CN117055636A - 一种混合溶液介质浓度的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制混合溶液浓度的方法。本发明采用规则型容器，通过在不同介质导入管道的控制阀后布置流量计，实现介质导入量的准确计量；而且通过在规则容器上布置液位计，程序可自动计算将液位高度转换为混合溶液的体积；当容器内液位处于低液位时，程序自动控制按设定配比加入不同介质的量至标准液位；同时以实测介质浓度与设定浓度的差值，算法调节自动控制阀，配合流量计修正不同介质导入的供应量；再将介质浓度检测数据与介质供应参数关联，建立混合溶液介质浓度检测修正与介质流量控制的闭环系统。而且还能够通过设置介质浓度的调控范围来提高生产效率，无需停机等待介质浓度调节。

Description

一种混合溶液介质浓度的控制方法

技术领域

本发明属于混合溶液介质浓度控制技术领域，涉及一种混合溶液介质浓度的控制方法，尤其涉及一种控制混合溶液浓度的方法。

背景技术

在啤酒、饮料生产当中，用来灌装啤酒、饮料的瓶子在灌装前通常需要导入冲洗介质对瓶子进行处理，大多是采用调配一定浓度的弱碱溶液或者弱酸溶液在水泵的作用下对瓶子进行冲洗和灭菌。冲洗介质浓度的高低影响对瓶子的处理效果，浓度过高导致介质在瓶内残留过多，相反浓度过低导致灭菌效果不理想，因此准确控制冲洗介质的浓度显得尤为重要。

目前所使用的溶液浓度控制方法比较简单，即：在一密闭容器中，将不同的介质导入容器内混合后，通过在水泵出口和容器上的浓度检测仪检测混合溶液介质的浓度，并将检测结果反馈给控制系统。控制系统通过时时比对设定介质浓度与实际检测浓度的差值，控制不同介质导入管道上的阀门开启与关闭将不同介质导入容器，从而使混合溶液介质的浓度趋向于设定值。

但是上述混合溶液介质浓度的控制方法的缺点是：浓度检测仪将检测结果反馈给控制系统后，控制系统控制不同介质管道上的阀门开合补充介质，但控制系统并不能准确控制补充介质的量，只能依靠浓度检测仪的反馈信号调节，容器内溶液介质的浓度控制具有一定的滞后性，导致混合溶液介质的浓度偏高或者偏低。

因此，如何实现对上述清洗用混合溶液介质的精准控制，设计一种能够准确实时控制混合溶液介质浓度的方法，已成为本领域诸多具有前瞻性的研究人员亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种混合溶液介质浓度的控制方法，特别是一种控制混合溶液浓度的方法。本发明提供的控制方法，从混合溶液介质浓度实时检测与不同介质注入自动控制两个方面入手，建立控制与反馈修正的闭环，时时比对设定混合溶液介质浓度与实际浓度差值，进而进行不同介质供应量的调节，保证最终的浓度趋向稳定。

本发明提供了一种控制混合溶液浓度的方法，包括以下步骤：

1)在控制器的计算和控制下，第一介质通过设置有第一控制阀和第一流量计的管道注入容器中，第二介质通过设置有第二控制阀和第二流量计的管道注入容器中，混合后，得到混合溶液；

所述第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀通过控制器进行控制；

2)当容器内的混合溶液到达标准液位时，通过控制器控制工作泵启动，同时关闭第一控制阀、第二控制阀与第三控制阀，开启第四控制阀，工作泵抽取容器内的混合溶液用于工作台后，通过第二回流管道回到容器中；

所述第四控制阀通过控制器进行控制；

所述容器的出口管路上连接有混合溶液工作管路和混合溶液回流管路；

所述第三控制阀设置在所述混合溶液回流管路上；

所述混合溶液回流管路的出口端接入容器中，形成内循环；

所述工作泵和第四控制阀设置在所述混合溶液工作管路上；

所述混合溶液工作管路通过工作泵和第四控制阀与工作台相连接，工作台的工作混合溶液出口与第二回流管道相连接，形成工作循环；

3)当容器内的混合溶液液位达到设定的低液位时，在控制器的计算和控制下，计算需要添加的第一介质和第二介质的量，控制器控制第一控制阀与第二控制阀打开，向容器内分别注入第一介质和第二介质，再通过第一流量计将第一介质的注入量和通过第二流量计将第二介质的注入量的信号反馈给控制器，当第一介质的注入量达到要求注入量时，控制器关闭第一控制阀，当第二介质的注入量达到要求注入量时，控制器关闭第二控制阀；

所述容器上设置有液位计；

所述液位计的信号与控制器进行关联。

优选的，所述步骤1)中的计算方法包括以下步骤：

已知第一介质的摩尔浓度为C₁mol/l，第二介质的摩尔浓度为C₂mol/l，设定满足工作条件的混合溶液中第二介质的摩尔浓度为C₀mol/l，容器内混合溶液液位到达标准液位时混合溶液体积为V₀；

控制器计算出需要添加的第一介质和第二介质的体积，计算公式如下：

V₀＝V₁+V₂

所述步骤1)中，控制和混合的具体过程包括以下步骤：

开始工作时，控制器控制第一控制阀和第二控制阀打开，第一流量计和第二流量计分别计量第一介质与第二介质注入容器中的量，第一流量计和第二流量计还分别将注入容器内第一介质与第二介质的量反馈给控制器，随着混合溶液的液位达到低液位时，打开第三控制阀，当第一介质的注入量达到V₁时，控制器关闭第一控制阀；当第二介质的注入量达到V₂时，控制器关闭第二控制阀，液位到达混合溶液的标准液位；

所述第三控制阀打开，混合溶液通过混合溶液回流管路回到容器内，进行循环。

优选的，所述容器上设置有第一浓度检测器；

所述第一浓度检测器的信号与控制器进行关联；

所述步骤1)还包括以下步骤，所述第一浓度检测器将混合溶液中的第二介质浓度的信号反馈给控制器，通过与设定的混合溶液中第二介质的浓度C₀进行比对，用以进行验证和/或调整。

优选的，所述低液位具体为混合溶液经过生产损耗，造成的损失累积后，形成的低液位；

所述步骤3)中的计算方法包括以下步骤：

当容器内的混合溶液液位达到设定的低液位时，已知初始设定配比的混合溶液第二介质的摩尔浓度为C₀mol/l，第二介质的摩尔浓度为C₂mol/l，容器内需要添加的溶液体积为V₀₁；

容器内混合溶液液位到达标准液位，控制器计算需要添加的第一介质和第二介质的体积V₁₁和V₂₁，计算公式如下：

V₀₁＝V₁₁+V₂₁

优选的，所述步骤3)中，控制的具体过程包括以下步骤：

基于控制器计算出的需要注入容器内的第一介质的体积V₁₁与第二介质的体积V₂₁，控制器控制开启第一控制阀与第二控制阀，并向容器内分别注入V₁₁和V₂₁量的第一介质和第二介质，通过流量计将第一介质和第二介质的注入量的信号反馈给控制器，当第一介质的注入量达到V₁₁时，控制器关闭第一控制阀；当第二介质的注入量达到V₂₁时，控制器关闭第二控制阀；

所述第一介质和第二介质的注入速度采用第一控制阀与第二控制阀分别进行控制。

优选的，所述方法还包括实时检测和联动控制的步骤；

所述容器上设置有第一浓度检测器；

所述第一浓度检测器的信号与控制器进行关联；

所述混合溶液工作管路上设置有第二浓度检测器；

所述第二浓度检测器的信号与控制器进行关联。

优选的，所述实时检测和联动控制的步骤包括以下步骤：

4)混合溶液在进行工作时，容器上的第一浓度检测器和混合溶液工作管路上的浓度检测仪，时时检测混合溶液中第二介质的浓度，并将检测信号反馈给控制器；

当检测到混合溶液中第二介质的浓度低于设定的满足工作条件的介质浓度时，控制器通过计算和控制，注入第二介质来修正混合溶液中第二介质的浓度值；当检测到混合溶液中第二介质的浓度高于设定的满足工作条件的介质浓度时，控制器通过计算和控制，注入第一介质来修正混合溶液中第二介质的浓度值达到达到满足工作条件第二介质的浓度。

优选的，所述步骤4)中的计算方法包括以下步骤：

已知第二介质的摩尔浓度为C₂mol/l，满足工作条件的混合溶液中第二介质的摩尔浓度为C₀mol/l，基于容器内的液位，已知容器内混合溶液的体积为V₀₂，控制器计算需要添加第一介质的量或第二介质的量；

所述步骤4)中，控制的具体过程包括以下步骤：

当检测到混合溶液中第二介质的浓度低于设定的满足工作条件的介质浓度90％时，控制器计算出需要注入容器内第二介质的量，控制器控制第四控制阀关闭、第三控制阀开启以及第二控制阀开始并注入第二介质，流量计检测注入第二介质的量，当注入第二介质的量到达时，控制器控制关闭第二控制阀和第三控制阀，并再次开启第四控制阀；

当检测到混合溶液中第二介质的浓度为设定的满足工作条件的介质浓度的90％且小于95％时，控制器计算出需要注入容器内第二介质的量，控制器控制第二控制阀开始并注入第二介质，流量计检测注入第二介质的量，当注入第二介质的量到达时，控制器控制关闭第二控制阀；

当检测到混合溶液中第二介质的浓度高于设定的满足工作条件的介质浓度110％时，控制器计算出需要注入容器内第一介质的量，控制器控制第四控制阀关闭、第三控制阀开启以及第一控制阀开始并注入第一介质，流量计检测注入第一介质的量，当注入第一介质的量到达时，控制器控制关闭第一控制阀和第三控制阀，并再次开启第四控制阀；

当检测到混合溶液中第二介质的浓度大于设定的满足工作条件的介质浓度的105％且小于等于110％时，控制器计算出需要注入容器内第一介质的量，控制器控制第一控制阀开始并注入第一介质，流量计检测注入第一介质的量，当注入第一介质的量到达时，控制器控制关闭第一控制阀。

优选的，所述实时检测包括，为应对实际影响因素导致的混合溶液工作过程中，容器内的混合溶液中第二介质的摩尔浓度偏离满足工作条件的混合溶液中第二介质的摩尔浓度C₀的实施检测；

所述实际影响因素包括生产损耗造成的单一介质损失。

优选的，所述第一介质包括水或添加剂；

所述第二介质包括过氧乙酸、氯水、双氧水、弱酸溶液或弱碱溶液；

所述用于工作台具体包括用于工作台中的待清洗物品；

所述待清洗物品包括酒类瓶、饮料瓶和饮用水瓶中的一种或多种；

所述混合溶液包括清洗用混合溶液；

所述清洗用混合溶液具体为用于对待清洗物品进行冲洗和/或灭菌的混合介质；

所述容器包括规则容器；

所述规则容器包括圆筒形容器、长方体容器、正方体容器或圆台型容器。

本发明提供了一种控制混合溶液浓度的方法，包括以下步骤，首先在控制器的计算和控制下，第一介质通过设置有第一控制阀和第一流量计的管道注入容器中，第二介质通过设置有第二控制阀和第二流量计的管道注入容器中，混合后，得到混合溶液；所述第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀通过控制器进行控制；然后当容器内的混合溶液到达标准液位时，通过控制器控制工作泵启动，同时关闭第一控制阀、第二控制阀与第三控制阀，开启第四控制阀，工作泵抽取容器内的混合溶液用于工作台后，通过第二回流管道回到容器中；所述容器的出口管路上连接有混合溶液工作管路和混合溶液回流管路；所述第三控制阀设置在所述混合溶液回流管路上；所述混合溶液回流管路的出口端接入容器中，形成内循环；所述工作泵和第四控制阀设置在所述混合溶液工作管路上；所述混合溶液工作管路通过工作泵和第四控制阀与工作台相连接，工作台的工作混合溶液出口与第二回流管道相连接，形成工作循环；最后当容器内的混合溶液液位达到设定的低液位时，在控制器的计算和控制下，计算需要添加的第一介质和第二介质的量，控制器控制第一控制阀与第二控制阀打开，向容器内分别注入第一介质和第二介质，再通过第一流量计将第一介质的注入量和通过第二流量计将第二介质的注入量的信号反馈给控制器，当第一介质的注入量达到要求注入量时，控制器关闭第一控制阀，当第二介质的注入量达到要求注入量时，控制器关闭第二控制阀；所述容器上设置有液位计；所述液位计的信号与控制器进行关联。与现有技术相比，本发明创造性的设计了一种混合溶液介质浓度的控制方法，从混合溶液介质浓度实时检测与不同介质注入自动控制两个方面入手，建立控制与反馈修正的闭环，时时比对设定混合溶液介质浓度与实际浓度差值，进而进行不同介质供应量的调节，保证最终的浓度趋向稳定。

本发明采用规则型容器，通过在不同介质导入管道的控制阀后布置流量计，实现介质导入量的准确计量；而且通过在规则容器上布置液位计，程序可自动计算将液位高度转换为混合溶液的体积；当容器内液位处于低液位时，程序自动控制按设定配比加入不同介质的量至标准液位；同时以实测介质浓度与设定浓度的差值，算法调节自动控制阀，配合流量计修正不同介质导入的供应量；再将介质浓度检测数据与介质供应参数关联，建立混合溶液介质浓度检测修正与介质流量控制的闭环系统。

附图说明

图1为本发明提供的混合溶液介质浓度控制过程工艺示意简图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点，而不是对发明权利要求的限制。

本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。

本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯或混合溶液制备领域常规的纯度要求即可。

本发明所有原料和工艺过程，其牌号或简称均属于本领域常规牌号或简称，每个牌号或简称在其相关用途的领域内均是清楚明确的，本领域技术人员根据牌号、简称以及相应的用途，能够从市售中购买得到或常规方法制备得到，或者采用相应的设备进行实现。

本发明提供了一种控制混合溶液浓度的方法，包括以下步骤：

1)在控制器的计算和控制下，第一介质通过设置有第一控制阀和第一流量计的管道注入容器中，第二介质通过设置有第二控制阀和第二流量计的管道注入容器中，混合后，得到混合溶液；

所述第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀通过控制器进行控制；

2)当容器内的混合溶液到达标准液位时，通过控制器控制工作泵启动，同时关闭第一控制阀、第二控制阀与第三控制阀，开启第四控制阀，工作泵抽取容器内的混合溶液用于工作台后，通过第二回流管道回到容器中；

所述容器的出口管路上连接有混合溶液工作管路和混合溶液回流管路；

所述第三控制阀设置在所述混合溶液回流管路上；

所述混合溶液回流管路的出口端接入容器中，形成内循环；

所述工作泵和第四控制阀设置在所述混合溶液工作管路上；

所述混合溶液工作管路通过工作泵和第四控制阀与工作台相连接，工作台的工作混合溶液出口与第二回流管道相连接，形成工作循环；

3)当容器内的混合溶液液位达到设定的低液位时，在控制器的计算和控制下，计算需要添加的第一介质和第二介质的量，控制器控制第一控制阀与第二控制阀打开，向容器内分别注入第一介质和第二介质，再通过第一流量计将第一介质的注入量和通过第二流量计将第二介质的注入量的信号反馈给控制器，当第一介质的注入量达到要求注入量时，控制器关闭第一控制阀，当第二介质的注入量达到要求注入量时，控制器关闭第二控制阀；

所述容器上设置有液位计；

所述液位计的信号与控制器进行关联。

本发明首先在控制器的计算和控制下，第一介质通过设置有第一控制阀和第一流量计的管道注入容器中，第二介质通过设置有第二控制阀和第二流量计的管道注入容器中，混合后，得到混合溶液；

所述第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀通过控制器进行控制。

在本发明中，所述步骤1)中的计算方法优选包括以下步骤：

已知第一介质的摩尔浓度为C₁mol/l，第二介质的摩尔浓度为C₂mol/l，设定满足工作条件的混合溶液中第二介质的摩尔浓度为C₀mol/l，容器内混合溶液液位到达标准液位时混合溶液体积为V₀；

控制器计算出需要添加的第一介质和第二介质的体积，计算公式优选如下：

V₀＝V₁+V₂

在本发明中，所述步骤1)中，控制和混合的具体过程优选包括以下步骤：

开始工作时，控制器控制第一控制阀和第二控制阀打开，第一流量计和第二流量计分别计量第一介质与第二介质注入容器中的量，第一流量计和第二流量计还分别将注入容器内第一介质与第二介质的量反馈给控制器，随着混合溶液的液位达到低液位时，打开第三控制阀，当第一介质的注入量达到V₁时，控制器关闭第一控制阀；当第二介质的注入量达到V₂时，控制器关闭第二控制阀，液位到达混合溶液的标准液位。

在本发明中，所述步骤1)中，控制和混合的具体过程优选还包括以下步骤：

开始工作时，控制器控制第一控制阀和第二控制阀打开，第一流量计和第二流量计分别计量第一介质与第二介质注入容器中的量，第一流量计和第二流量计还分别将注入容器内第一介质与第二介质的量反馈给控制器，当容器内混合溶液液位达到低液位时，控制器控制泵启动，同时第三控制阀开启，第四控制阀处于关闭状态，工作泵抽出的混合溶液通过回流管道回流到容器内。当第一介质的注入量达到V₁时，控制器关闭第一控制阀；当第二介质的注入量达到V₂时，控制器关闭第二控制阀，液位到达混合溶液的标准液位。

所述第三控制阀打开，混合溶液通过混合溶液回流管路回到容器内，进行循环；

在本发明中，所述容器上优选设置有第一浓度检测器。

在本发明中，所述第一浓度检测器的信号优选与控制器进行关联。

在本发明中，所述步骤1)还优选包括以下步骤，所述第一浓度检测器将混合溶液中的第二介质浓度的信号反馈给控制器，通过与设定的混合溶液中第二介质的浓度C₀进行比对，用以进行验证和/或调整。

本发明再当容器内的混合溶液到达标准液位时，通过控制器控制工作泵启动，同时关闭第一控制阀、第二控制阀与第三控制阀，开启第四控制阀，工作泵抽取容器内的混合溶液用于工作台后，通过第二回流管道回到容器中。

所述容器的出口管路上连接有混合溶液工作管路和混合溶液回流管路；

所述第三控制阀设置在所述混合溶液回流管路上；

所述混合溶液回流管路的出口端接入容器中，形成内循环；

所述工作泵和第四控制阀设置在所述混合溶液工作管路上；

所述混合溶液工作管路通过工作泵和第四控制阀与工作台相连接，工作台的工作混合溶液出口与第二回流管道相连接，形成工作循环。

本发明最后当容器内的混合溶液液位达到设定的低液位时，在控制器的计算和控制下，计算需要添加的第一介质和第二介质的量，控制器控制第一控制阀与第二控制阀打开，向容器内分别注入第一介质和第二介质，再通过第一流量计将第一介质的注入量和通过第二流量计将第二介质的注入量的信号反馈给控制器，当第一介质的注入量达到要求注入量时，控制器关闭第一控制阀，当第二介质的注入量达到要求注入量时，控制器关闭第二控制阀；

所述容器上设置有液位计；

所述液位计的信号与控制器进行关联。

在本发明中，所述低液位具体优选为混合溶液经过生产损耗，造成的损失累积后，形成的低液位。具体的，所述损失优选指的是第一介质和第二介质共同损失，可以具体为等比损失。

在本发明中，所述步骤3)中的计算方法优选包括以下步骤：

当容器内的混合溶液液位达到设定的低液位时，已知初始设定配比的混合溶液第二介质的摩尔浓度为C₀mol/l，第二介质的摩尔浓度为C₂mol/l，容器内需要添加的溶液体积为V₀₁；

容器内混合溶液液位到达标准液位，控制器计算需要添加的第一介质和第二介质的体积V₁₁和V₂₁，计算公式如下：

V₀₁＝V₁₁+V₂₁

在本发明中，所述步骤3)中，控制的具体过程优选包括以下步骤：

基于控制器计算出的需要注入容器内的第一介质的体积V₁₁与第二介质的体积V₂₁，控制器控制开启第一控制阀与第二控制阀，并向容器内分别注入V₁₁和V₂₁量的第一介质和第二介质，通过流量计将第一介质和第二介质的注入量的信号反馈给控制器，当第一介质的注入量达到V₁₁时，控制器关闭第一控制阀；当第二介质的注入量达到V₂₁时，控制器关闭第二控制阀。

在本发明中，所述第一介质和第二介质的注入速度优选采用第一控制阀与第二控制阀分别进行控制，进而防止某一介质过快或过慢注入导致容器内混合溶液浓度急剧变化。

在本发明中，所述方法还优选包括实时检测和联动控制的步骤。

在本发明中，所述容器上优选设置有第一浓度检测器。

在本发明中，所述第一浓度检测器的信号优选与控制器进行关联。

在本发明中，所述混合溶液工作管路上优选设置有第二浓度检测器。

在本发明中，所述第二浓度检测器的信号优选与控制器进行关联。

在本发明中，所述实时检测和联动控制的步骤优选包括以下步骤：

4)混合溶液在进行工作时，容器上的第一浓度检测器和混合溶液工作管路上的浓度检测仪，时时检测混合溶液中第二介质的浓度，并将检测信号反馈给控制器；

当检测到混合溶液中第二介质的浓度低于设定的满足工作条件的介质浓度时，控制器通过计算和控制，注入第二介质来修正混合溶液中第二介质的浓度值；当检测到混合溶液中第二介质的浓度高于设定的满足工作条件的介质浓度时，控制器通过计算和控制，注入第一介质来修正混合溶液中第二介质的浓度值达到达到满足工作条件第二介质的浓度。

在本发明中，所述步骤4)中的计算方法优选包括以下步骤：

已知第二介质的摩尔浓度为C₂mol/l，满足工作条件的混合溶液中第二介质的摩尔浓度为C₀mol/l，基于容器内的液位，已知容器内混合溶液的体积为V₀₂，控制器计算需要添加第一介质的量或第二介质的量；

具体的，控制器计算出需要添加的第一介质的量为V₁₂或第二介质的量为V₂₂，计算公式如下：

在本发明中，所述步骤4)中，控制的具体过程优选包括以下步骤：

当检测到混合溶液中第二介质的浓度低于设定的满足工作条件的介质浓度90％时，控制器计算出需要注入容器内第二介质的量，控制器控制第四控制阀关闭、第三控制阀开启以及第二控制阀开始并注入第二介质，流量计检测注入第二介质的量，当注入第二介质的量到达时，控制器控制关闭第二控制阀和第三控制阀，并再次开启第四控制阀；

当检测到混合溶液中第二介质的浓度为设定的满足工作条件的介质浓度的90％且小于95％时，控制器计算出需要注入容器内第二介质的量，控制器控制第二控制阀开始并注入第二介质，流量计检测注入第二介质的量，当注入第二介质的量到达时，控制器控制关闭第二控制阀；

当检测到混合溶液中第二介质的浓度高于设定的满足工作条件的介质浓度110％时，控制器计算出需要注入容器内第一介质的量，控制器控制第四控制阀关闭、第三控制阀开启以及第一控制阀开始并注入第一介质，流量计检测注入第一介质的量，当注入第一介质的量到达时，控制器控制关闭第一控制阀和第三控制阀，并再次开启第四控制阀；

当检测到混合溶液中第二介质的浓度大于设定的满足工作条件的介质浓度的105％且小于等于110％时，控制器计算出需要注入容器内第一介质的量，控制器控制第一控制阀开始并注入第一介质，流量计检测注入第一介质的量，当注入第一介质的量到达时，控制器控制关闭第一控制阀。

在本发明中，所述实时检测优选包括，为应对实际影响因素导致的混合溶液工作过程中，容器内的混合溶液中第二介质的摩尔浓度偏离满足工作条件的混合溶液中第二介质的摩尔浓度C₀的实施检测。

在本发明中，所述实际影响因素优选包括生产损耗造成的单一介质损失。

在本发明中，所述第一介质优选包括水或添加剂。

在本发明中，所述第二介质优选包括过氧乙酸、氯水、双氧水、弱酸溶液或弱碱溶液。

在本发明中，所述用于工作台具体包括用于工作台中的待清洗物品。

在本发明中，所述待清洗物品优选包括酒类瓶、饮料瓶和饮用水瓶中的一种或多种，更优选为酒类瓶、饮料瓶或饮用水瓶。

在本发明中，所述混合溶液优选包括清洗用混合溶液。

在本发明中，所述清洗用混合溶液具体优选为用于对待清洗物品进行冲洗和/或灭菌的混合介质，更优选为用于对待清洗物品进行冲洗或灭菌的混合介质。

在本发明中，所述容器优选包括规则容器。

在本发明中，所述规则容器优选包括圆筒形容器、长方体容器、正方体容器或圆台型容器。

本发明为完整和细化整体技术方案，更好的保证混合溶液介质浓度的稳定性和精准性，进一步提高方法的可控性，上述控制混合溶液介质浓度的方法具体可以为以下内容：

参见图1，图1为本发明提供的混合溶液介质浓度控制过程工艺示意简图。其中，1为圆筒型规则容器、2为水泵、3为浓度检测仪、4为控制阀、5为流量计、6为接收液位计、7为控制器。

如图1所示，在圆筒型规则容器1上布置一液位计6，水泵2连接容器1，浓度检测仪3分别连接容器1和水泵出口；介质1和介质2分别通过控制阀4的开合导入容器1中，流量计5分别安装在介质1与介质2的管道上，并与控制阀4相连用以计量注入容器1内介质的量；控制器7接收液位计6、两个浓度检测仪3与流量计5的反馈信号，并对三个控制阀4和工作泵2进行控制。

假设生产时的混合溶液由两种不同介质1和介质2混合而成，其中介质1的摩尔浓度为C₁mol/l，介质2的摩尔浓度为C₂mol/l，满足生产条件的混合溶液中介质2的浓度为C₀mol/l。

开始工作时，控制器7控制控制阀1、控制阀2和控制阀3打开，流量计5分别计量介质1与介质2注入空的圆筒型容器1中的量，直到液位到达标准液位L₁，容器内液位到达标准液位时混合溶液体积为V₀，需要注入介质1的体积为V₁、介质2的体积为V₂，根据设定的条件，控制器7可计算出需要添加的介质1和介质2的体积，计算如下：

流量计5将注入容器内介质1与介质2的量反馈给控制器7，当介质1的注入量达到V₁时，控制器7关闭控制阀1；当介质2的注入量达到V₂时，控制器7关闭控制阀2。在两种不同介质注入容器1内至标准液位L1期间，工作泵2不工作，混合溶液可通过回流管道回到容器1内。安装在圆筒型容器1上浓度检测1将混合后溶液中介质2浓度的信号反馈给控制器7，通过与设定混合溶液中介质2的浓度C₀进行比对，用以验证上述理论计算是否正确。

当容器1内液位到达标准液位时，控制器7控制工作泵2启动，同时关闭控制阀1、控制阀2与控制阀3，工作泵2抽取容器1内的混合溶液经过工作台生产后，通过回流管道回到容器1中。

由于工作后的混合溶液会造成小部分损失，当容器内混合溶液液位达到低液位L₃时，系统按初始设定配比的混合溶液介质2摩尔浓度C₀mol/l自动计算需要添加的介质1和介质2的量V₁₁和V₂₁，直到容器内液位到达标准液位，设容器内需要添加的溶液体积为V₀₁。

则

程序自动计算出注入容器内1介质1与介质2的体积V₁₁和V₂₂，控制器7控制控制阀1与控制阀2打开，向容器1内分别注入V₁₁和V₂₁量的介质1和介质2，同样通过流量计5将两介质的注入量的信号反馈给控制器7，当介质1的注入量达到V₁₁时，控制器7关闭控制阀1；当介质2的注入量达到V₂₁时，控制器7关闭控制阀2。

理想状态下不考虑外界因素的干扰，只要容器内混合溶液处于低液位，系统按初始配比的介质2浓度同时注入一定量介质1和介质2直到液位达到标准液位，容器内混合溶液中介质2的浓度会一直处于稳定值。但外在因素的影响也不可忽略，比如高温导致介质2不断挥发，导致混合溶液介质2的浓度降低或介质1的蒸发导致介质2的浓度升高。

实际工作时，安装在容器1上和工作泵2出口的浓度检测仪时时检测混合溶液中介质2的浓度，并将检测信号反馈给控制器7。若检测到混合溶液中介质2的浓度比设定满足生产条件的介质浓度C₀范围低，系统通过计算自动控制注入一定量的介质2来修正混合溶液中介质2的浓度值。设此时容器1内液位处于L₂处，基于容器内的液位，已知容器1内混合溶液体积为V₀₂，需要添加介质2的量为V₂₂。

则：

程序自动计算出需要注入容器1内介质2的量V₂₂，控制器7控制控制阀2开启，流量计5检测注入介质2的量，当注入介质2量到达V₂₂时，控制器7关闭控制阀4。同理，若浓度仪检测仪检测浓度比设定浓度C₀高，程序自动控制注入一定量介质1修正混合溶液介质2浓度直至达到满足生产条件的合理范围内。

同样地，在开始生产时，通过理论计算向空容器1内分别注入一定量的介质1与介质2到达标准液位过程中，若因管道损失导致的容器1上的浓度检测1的检测值与设定值C₀比对差值大，不能满足生产条件，系统同样可以用上述方法不断修正介质1和介质2的注入量直至满足生产条件。

由于容器1内的液面高度是动态变化的，控制系统修正混合溶液介质2浓度也是一个动态变化的过程，浓度检测仪实时将检测信号反馈给控制器7，通过反馈信号程序不断修正需要注入容器1内的两介质的量，直至容器1内混合溶液介质2的浓度趋向稳定。

具体的，可用膜片阀，角阀、蝶阀等控制介质导入。

具体的，可用液位计、压力传感器等检测容器内液位。

具体的，容器可做成方形(混合溶液体积＝长x宽x液位高度)、圆筒型等规则形状。

本发明上述内容提供了一种控制混合溶液浓度的方法。本发明从混合溶液介质浓度实时检测与不同介质注入自动控制两个方面入手，建立控制与反馈修正的闭环，时时比对设定混合溶液介质浓度与实际浓度差值，进而进行不同介质供应量的调节，保证最终的浓度趋向稳定。

本发明采用规则型容器，通过在不同介质导入管道的控制阀后布置流量计，实现介质导入量的准确计量；而且通过在规则容器上布置液位计，程序可自动计算将液位高度转换为混合溶液的体积；当容器内液位处于低液位时，程序自动控制按设定配比加入不同介质的量至标准液位；同时以实测介质浓度与设定浓度的差值，算法调节自动控制阀，配合流量计修正不同介质导入的供应量；再将介质浓度检测数据与介质供应参数关联，建立混合溶液介质浓度检测修正与介质流量控制的闭环系统。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种混合溶液介质浓度的控制方法进行详细描述，但是应当理解，这些实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制，本发明的保护范围也不限于下述的实施例。

实施例1

配置双氧水溶液

设定满足工作条件的浓度C₀＝10mol/l(满足生产工艺要求的双氧水浓度范围控制在C₀±8％)；

第一介质为水，第二介质为浓度为C₂＝90mol/l的双氧水；

圆筒型容器底面直径为800mm，高度为700mm；

标准液位高度L₁＝500mm，低液位L₃＝200mm，液位L₂＝400mm。

采用本发明上述提供的控制混合溶液介质浓度的方法进行控制，具体控制过程工艺如图1所示。

容器内液位到达标准液位时，混合溶液体积为：

开始工作时，双氧水溶液配置方法如下：

控制器计算出需要添加的第一介质水和第二介质浓度为90mol/l的双氧水的体积V₁和V₂，

V₀＝V₁+V₂＝251.2l

则V₁＝223.29L

V₂＝27.91L。

控制器控制第一控制阀和第二控制阀打开向容器中注入第一介质和第二介质，第一流量计和第二流量计分别记录注入容器中第一介质水的体积和第二介质浓度为90mol/l的双氧水的体积，当容器内混合溶液液位达到低液位L₃时，控制器控制泵启动，同时控制阀3开启，控制阀4处于关闭状态，工作泵抽出的混合溶液通过回流管道回流到容器内。

当第二流量计记录的第二介质体积到V₂＝27.91L时，控制器控制第二控制阀关闭。同样地，当第一流量计记录的第一介质体积到V₁＝223.29L时，控制器控制第一控制阀关闭。

容器上的第一浓度检测仪时时将双氧水浓度检测结果反馈给控制器，当容器内混合溶液达到标准液位时，第一浓度检测仪检测浓度等于设定浓度C₀＝10mol/l，此阶段混合溶液内循环，基本无损耗。

当容器内混合溶液达到标准液位时L₁时，控制器关闭控制阀3，同时开启控制阀4，工作泵抽取混合溶液进行工作，工作后的混合溶液通过回流管道回流到容器中。同时容器上的第一浓度检测仪时时反馈容器内双氧水浓度值，安装在工作泵出口的第二浓度检测仪时时反馈用于工作的双氧水浓度值，满足生产要求的双氧水浓度值在9.2mol/l～10.8mol/l。

工作过程中双氧水由于挥发等外界因素导致混合溶液浓度慢慢降低，假设在容器内液位处于L₂时，浓度检测仪检测到双氧水浓度C₂₁＝9mol/l，此时双氧水浓度已不满足生产工艺要求，控制器关闭控制阀4，同时开启控制阀3，工作泵抽出的混合溶液直接回流到容器中。

此时，容器内混合溶液体积为：

需要向容器内注入第二介质浓度为90mol/l的双氧水的体积为V₂₁，

控制器由下式计算：

得到需注入第二介质的体积V₂₁＝2.512L。

控制器开启第二控制阀向容器内注入90mol/l的双氧水的体积为2.512L，当第二流量计反馈体积达到2.512L时，控制器关闭第二控制阀。同时在向容器内补充第二介质过程中，当容器上的第一液位检测仪检测到混合溶液浓度高于9.2mol/l时，已达到生产条件，控制器关闭第三控制阀，同时开启第四控制阀，工作泵抽取的混合溶液工作后回流到容器中。

实际生产时，若按上述混合溶液浓度低于生产条件时再补充第二介质到满足工艺要求再开启控制阀4开始工作，会导致生产效率低下，可通过控制器设置浓度控制范围在±5％，当处于工作泵出口的第二浓度检测仪检测浓度低于9.5mol/l或高于10.5mol/l时，控制器按上述方法调节容器内双氧水浓度，此状态下可不用关闭控制阀4，一直处于生产状态。

由于实际生产时，混合溶液一直处于损耗状态，当容器内液位处于低液位L₃时，控制器控制第一控制阀与第二控制阀自动补充第一介质和第二介质。

设此时需要向容器内注入第一介质水的体积为V₁₂、第二介质90mol/l的双氧水的体积为V₂₂。

则需要注入容器内的混合溶液体积为：

由下式:

可得：

V₁₂＝133.97L，V₂₂＝16.75L。

此时控制器开启第一控制阀与第二控制阀分别注入第一介质和第二介质，当第一流量计与第二流量计反馈的两介质体积达到计算值时，控制器关闭第一控制阀与第二控制阀(注：通过比例阀调节两介质的注入速度，以防某一种介质过快或过慢注入容器导致容器内混合溶液浓度偏低或者偏高不满足生产工艺要求)。由于处于低液位时注入两介质仍然按初始的配比注入，当两介质注入完毕，容器内液位到达高液位时，此时两浓度检测仪反馈的检测值是满足生产要求的。

实际生产时，安装在容器上的液位检测计与两浓度检测仪反馈的数据是时时变化的，保持控制器在设定的混合溶液双氧水浓度在10mol/l(±5％)的范围外自动调节，不断修正混合溶液双氧水浓度，双氧水的浓度逐渐会趋向于稳定。

以上对本发明提供的一种控制混合溶液浓度的方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有不是不同于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种控制混合溶液浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在控制器的计算和控制下，第一介质通过设置有第一控制阀和第一流量计的管道注入容器中，第二介质通过设置有第二控制阀和第二流量计的管道注入容器中，混合后，得到混合溶液；

所述第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀通过控制器进行控制；

2)当容器内的混合溶液到达标准液位时，通过控制器控制工作泵启动，同时关闭第一控制阀、第二控制阀与第三控制阀，开启第四控制阀，工作泵抽取容器内的混合溶液用于工作台后，通过第二回流管道回到容器中；

所述第四控制阀通过控制器进行控制；

所述容器的出口管路上连接有混合溶液工作管路和混合溶液回流管路；

所述第三控制阀设置在所述混合溶液回流管路上；

所述混合溶液回流管路的出口端接入容器中，形成内循环；

所述工作泵和第四控制阀设置在所述混合溶液工作管路上；

所述混合溶液工作管路通过工作泵和第四控制阀与工作台相连接，工作台的工作混合溶液出口与第二回流管道相连接，形成工作循环；

3)当容器内的混合溶液液位达到设定的低液位时，在控制器的计算和控制下，计算需要添加的第一介质和第二介质的量，控制器控制第一控制阀与第二控制阀打开，向容器内分别注入第一介质和第二介质，再通过第一流量计将第一介质的注入量和通过第二流量计将第二介质的注入量的信号反馈给控制器，当第一介质的注入量达到要求注入量时，控制器关闭第一控制阀，当第二介质的注入量达到要求注入量时，控制器关闭第二控制阀；

所述容器上设置有液位计；

所述液位计的信号与控制器进行关联。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中的计算方法包括以下步骤：

已知第一介质的摩尔浓度为C₁ mol/l，第二介质的摩尔浓度为C₂ mol/l，设定满足工作条件的混合溶液中第二介质的摩尔浓度为C₀ mol/l，容器内混合溶液液位到达标准液位时混合溶液体积为V₀；

控制器计算出需要添加的第一介质和第二介质的体积，计算公式如下：

V₀＝V₁+V₂

所述步骤1)中，控制和混合的具体过程包括以下步骤：

开始工作时，控制器控制第一控制阀和第二控制阀打开，第一流量计和第二流量计分别计量第一介质与第二介质注入容器中的量，第一流量计和第二流量计还分别将注入容器内第一介质与第二介质的量反馈给控制器，随着混合溶液的液位达到低液位时，打开第三控制阀，当第一介质的注入量达到V₁时，控制器关闭第一控制阀；当第二介质的注入量达到V₂时，控制器关闭第二控制阀，液位到达混合溶液的标准液位；

所述第三控制阀打开，混合溶液通过混合溶液回流管路回到容器内，进行循环。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述容器上设置有第一浓度检测器；

所述第一浓度检测器的信号与控制器进行关联；

所述步骤1)还包括以下步骤，所述第一浓度检测器将混合溶液中的第二介质浓度的信号反馈给控制器，通过与设定的混合溶液中第二介质的浓度C₀进行比对，用以进行验证和/或调整。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低液位具体为混合溶液经过生产损耗，造成的损失累积后，形成的低液位；

所述步骤3)中的计算方法包括以下步骤：

当容器内的混合溶液液位达到设定的低液位时，已知初始设定配比的混合溶液第二介质的摩尔浓度为C₀mol/l，第二介质的摩尔浓度为C₂mol/l，容器内需要添加的溶液体积为V₀₁；

容器内混合溶液液位到达标准液位，控制器计算需要添加的第一介质和第二介质的体积V₁₁和V₂₁，计算公式如下：

V₀₁＝V₁₁+V₂₁

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中，控制的具体过程包括以下步骤：

基于控制器计算出的需要注入容器内的第一介质的体积V₁₁与第二介质的体积V₂₁，控制器控制开启第一控制阀与第二控制阀，并向容器内分别注入V₁₁和V₂₁量的第一介质和第二介质，通过流量计将第一介质和第二介质的注入量的信号反馈给控制器，当第一介质的注入量达到V₁₁时，控制器关闭第一控制阀；当第二介质的注入量达到V₂₁时，控制器关闭第二控制阀；

所述第一介质和第二介质的注入速度采用第一控制阀与第二控制阀分别进行控制。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括实时检测和联动控制的步骤；

所述容器上设置有第一浓度检测器；

所述第一浓度检测器的信号与控制器进行关联；

所述混合溶液工作管路上设置有第二浓度检测器；

所述第二浓度检测器的信号与控制器进行关联。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述实时检测和联动控制的步骤包括以下步骤：

4)混合溶液在进行工作时，容器上的第一浓度检测器和混合溶液工作管路上的浓度检测仪，时时检测混合溶液中第二介质的浓度，并将检测信号反馈给控制器；

当检测到混合溶液中第二介质的浓度低于设定的满足工作条件的介质浓度时，控制器通过计算和控制，注入第二介质来修正混合溶液中第二介质的浓度值；当检测到混合溶液中第二介质的浓度高于设定的满足工作条件的介质浓度时，控制器通过计算和控制，注入第一介质来修正混合溶液中第二介质的浓度值达到达到满足工作条件第二介质的浓度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤4)中的计算方法包括以下步骤：

已知第二介质的摩尔浓度为C₂ mol/l，满足工作条件的混合溶液中第二介质的摩尔浓度为C₀ mol/l，基于容器内的液位，已知容器内混合溶液的体积为V₀₂，控制器计算需要添加第一介质的量或第二介质的量；

所述步骤4)中，控制的具体过程包括以下步骤：

当检测到混合溶液中第二介质的浓度低于设定的满足工作条件的介质浓度90％时，控制器计算出需要注入容器内第二介质的量，控制器控制第四控制阀关闭、第三控制阀开启以及第二控制阀开始并注入第二介质，流量计检测注入第二介质的量，当注入第二介质的量到达时，控制器控制关闭第二控制阀和第三控制阀，并再次开启第四控制阀；

当检测到混合溶液中第二介质的浓度为设定的满足工作条件的介质浓度的90％且小于95％时，控制器计算出需要注入容器内第二介质的量，控制器控制第二控制阀开始并注入第二介质，流量计检测注入第二介质的量，当注入第二介质的量到达时，控制器控制关闭第二控制阀；

当检测到混合溶液中第二介质的浓度高于设定的满足工作条件的介质浓度110％时，控制器计算出需要注入容器内第一介质的量，控制器控制第四控制阀关闭、第三控制阀开启以及第一控制阀开始并注入第一介质，流量计检测注入第一介质的量，当注入第一介质的量到达时，控制器控制关闭第一控制阀和第三控制阀，并再次开启第四控制阀；

当检测到混合溶液中第二介质的浓度大于设定的满足工作条件的介质浓度的105％且小于等于110％时，控制器计算出需要注入容器内第一介质的量，控制器控制第一控制阀开始并注入第一介质，流量计检测注入第一介质的量，当注入第一介质的量到达时，控制器控制关闭第一控制阀。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述实时检测包括，为应对实际影响因素导致的混合溶液工作过程中，容器内的混合溶液中第二介质的摩尔浓度偏离满足工作条件的混合溶液中第二介质的摩尔浓度C₀的实施检测；

所述实际影响因素包括生产损耗造成的单一介质损失。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的方法，其特征在于，所述第一介质包括水或添加剂；

所述第二介质包括过氧乙酸、氯水、双氧水、弱酸溶液或弱碱溶液；

所述用于工作台具体包括用于工作台中的待清洗物品；

所述待清洗物品包括酒类瓶、饮料瓶和饮用水瓶中的一种或多种；

所述混合溶液包括清洗用混合溶液；

所述清洗用混合溶液具体为用于对待清洗物品进行冲洗和/或灭菌的混合介质；

所述容器包括规则容器；

所述规则容器包括圆筒形容器、长方体容器、正方体容器或圆台型容器。