一种涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统及其检控方法
【专利摘要】本发明公开了一种涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统及其检控方法。智能清洗检控系统主要包括涂料粘度测定装置、清洗废液流通管道、消泡装置、浊度测试装置、通信线路和计算机。检控方法包括以下步骤：1.启动光源；2.设置单次清洗水量和清洗压力；3.启动涂料粘度测定装置和浊度测试装置，从第四遍清洗开始对每一遍清洗的废液进行三次浊度测定；4.计算机对浊度值数字信号进行求平均值，并对平均值与系统值计算相对误差；5.当相对误差小于5%时清洗结束；当相对误差大于5%时，继续清洗直到相对误差小于5%时才结束清洗。本系统运用透射法在线检测清洗废液的浊度并配合设备控制系统，实现自动化智能化清洗操作。
【专利说明】一种涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统及其检控方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检控技术，特别涉及一种涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统及其检控方法。本发明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】
[0002]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。
【发明内容】
[0003]本发明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。
[0004]本发明的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种应用于涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统的检控方法，该方法可用于在线检测涂料粘度测定仪清洗废液的浊度，配合设备控制系统，反馈调节清洗工艺，以提高涂料粘度测定仪的工作效率，实现自动化智能化控制，有效克服了目前市场上现有涂料粘度测定仪在上述方面的不足。
[0005]本发明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、计算机和第二通信线路；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计算机之间通过第一通信线路连接，浊度测试装置和计算机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，使整个检控系统构成一个控制回路。
[0006]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IS07027-1999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送至计算机。[0007]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。
[0008]优选的，所述的第一清洗废液流通管道、第二清洗废液流通管道和第三清洗废液流通管道的材质为塑胶、橡胶或金属；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个平滑连接，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；所述计算机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。
[0009]本发明的另一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的检控方法，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；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；光谱仪与计算机通过第一通信线路连接；
[0010]该方法至少包括以下步骤:
[0011]步骤1、当涂料粘度测试结束，进入设备清洗阶段时，通过计算机控制光源启动；
[0012]步骤2、设置涂料粘度测定装置的单次清洗水量和清洗压力；
[0013]步骤3、启动涂料粘度测定装置和浊度测试装置对涂料粘度测定仪进行三遍以上的清洗；从第四遍清洗开始，浊度测试装置对每一遍清洗的废液进行三次浊度测定；
[0014]步骤4、计算机接收第一通信线路传输来的清洗废液的浊度值数字信号，并计算每遍清洗的三次检测结果的平均值，然后将该平均值与系统值进行相对误差运算；
[0015]步骤5、当系统值和实测浊度值平均值的相对误差小于5%时，清洗结束；当系统值和实测浊度值平均值的相对误差大于5%时，继续下一遍清洗，直到两者误差小于5%时才结束清洗。
[0016]优选的,所述的系统值为自来水或清洗用水的浊度值。
[0017]本发明的工作原理:本发明依据了透射法(即分光光度法)原理，测量原理如下:
[0018]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。
[0019]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:
[0020]It ⑴=g10e-aT，(1)
[0021]在光-电线性转换的条件下得到的电信号:
[0022]St(T)=KIt(T)=KgIcie-aT,(2)
[0023]对(2)式两边取对数，整理得:
[0024]InS=OaT，(3)
[0025]式中C=InKgIci 为常数。
[0026]式⑴、⑵中，IJT)为浊度T时的透射光强度，St (T)为对应的电信号，10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。[0027]根据式(I)、(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。
[0028]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。
[0029]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。
[0030]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:
【权利要求】
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)、计算机(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(I)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(I)和计算机(8)之间通过第一通信线路(7)连接，浊度测试装置(6)和计算机(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，使整个检控系统构成一个控制回路。
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IS07027-1999标准采用峰值波长在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)送至计算机(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，所述的第一清洗废液流通管道(2)、第二清洗废液流通管道(4)和第三清洗废液流通管道(5)的材质为塑胶、橡胶或金属；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，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(12)可拆卸、可更换；所述计算机(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(I)进行清洗操作。
5.一种权利要求1所述涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统的检控方法，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);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)与计算机(8)通过第一通信线路(7)连接； 该方法至少包括以下步骤: 步骤1、当涂料粘度测试结束，进入设备清洗阶段时，通过计算机(8)控制光源(10)启动； 步骤2、设置涂料粘度测定装置(I)的单次清洗水量和清洗压力； 步骤3、启动涂料粘度测定装置(I)和浊度测试装置(6 )对涂料粘度测定仪进行三遍以上的清洗；从第四遍清洗开始，浊度测试装置(6)对每一遍清洗的废液进行前、中、后三次浊度测定； 步骤4、计算机(8)接收第一通信线路(7)传输来的清洗废液的浊度值数字信号，并计算每遍清洗的三次检测结果的平均值，然后将该平均值与系统值进行相对误差运算；步骤5、当系统值和实测浊度值平均值的相对误差小于5%时，清洗结束；当系统值和实测浊度值平均值的相对误差大于5%时，继续下一遍清洗，直到两者误差小于5%时才结束清洗。
6.根据权利要求5所述的涂料粘度测定仪的智能清洗检控系统的检控方法，其特征在于，所述步骤4中，所述`的系统值为自来水或清洗用水的浊度值。
【文档编号】G01N11/00GK103487352SQ201310455281
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】刘道恒, 陈海祥, 胡会超, 辛丽平, 柴欣生 申请人:华南理工大学