CN203519460U - 一种涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统，包括：涂料粘度测定装置、清洗废液流通管道、自动消泡装置、浊度测试装置、通信线路和控制器。本系统运用透射法（即分光光度法）在线检测清洗废液的浊度并配合设备控制系统智能地控制清洗工艺，具有测量精度高，量程范围广，能够实现在线检测及数据传输等功能，实现自动化智能化控制，以提高设备的工作效率，改善目前市场上现有设备的不足。

Description

一种涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统

技术领域

本实用新型涉及一种检控技术，特别涉及一种涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统。本实用新型利用了透射光度法在线检测清洗后废液的浊度（与废液中涂料量成正比关系），并依据浊度大小智能地控制涂料粘度测定仪循环清洗的次数。

背景技术

目前市售所有的涂料粘度测定仪在每次测定结束后，均需对料桶及管路进行比较彻底清洗以确保下次实验测定的准确性和精密性，并防止涂料颗粒在仪器料桶及管路壁上的固化、粘附对仪器造成的损坏。尽管某些涂料粘度测定仪具备有人工设定清洗工艺的功能，但洗净程度是以人眼观察清洗废液的混浊情况（即目测浊度）来判断。由于通常洗净所需的清洗的次数较多，所以需要操作人员不断地对洗后的废液进行观察，直到洗净为止；再者，由于清洗废液中含有大量细小气泡，会干扰人眼对废液洁净程度的观察。如此繁琐、耗时的步骤严重影响到操作人员的工作效率和能动性，也会由于人的主观误判而对下次实验检测的准确性和仪器的维护产生不利的影响。

实用新型内容

本实用新型的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统，该系统具有测量灵敏度高、精度好，量程范围广，能够实现连续检测及数据传输等功能。

本实用新型的首要目的通过下述技术方案实现：一种涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统，包括涂料粘度测定装置、第一清洗废液流通管道、自动消泡装置、第二清洗废液流通管道、第三清洗废液流通管道、浊度测试装置、第一通信线路、控制器和第二通信线路；所述涂料粘度测定装置是涂料粘度的测试装置也是清洗的对象；清洗废液从涂料粘度测定装置排出后，通过第一清洗废液流通管道进入自动消泡装置；浊度测试装置对经消泡后的清洗废液进行浊度的测定，经过浊度测试装置测试后的清洗废液从第三清洗废液流通管道排出；涂料粘度测定装置和控制器之间通过第一通信线路连接，浊度测试装置和控制器之间通过第二通信线路连接；第一通信线路和第二通信线路用于信号的传输。从而使整个检控系统构成一个控制回路。

优选的，所述的浊度测试装置包括光源、第一光纤或光路、流动比色皿、第二光纤或光路和光谱仪；所述光源根据ISO7027-1999标准采用峰值波长为860nm的红外光LED；光源发射的光透过流动比色皿后，通过光纤传递或直接照射到光谱仪；光谱仪对接受的光信号进行处理，然后将处理好的数字信号通过第一通信线路输送至控制器。

优选的，所述的自动消泡装置为超声消泡器、缝隙式消泡器、旋流式消泡器、栅式消泡器或变压力式消泡器；自动消泡装置对清洗废液进行消泡处理并控制流量，确保在浊度测量时清洗废液充满流动比色皿。

优选的，所述的流动比色皿与第二清洗废液流通管道和第三清洗废液流通管道连接处平滑连接，流动比色皿采用石英材质，尺寸规格需与清洗废液流通管道相匹配；所述的流动比色皿可拆卸、可更换；所述控制器接收浊度测试装置传输过来的信号，并对信号进行处理，判断是否满足清洗要求，同时通过第二通信线路控制涂料粘度测定装置进行清洗操作。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、在清洗废液浊度检测前使用了自动消泡装置，解决了清洗废液中的气泡对浊度测量造成的误差。

2、浊度检测采用了透射法（即分光光度法）原理的测量方式，设备结构简单，测量精度高、范围广。

3、采用ISO7027标准规定的峰值波长在860nm左右的红外光LED光源，预热时间短，测量稳定可靠，节能且耐用。

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、控制系统采用反馈调节控制技术，提高涂料粘度测定仪的工作效率，实现自动化智能化控制清洗效果。

6、本实用新型克服了涂料粘度测定仪的清洗程度人眼观测不准确和控制清洗工艺繁琐等缺点，为涂料粘度测定仪的使用和维护提供了测量准确可靠的在线检测仪表。

附图说明

图1为Abs-清洗次数关系曲线；

图2为数学模型的预测效果；

图3为智能清洗检控系统方框图；

图4为浊度测试装置方框图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图3所示，本实用新型的智能清洗检控系统包括涂料粘度测定装置1、第一清洗废液流通管道2、自动消泡装置3、第二清洗废液流通管道4、第三清洗废液流通管道5、浊度测试装置6、第一通信线路7、控制器8和第二通信线路9。所述的涂料粘度测定装置1为原涂料粘度测定仪所有；所述的第一清洗废液流通管道2、第二清洗废液流通管道4、第三清洗废液流通管道5可为塑胶、橡胶或金属等材质；所述的自动消泡装置3用于消除清洗废液中的微小气泡，并确保清洗废液充满浊度测试装置6中的流动比色皿12，从而排除微小气泡对浊度测定的干扰。所述的自动消泡装置3可以是超声消泡器、缝隙式消泡器、旋流式消泡器、栅式消泡器和变压力式消泡器等机械物理式消泡器。所述第一通信线路7用于自动消泡装置3与控制器8之间的通信。控制器8接收浊度测试装置6传输过来的信号，并对信号进行处理，判断是否满足清洗要求，同时通过第二通信线路9控制涂料粘度测定装置1进行清洗操作。

如图4所示，所述的浊度测试装置6包含有光源10、第一光纤或光路11、流动比色皿12、第二光纤或光路13和光谱仪14。所述的光源10为符合ISO7027标准规定的峰值波长为860nm的红外光LED光源或卤钨灯光源。所述的第一光纤或光路11和第二光纤或光路13可为光纤用于光信号的传输，或者为没有遮挡的光路，光信号直接照射到相应的部件。所述的流动比色皿12与第一清洗废液流通管道4和第二清洗废液流通管道5连接处无死角，最好采用石英材质，方形，两面透光，尺寸大小视两端清洗废液流通管道的大小而定；光源10发射的光透过流动比色皿12后，通过光纤传递或直接照射到光谱仪14；光谱仪14对接受的光信号进行处理，然后将处理好的数字信号通过第一通信线路7送至控制器8。

本实用新型的工作原理：本实用新型依据了透射法（即分光光度法）原理，测量原理如下：

一束特定光谱的平行光通过液体时，一部分被吸收和散射，一部分透过液体。透射法是用一束光通过一定厚度的待测液体并测量待测液中的悬浮微粒对入射光的吸收和散射所引起的透射光强度的衰减量来确定待测液的浊度。

在透射法中，透射光强度随液体的浊度增加按指数形式衰减，光强的衰减程度与水样的浊度之间的关系可用下式表示：

I_t(T)=gI₀e^-aT，           (1)

在光-电线性转换的条件下得到的电信号：

S_t(T)=KI_t(T)=KgI₀e^-aT，       (2)

对（2）式两边取对数，整理得：

ln S=C-aT，            (3)

式中C=lnKgI₀为常数。

式(1)、(2)中，I_t(T)为浊度T时的透射光强度，S_t(T)为对应的电信号，I₀为入射光强度，K为测量电路参数所决定的常数，而g、a为测量仪器的几何参数和待测液中悬浮微粒的形状、粒度分布、光谱特性等因素决定的常数。

根据式(1)、(2)，可以通过测定通过涂料粘度测定仪的清洗废液的透射光强度来测量清洗废液的浊度，式(3)表明所得的电信号的对数与对应的浊度间呈线性关系。这是所述的浊度测试装置6的基本原理，如图1所示。

如图2所示，是用一台透射式浊度计对一组不同清洗次数的清洗废液样品进行测量所得到的Abs-清洗次数关系曲线，符合朗伯比尔定律。

在清洗过程中，清洗液与管壁上的残余涂料溶液发生传质交换，涂料中的固形物移动到清洗液中，并被清洗液主体溶液洗出。在这一过程中涂料被洗出主要受两种作用的影响：涂料主要成分在两种液体中的浓度差扩散作用和清洗液流动而产生的冲刷作用。在实际过程中，由于涂料粘度测定仪的活塞运动速度较慢，因此主要考虑清洗液与残余涂料溶液的浓度差扩散作用。

根据传质动力学的相关知识，在残余涂料主要成分的静态扩散过程中无论其在管壁上的初始浓度是多少，经过特定扩散时间后其扩散后的浓度均与扩散前的初始浓度呈一固定比例。即：

$\frac{C_{i+1}^S}{C_i^S}=\mathrm{\λ},---\left(4\right)$

清洗液中的涂料浓度与管壁上流体滞留壁层的体积及清洗液体积相关，则：

$C_{i+1}=(C_i^S-C_{i+1}^S)\frac{V_S}{V_L}=\frac{V_S\·(1-\mathrm{\λ})}{V_L}\·C_i^S,---(5-1)$

$C_i=(C_{i-1}^S-C_i^S)\frac{V_S}{V_L}=\frac{V_S\·(1-\mathrm{\λ})}{V_L}\·C_{i-1}^S,---(5-2)$

$\frac{C_{i+1}}{C_i}=\mathrm{\λ},---(5-3)$

清洗过程的前几次，往往由于清洗液中的涂料浓度过大，造成其信号值超过光学检测器的检测范围。因此，一般以清洗m次后开始计算后续需要清洗的次数。由式（2-3）可知，清洗n次与清洗m次后，清洗液中的涂料浓度关系为：

C_n=C_m·λ^n-m，           （6）

由朗伯比尔定律可知，清洗液中涂料浓度与吸光度的信号值（A）呈线性关系：A_n=kC_n。由此，式（3）可转化为：

A_n=A_m·λ^n-m，            （7）

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统，其特征在于，包括涂料粘度测定装置（1）、第一清洗废液流通管道（2）、自动消泡装置（3）、第二清洗废液流通管道（4）、第三清洗废液流通管道（5）、浊度测试装置（6）、第一通信线路（7）、控制器（8）和第二通信线路（9）；所述涂料粘度测定装置（1）用于涂料粘度的测试；清洗废液从涂料粘度测定装置（1）排出后，通过第一清洗废液流通管道（2）进入自动消泡装置（3）；浊度测试装置（6）对经消泡后的清洗废液进行浊度的测定，经过浊度测试装置（6）测试后的清洗废液从第三清洗废液流通管道（5）排出；涂料粘度测定装置（1）和控制器（8）之间通过第一通信线路（7）连接，浊度测试装置（6）和控制器（8）之间通过第二通信线路（9）连接；第一通信线路（7）和第二通信线路（9）用于信号的传输。

2.根据权利要求1所述的涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统，其特征在于，所述的浊度测试装置（6）包括光源（10）、第一光纤或光路（11）、流动比色皿（12）、第二光纤或光路（13）和光谱仪（14）；所述光源（10）根据ISO7027-1999标准采用峰值波长为860nm的红外光LED；光源（10）发射的光透过流动比色皿（12）后，通过光纤传递或直接照射到光谱仪（14）；光谱仪（14）对接受的光信号进行处理，然后将处理好的数字信号通过第一通信线路（7）输送至控制器（8）。

3.根据权利要求2所述的涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统，其特征在于，所述的自动消泡装置（3）为超声消泡器、缝隙式消泡器、旋流式消泡器、栅式消泡器或变压力式消泡器；自动消泡装置（3）对清洗废液进行消泡处理并控制流量，确保在浊度测量时清洗废液充满流动比色皿（12）。

4.根据权利要求2所述的涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统，其特征在于，所述的流动比色皿（12）与第二清洗废液流通管道（4）和第三清洗废液流通管道（5）连接处平滑连接。

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