CN202110135U - 电解液浑浊度在线检测仪 - Google Patents
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Abstract
一种电解液浑浊度在线检测仪，进液阀和消泡测量池的底部连通，该消泡测量池的出口处的侧壁上相对镶嵌有透镜和石英光学玻璃，该石英光学玻璃和第一硅光电池相对设置，该第一硅光电池和第一信号调理放大器电连通；所述透镜和单色发光二极管相对设置，第二硅光电池和第二信号调理放大器电连通；所述单色发光二极管由光源电路供电；所述第一、第二信号调理放大器均和嵌入式控制器电连通，该嵌入式控制器输出与电解液浑浊度成正比的4-20mA标准信号；所述消泡测量池的出口端连接有出液阀。本实用新型配合相关的光路、电路和机械装置，在原有雷莱公式的基础上为镍电解液浑浊度测量提供了更加方便快捷的全新概念。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种浑浊度测量仪表，更具体地说就是一种能够在线检测电解液内含杂质量的在线检测仪。
背景技术
电解液浑浊度检测仪是用于镍电解液净化过滤过程工艺中，对过滤后镍电解液体内含杂质量测量的装置。目前，可见的电解液浑浊度测量方式有两种：第一种是靠人眼观察来进行，测量过程用人眼来观察颜色的变化判断杂质含量的多少，这种测量方法靠颜色来估计，受光线和人为因素大，不能及时发现杂质含量超标，另外一种为手工测量也就是过滤法，测量时先用量杯取样，滤纸过滤，过滤渣经过过滤、干燥、称重、计算等环节测定电解液体内含杂质的浓度，这种方法虽然能够比较精确测量电解液内含杂质含量，但测量时间长，一旦发生过滤机内滤芯破损，造成杂质超标，直接影响电解液的质量和电解成品的质量。
实用新型内容：
本实用新型提供一种测量精度高，量程范围广，能够实现连续检测电解液内杂质含量的电解液浑浊度在线检测仪。
为此，采用如下技术方案是：一种电解液浑浊度在线检测仪，进液阀通过管道和消泡测量池的底部连通，该消泡测量池的出口处的侧壁上相对镶嵌有透镜和石英光学玻璃，该石英光学玻璃和第一硅光电池相对设置，该第一硅光电池和第一信号调理放大器电连通；所述透镜和单色发光二极管相对设置，在与所述单色发光二极管发出的透射光成90°，且在单色发光二极管的上方设置有第二硅光电池，该第二硅光电池和第二信号调理放大器电连通；所述单色发光二极管由光源电路供电；所述第一、第二信号调理放大器均和嵌入式控制器电连通，该嵌入式控制器输出与电解液浑浊度成正比的4-20mA标准信号；所述消泡测量池的出口端连接有出液阀。
所述消泡测量池包括进样通道和与其隔离的溢流区，处于进样通道和溢流区上方的消泡区；所述消泡测量池的测量区通过通道和所述进样通道连通；所述进液阀通过管道和所述进样通道连通，所述溢流区的底部设有溢流管，所述消泡区的顶部设有放空管。
所述通道以30°倾斜角连通所述测量区和进样通道。
本实用新型依据雷莱公式开发，测量原理如下：
一束特定光谱的平行光通过溶液时，一部分被吸收和散射，一部分透过溶液。与入射光成90°方向的散射，散射光的强度符合雷莱公式：
Is =KNV2Io/A4
因此在一定波长和入射光稳定时，且液体内微粒一定范围内，散射光强度和电解液内的微粒成正比。
因此可将公式整理为：Is / Io = K′N
式中：
Io-入射光强度 Is-散射光强度 N-单位溶液微粒数 V-微粒体积 A -入射光波长 K-系数 K′-系数
根据这一公式，我们可以通过测定电解液中微粒的散射光强度来测量电解液的浑浊度。这是仪表测量的基本测量原理。
本实用新型配合相关的光路、电路和机械装置，在原有雷莱公式的基础上为镍电解液浑浊度测量提供了更加方便快捷的全新概念，具体包括：
1．采用了散射光强度和入射光强度结合测量方式，仪表的精度高、测量范围广。
2．发明了自动消泡器，解决了溶液中的气泡对测量造成的测量误差。
3．采用480nm波长的发光二极管作为单色光源，测量稳定可靠。
4．测量信号采用了标准的仪表信号，方便接入各类显示记录仪表和控制系统。
5．仪表外壳、消泡测量池采用全塑材料，防护等级高，解决了腐蚀问题。
上述的功能设计都是现有电解液浑浊度测量中所没有的，本实用新型克服了人眼观测不准确、手工过滤测量不及时的缺点，为镍电解液浑浊度的检测提供了测量准确可靠的在线检测仪表。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型光源电路图；
图3为本实用新型信号调理放大器电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示：镍电解液经过取样阀1进入消泡测量池2中的进样A通道, 由于电解液内泡沫比重远远小于镍电解液的比重，所以泡沫被迅速上升到具有消泡功能的B区，破裂泡沫中的气体通过B区上部的放空管3将气体排出，未破裂的泡沫同部分液体进入溢流区C内，通过底部的溢流管4流出，消泡后的液体经过D区，D区采用角度为30°的斜坡，电解液内的微小泡沫，沿着D区也上升到B区，完成消泡，进入测量区E后经过出液阀5将液体排出，测量过程中，为保证测量区E内充满液体，须调节进样阀1和出液阀5的开度，使仪器进液流量大于出液流量。由于电解液具有较强的腐蚀性，所以消泡测量池采用聚丙烯塑料制成。为避免光源电路电流的波动引起光强度的变化，影响浊度测量的稳定性，单色发光二极管7的供电采用输出电压可变的三端集成稳压器LM317构成的稳流器两级稳流源直流电源6，单色发光二极管7在所述直流电源6的驱动下，发出480nm的单色光源，经过透镜8变为平行光透过电解液，平行光通过电解液时，一部分被吸收，一部分透过被测液体，透射光照经过嵌在测量池上的石英光学玻璃9，照射到TCZ 6×6型硅光电池10，将光信号转换成电压信号，完成散射光的测量。在单色发光二极管7光源上部，与透射光成90度的入射光，进入TCZ 6×6型硅光电池11，用来检测LED光源的入射光强度，被检测到的散射光强度和入射光强度，分别进入高阻抗双通道运算放大集成电路（15）为核心的信号调理放大器（12 、13），将两束光信号调理成0-5mA的电流信号分别接入型号为EDC5000-AO的嵌入式控制器（14）的模拟量输入端AI1、AI2端子，通过嵌入式控制器（14）运算和转换，将信号转换为与电解液换浊度成正比的4-20mA标准信号从嵌入式控制器（14）的模拟量输出AO1端子输出。
参照图2，所述光源电路工作原理为：交流9v的电压经过全波桥式整流电路将交流转换为直流，直流经过C3、C4电容滤波后经过第一级型号为LM317的可调三端稳压器，通过调节电位器R3将第一级电压调整为4.5v进入第二级型号为LM317，改变R11的值，将输出电流准确地调整到120mA，从而满足单色LED二极管(7)的要求。
参照图3，所述的信号调理放大器（12、13）是以一块型号为LF353的高阻抗双通道运算放大集成电路（15）为核心，配合相关的外围电路组成，电路工作原理为：硅光电池（10、11）接收光信号并转换为10-7A数量级信号，正端2、3短接后接入高阻抗双通道运算放大集成电路（15）的第二管脚，负端接地，硅光电池（10、11）发出的电信号，分别进入高阻抗双通道运算放大集成电路（15）中的U1A、U1B构成的两级负反馈放大电路将信号放大，将信号放大到0-5mA电流信号，从集成电路第七管脚输出；通过同轴电缆将连接到嵌入式电路板（14）的模拟量输入端子AI1、AI2，经过嵌入式控制器的运算将信号转换为与电解液浑浊度成正比的4-20mA标准信号从输出接口A01输出送至显示仪表或过程控制系统。电路中R29为第一级放大反馈电阻，电位器R33和电阻R32为第二级反馈电阻，电位器R33为放大倍数调整电阻。
以上所述内容仅为本次实用新型构思下的基本说明，而依据本方案所作的任何等效变换，均为本实用新型保护范围。
Claims (5)
1.一种电解液浑浊度在线检测仪，其特征在于：进液阀（1）通过管道和消泡测量池（2）的底部连通，该消泡测量池（2）的出口处的侧壁上相对镶嵌有透镜（8）和石英光学玻璃（9），该石英光学玻璃（9）和第一硅光电池（10）相对设置，该第一硅光电池（10）和第一信号调理放大器（12）电连通；所述透镜（8）和单色发光二极管（7）相对设置，在与所述单色发光二极管（7）发出的透射光成90°，且在单色发光二极管（7）的上方设置有第二硅光电池（11），该第二硅光电池（11）和第二信号调理放大器（13）电连通；所述单色发光二极管（7）由光源电路（6）供电；所述第一、第二信号调理放大器（12、13）均和嵌入式控制器（14）电连通，该嵌入式控制器（14）输出与电解液浑浊度成正比的4-20mA标准信号；所述消泡测量池（2）的出口端连接有出液阀（5）。
2.根据权利要求1所述的一种电解液浑浊度在线检测仪，其特征在于：所述消泡测量池（2）包括进样通道（A）和与其隔离的溢流区（C），处于进样通道（A）和溢流区（C）上方的消泡区（B）；所述消泡测量池（2）的测量区（E）通过通道（D）和所述进样通道（A）连通；所述进液阀（1）通过管道和所述进样通道（A）连通，所述溢流区（C）的底部设有溢流管（4），所述消泡区（B）的顶部设有放空管（3）。
3. 根据权利要求2所述的一种电解液浑浊度在线检测仪，其特征在于：所述通道（D）以30°倾斜角连通所述测量区（E）和进样通道（A）。
4. 根据权利要求1所述的一种电解液浑浊度在线检测仪，其特征在于：所述光源电路的信号传递过程为：交流9v的电压经过全波桥式整流电路将交流转换为直流，该直流经过C3、C4电容滤波后经过第一级可调三端稳压器，通过调节电位器R3将第一级电压调整为4.5v进入第二级三端稳压器，改变R11的值，将输出电流准确地调整到120mA，从而满足单色发光二极管（7）发出480nm波长的要求。
5.根据权利要求1所述的一种电解液浑浊度在线检测仪，其特征在于：所述第一、第二信号调理放大器（12、13）的信号传递过程为：第一、第二硅光电池（10、11）接收光信号并转换为10-7A数量级电信号，其正端2、3短接后分别接入集成电路（15）的第二管脚，其负端接地；信号经过两级电流负反馈放大电路放大，由集成电路（15）第七管脚输出0-5mA的电流信号，通过同轴电缆连接到嵌入式控制器（14）的模拟量输入端子AI1、AI2，经过嵌入式控制器的运算将信号转换为与电解液浑浊度成正比的4-20mA标准信号从输出接口A01输出送至显示仪表或过程控制系统。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103743686A (zh) * | 2013-12-30 | 2014-04-23 | 金川集团股份有限公司 | 一种四氯化钛洁净度在线检测系统 |
| CN105784600A (zh) * | 2014-12-17 | 2016-07-20 | 浙江微兰环境科技有限公司 | 一种光谱吸收水质监测装置 |
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- 2011-06-15 CN CN2011202005961U patent/CN202110135U/zh not_active Expired - Fee Related
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