一种快速纸浆卡伯值测定仪及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种快速纸浆卡伯值测定仪及其控制方法，包括反应池、与反应池相通且结构相同的三个加液单元和承载反应池的磁力搅拌器；还包括步进电机、与步进电机连接的滑行轨道、设于滑行轨道上的滑块和上下限位开关、与滑块固定连接的支架；还包括比色皿、废液池、蠕动泵，蠕动泵可将液体由反应池经比色皿抽到废液池内；还包括光源、光电转换装置、数据显示装置，光源发出的光经比色皿，由光电转换装置接收、转换并输送给单片机；测定仪上电后会进行自检，以确保处于正常初始状态，同时驱动电源发光进行预热；在正式检测待测样品前，需先进行扣空白、测底液、测标样操作，再检测待测样品；实验结束后，清洗装置。
【专利说明】一种快速纸浆卡伯值测定仪及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及制浆造纸过程中纸浆卡伯值的测定，尤其涉及一种快速纸浆卡伯值测定仪及其控制方法。
【背景技术】
[0002]纸浆卡伯值是制浆工艺中的一个重要控制参数，同时也是后续漂白工艺加入漂白剂用量的依据。快速、准确地测定未漂纸浆的卡伯值将有助于及时了解原料的蒸煮程度，从而对蒸煮条件进行相应的调整。这对与优化制浆生产，即:提高原材料的利用率、保证纸浆的质量、节能减排，有着非常重要的现实意义。目前，普遍使用的测定纸浆卡伯值的方法仍然是传统的滴定法(TAPP1-T236、SCAN-Cl:77、IS0302)，这些测定方法不仅步骤繁琐、耗时，而且测量结果受到滴定终点判断、实验操作熟练程度和操作顺序等人为因素的影响。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、易于操作控制的快速纸浆卡伯值测定仪及其控制方法。
[0004]本发明通过下述技术方案实现:
[0005]一种快速纸浆卡伯值测定仪，包括反应池2、与反应池2相通且结构相同的三个加液单元和承载反应池2的磁力搅拌器9，这三个加液单元分为第一加液单元11、第二加液单元12、第三加液单元13 ;这三个加液单元内分别装有蒸馏水、KMnO4溶液、H2SO4溶液；所述磁力搅拌器9的搅拌转子10置于反应池2内；
[0006]所述测定仪还包括:步进电机1、与步进电机I连接的滑行轨道3、设于滑行轨道3上的滑块4、与滑块4固定连接的支架7，所述的滑行轨道3的上下两端分别设有上限位开关5和下限位开关6，所述支架7的垂直部分与反应池2的轴在同一直线上，支架7用于固定承载纸浆样品的样品塞8，所述的样品塞8为圈形，附有一层细网，其直径与反应池8的口径相同；
[0007]所述测定仪还包括:比色皿15、废液池16、蠕动泵14，其中比色皿15的下端接口通过液体流通管道连接反应池2，上端接口通过液体流通管道连接废液池16 ;蠕动泵14提供液体流动的动力，将液体由反应池2经比色皿15抽到废液池16内，所述的比色皿15为流动比色皿，其下端接口为液体入口，上端接口为液体出口；
[0008]所述测定仪还包括:光源17、光电转换装置18、数据显示装置19，光源17发出的光通过光纤传导，经比色皿15，由光电转换装置18接收，经放大、转换后输送给单片机，单片机对数据进行处理并将其显示在数据显示装置19上；
[0009]所述测定仪还包括:电路控制模板，采用单片机作为中央处理器；通过电路控制模板的控制电路与加液单元、磁力搅拌器9、步进电机1、上限位开关5、下限位开关6、蠕动泵14、光源17、光电转换装置18、数据显示装置19电连接。
[0010]上述快速纸浆卡伯值测定仪的控制方法，包括以下步骤:[0011]S1.按下扣空白按钮，单片机收到扣空白信号后，启动蒸馏水加液部件11，向反应池内注入蒸馏水；
[0012]S2.注入蒸馏水后，第一加液单元11自动关闭，并反馈给单片机，然后单片机启动螺动泵14慢档；
[0013]S3.蠕动泵14开启成功的信号反馈给单片机，单片机开始计时，nl秒后自动读取A.riWater ，
[0014]S4.单片机读取数据成功后，启动螺动栗14快档，螺动栗14成功启动后将启动完毕的信号反馈给单片机；
[0015]S5.单片机自收到反馈信号起开始计时，n2秒后关闭蠕动泵14，并将关闭成功信号反馈给单片机，同时扣空白指TjV灯売，以不扣空白完毕；
[0016]S6.按下测底液按钮，单片机向装有KMnO4溶液的第二加液单元12发出启动信号，第二加液单元12启动；
[0017]S7.注入KMn04溶液后，第二加液单元12自动关闭并将已关闭信号反馈给单片机，然后单片机启动磁力揽祥器9 ；
[0018]S8.磁力搅拌器9启动成功后，向单片机发送反馈信号，然后单片机启动装有稀H2SO4溶液的第三加液单元13 ；
[0019]S9.注入H2SO4溶液后，第三加液单元13自动关闭并反馈给单片机，随后单片机启动螺动泵14慢档；
[0020]S10.单片机收到蠕动泵14成功启动的消息后，开始计时，计时nl秒后自动读取
Λ.riEarly ，
[0021]Sll.单片机读取数据成功后，关闭蠕动泵14 ;蠕动泵14将关闭成功的信号反馈给单片机，同时测底液指示灯亮，以示测底液完毕；
[0022]S12.将承载已预处理好的标样的样品塞8固定完毕后，按下测标样按钮，单片机会把请输入标样卡伯值和绝干量的提示信息，输出到显示屏19上；
[0023]S13.按提示要求，成功输入所需数据后，单片机向步进电机I发送启动信号，步进电机I启动，带动滑块4向下运动；
[0024]S14.步进电机I向下运动至触碰下限位开关6时停止，并将停止成功信号反馈给单片机；
[0025]S15.从单片机收到步进电机I停止在下限位开关6的反馈信息时开始计时，η3秒后单片机再次向步进电机I发出启动信号，步进电机I启动后带滑块4向上运动；
[0026]S16.步进电机I向上运动至触碰上限位开关5时止，并将已停止信号反馈给单片机；
[0027]S17.单片机收到反馈信号后，启动螺动栗14慢档，螺动栗14启动，并将已成功启动的信号反馈给单片机；
[0028]S18.单片机从收到该反馈信号后开始计时，nl秒后自动读取；
[0029]S19.成功读取数据后，单片机启动螺动栗14快档，螺动栗14启动，并将已成功启动的信号反馈给单片机；
[0030]S20.从单片机收到蠕动泵14已成功启动快档的反馈信号始计时，η2秒后单片机向装有蒸馏水的第一加液单元11发出启动信号，第一加液单元11开启；[0031]S21.注入蒸馏水后，第一加液单元11自动关闭，并反馈给单片机；
[0032]S22.单片机从收到该反馈信号后开始计时，n4秒后向蠕动泵14发出关闭信号，蠕动泵14关闭，并将已关闭信号反馈给单片机；
[0033]S23.单片机得知蠕动泵14成功关闭后，向磁力搅拌器9发出关闭信号，磁力搅拌器9关闭，同时测标样指示灯亮，以示标样已测定完毕；
[0034]S24.按下“开始检测”按钮，单片机会输出“请输入所测样品的绝干量”提示信息到显示屏19上；
[0035]S25.仪器将重复执行上述S13~S22步骤；
[0036]S26.单片机获取蠕动泵14成功关闭后，向磁力搅拌器9发出关闭信号，磁力搅拌器9关闭，同时开始检测指示灯亮，以示所测样品已测定完毕，并且样品的卡伯值会显示在显示屏19上；
[0037]S27.按下“清洗按钮”，单片机启动蠕动泵14慢档；
[0038]S28.按下“清洗结束”按钮，单片机关闭蠕动泵14。
[0039]纸浆卡伯值表示残留在纸浆中的木素和其他还原性物质的含量，其测定原理是利用木素等还原性有机物与氧化剂高锰酸钾(KMnO4)反应，测量在特定条件下所能消耗氧化剂的量来确定纸浆的卡伯值。本仪器基于该测量原理依据紫外分光光度法和一点矫正法，通过测定吸光度的变化来确定纸浆所消耗的高锰酸钾量来测得纸浆的卡伯值。标准浆样的卡伯值(Ks)由TAPPI标准测得，分光光度法测定卡伯值的计算式为:
[0040]
【权利要求】
1.一种快速纸浆卡伯值测定仪，其特征在于:包括反应池(2)、与反应池(2)相通且结构相同的三个加液单元和承载反应池(2)的磁力搅拌器(9)，这三个加液单元分为第一加液单元(11)、第二加液单元(12)、第三加液单元(13);这三个加液单元内分别装有蒸馏水、KMnO4溶液、H2SO4溶液；所述磁力搅拌器(9)的搅拌转子(10)置于反应池(2)内； 所述测定仪还包括:步进电机(I)、与步进电机(I)连接的滑行轨道(3)、设于滑行轨道(3)上的滑块(4)、与滑块(4)固定连接的支架(7)，所述的滑行轨道(3)的上下两端分别设有上限位开关(5)和下限位开关(6)，所述支架(7)的垂直部分与反应池(2)的轴在同一直线上，支架(7)用于固定承载纸浆样品的样品塞(8)，所述的样品塞(8)为圈形，附有一层细网，其直径与反应池(2)的口径相同； 所述测定仪还包括:比色皿(15)、废液池(16)、蠕动泵(14)，其中比色皿(15)的下端接口通过液体流通管道连接反应池(2)，上端接口通过液体流通管道连接废液池(16);蠕动泵 (14)提供液体流动的动力，将液体由反应池(2)经比色皿(15)抽到废液池(16)内，所述的比色皿(15)为流动比色皿(15)，其下端接口为液体入口，上端接口为液体出口； 所述测定仪还包括:光源(17)、光电转换装置(18)、数据显示装置(19)，光源(17)发出的光通过光纤传导，经比色皿(15)，由光电转换装置(18)接收，经放大、转换后输送给单片机，单片机对数据进行处理并将其显示在数据显示装置(19)上； 所述测定仪还包括:电路控制模板，采用单片机作为中央处理器；通过电路控制模板的控制电路与加液单元、磁力搅拌器(9)、步进电机(I)、上限位开关(5)、下限位开关(6)、蠕动泵(14)、光源(17)、光电转换装置(18)、数据显示装置(19)电连接。
2.一种应用权利要求1所述快速纸浆卡伯值测定仪的控制方法，其特征在于包括以下步骤: S1.按下扣空白按钮，单片机收到扣空白信号后，启动蒸馏水加液部件(11)，向反应池内注入蒸馏水； S2.注入蒸馏水后，第一加液单元(11)自动关闭，并反馈给单片机,然后单片机启动蠕动泵(14)慢档； S3.蠕动泵(14)开启成功的信号反馈给单片机，单片机开始计时，nl秒后自动读取A.riWater ， S4.单片机读取数据成功后，启动蠕动泵(14)快档，蠕动泵(14)成功启动后将启动完毕的信号反馈给单片机； S5.单片机自收到反馈信号起开始计时，n2秒后关闭蠕动泵(14)，并将关闭成功信号反馈给单片机，同时扣空白指示灯亮，以示扣空白完毕； S6.按下测底液按钮，单片机向装有KMn04溶液的第二加液单元(12)发出启动信号，第二加液单元(12)启动； S7.注入KMn04溶液后，第二加液单元(12)自动关闭并将已关闭信号反馈给单片机，然后单片机启动磁力揽祥器(9)； S8.磁力搅拌器(9)启动成功后，向单片机发送反馈信号，然后单片机启动装有H2S04溶液的第三加液单元(13); S9.注入稀H2S04溶液后，第三加液单元(13)自动关闭并反馈给单片机，随后单片机启动螺动泵(14)慢档；S10.单片机收到蠕动泵(14)成功启动的消息后，开始计时，计时nl秒后自动读取Λ.riEarly ，S11.单片机读取数据成功后，关闭蠕动泵(14);蠕动泵14将关闭成功的信号反馈给单片机，同时测底液指示灯亮，以示测底液完毕；S12.将承载已预处理好的标样的样品塞(8)固定完毕后，按下测标样按钮，单片机会把请输入标样卡伯值和绝干量的提示信息，输出到显示屏(19)上；S13.按提示要求，成功输入所需数据后，单片机向步进电机(I)发送启动信号，步进电机(I)启动，带动滑块(4)向下运动；S14.步进电机(I)向下运动至触碰下限位开关(6)时停止，并将停止成功信号反馈给单片机；S15.从单片机收到步进电机(I)停止在下限位开关(6)的反馈信息时开始计时，η3秒后单片机再次向步进电机(I)发出启动信号，步进电机(I)启动后带滑块(4)向上运动；S16.步进电机(I)向上运动至触碰上限位开关(5)时止，并将已停止信号反馈给单片机；S17.单片机收到反馈信号后，启动螺动栗(14)慢档，螺动栗(14)启动，并将已成功启动的信号反馈给单片机；S18.单片机从收到该反`馈信号后开始计时，nl秒后自动读取；S19.成功读取数据后，单片机启动螺动栗(14)快档，螺动栗(14)启动，并将已成功启动的信号反馈给单片机；S20.从单片机收到蠕动泵(14)已成功启动快档的反馈信号始计时，n2秒后单片机向装有蒸馏水的第一加液单元(11)发出启动信号，第一加液单元(11)开启；S21.注入蒸馏水后，第一加液单元(11)自动关闭，并反馈给单片机；S22.单片机从收到该反馈信号后开始计时，n4秒后向蠕动泵(14)发出关闭信号，蠕动泵(14)关闭，并将已关闭信号反馈给单片机；S23.单片机得知蠕动泵(14)成功关闭后，向磁力搅拌器(9)发出关闭信号，磁力搅拌器(9)关闭，同时测标样指示灯亮，以示标样已测定完毕；S24.按下“开始检测”按钮，单片机会输出“请输入所测样品的绝干量”提示信息到显示屏(19)上；S25.仪器将重复执行上述S13~S22步骤；S26.单片机获取蠕动泵(14)成功关闭后，向磁力搅拌器(9)发出关闭信号，磁力搅拌器(9)关闭，同时开始检测指示灯亮，以示所测样品已测定完毕，并且样品的卡伯值会显示在显示屏(19)上；S27.按下“清洗按钮”，单片机启动蠕动泵(14)慢档；S28.按下“清洗结束”按钮，单片机关闭蠕动泵(14)。
【文档编号】G05B19/042GK103630501SQ201310567506
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】柴欣生, 辛丽平, 刘道恒 申请人:华南理工大学