转矩相一致。
2.根据权利要求1所述的一种电容式氢氧化钙在线浓度分析仪，其特征在于，所述动片（7）与定片（6）相配合的区域均采用扇形结构，动片（7）的转动中心与定片（6）的型线中心相一致。
3.根据权利要求1所述的一种电容式氢氧化钙在线浓度分析仪，其特征在于，所述分析器系统包括检测筒体（12），在检测筒体（12）底部通过进口管（13）连接有进液装置，检测筒体（12）上部设置出口管（14），进口管（13）高度低于出口管（14），氢氧化钙溶液通过进液装置输送至检测筒体（12）内，并从出口管（14）排出检测筒体（12）。
4.根据权利要求3所述的一种电容式氢氧化钙在线浓度分析仪，其特征在于，所述进液装置使用计量齿轮泵（15），计量齿轮泵（15）的入口管（16）与氢氧化钙管路相连通，计量齿轮泵（15）的出口端与进口管（13）相连通，定量向检测筒体（12）内输送氢氧化钙溶液。
5.根据权利要求3所述的一种电容式氢氧化钙在线浓度分析仪，其特征在于，所述检测筒体（12）在与出口管（14）高度对应的另一侧设置检测液体放空管（11）。
6.一种氢氧化钙浓度分析方法，使用权利要求3-5任一所述的一种浓度分析仪，其特征在于，包括步骤：
向分析器系统内送入待检测溶液，比重计进行溶液浓度的检测，根据溶液浓度不同，比重计在溶液内的高度不同，可调电容组件通过磁感应体感应永磁体方位，将比重计的高度变化转换为可调电容组件的电容变化，电容信号通过相应的处理电路传输至处理器，通过处理器将接收的电容变化信号转换为对应的浓度值，进行溶液浓度的在线检测。
7.根据权利要求6所述的一种氢氧化钙浓度分析方法，其特征在于，向分析器系统内送入待检测溶液的过程包括：使用计量齿轮泵进行溶液的输送，在液位达到出口管所在高度后，溶液从出口管排出检测筒体，保持在线检测过程中，检测筒体内的溶液液位高度不变，比重计的位移变化仅随溶液浓度变化。
8.根据权利要求6所述的一种氢氧化钙浓度分析方法，其特征在于，可调电容组件的电容随比重计位移变化过程包括：比重计高度变化时，比重计连杆端部的永磁体位置随比重计变化，可调电容组件的磁感应体在永磁体磁力作用下带动动片绕转轴转动，动片与定片之间的重合区域发生变化，相应的电容产生变化，将比重计的位移转换为电容的变化。
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