本实用新型涉及一种工业生产用的液体浓度测量装置，尤其是制糖工业糖液锤度、糖膏锤度在线自动测量装置。
背景技术：
在制糖工业生产中，锤度即表示糖液或糖膏浓度，锤度是糖厂生产过程非常重要的工艺指标，在制糖生产过程中各生产环节和操作过程都必须要对物料锤度进行识别。在目前的制糖行业中没有很好的制糖在线测量设备，绝大部分制糖厂还停留在工段工作人员凭经验操作，既增加工人劳动强度，时间长，又难以保证制糖质量。由于锤度控制稳定性差，各工段生产常常达不到工艺要求指标。因此大多数糖厂急需锤度在线自动测量设备，为进一步实现生产过程自动化。目前国内生产使用的在线测量设备中，除了我公司锤度测量仪产品，还有德国产的微波锤度仪。我公司现有的锤度测量仪，由于产品的局限性，只是适应糖厂部分工段使用，远未达到糖业生产所有环节的适应性。德国产的微波锤度仪，虽然达到糖厂使用的部分要求，但是由于该设备的价格高昂，难以普及大部分糖厂生产使用。
技术实现要素：
本实用新型的目的是提供一种锤度在线自动测量装置，它能自动快速测量糖液和糖膏的锤度。
为达上述目的，本实用新型的技术方案为：
一种锤度在线自动测量装置，包括控制器和被测物料容器，其特征在于还包括：
采集、检测、回收和清洗为一体的测量装置，该测量装置包括测量容器、设在测量容器内的浮力传感器、温度传感器、液位传感器和浮体，以及测量容器进出水、气的装置；其中，
采集装置包括与被测物料容器连通的进出料管、进料阀和进料管；
检测装置包括测量容器、测量容器、盖板、设在测量容器内的浮力传感器、温度传感器、液位传感器和浮体，其中，在测量容器内，盖板的下面分别固定有浮力传感器、温度传感器和液位传感器；
回收装置包括与被测物料容器连通的进出料管、排料管和排料阀；
清洗装置包括进水阀、进水管和水管，进水管一端与进水设放连接，另一端与进水阀连接，进水阀的另一端通过管道与水管的上端连接，水管的下端处于测量容器中。
测量容器进出水、气的装置包括水管和气连通管穿过盖板并与盖板密封固定连接，气连通管和水管下端处于测量容器内，气连通管上端分别通过三通接头和管道右下横向依序与真空阀、真空源连接；上端纵向与三通接头连接；三通接头通过管道左横向依序与进气管、进气阀连接，右横向依序与排空阀、排空管连接。
所述测量容器的结构为上柱形下锥形，下面与进出料管连通。
所述测量容器的上口与盖板密封连接。
利用上述锤度在线自动测量装置测量糖液锤度的方法包括以下步骤：
（1）根据制糖生产设备状况和测量过程要求，在电脑上编制整套的运行控制程序和建立相应的浮力和锤度的运算模型；
（2）将编制好的控制程序输入可编程控制器中；
（3）将体测量装置与被测物料容器连通，连接进气、进水设施，同时连接好各阀门的气路和控制电路；
（4）运行流程：
运行前，人为测试各传感器信号及所有阀门工作正常与否，输入相关参数，保证所有阀门处于关闭状态，同时测量容器也处于完全密闭状态中；
运行开始，采样，通过气水管和真空吸气作用将测量容器内腔中空气吸走，使测量容器内腔逐渐形成真空状态；进料气动阀打开，被测物料容器中糖液/物料通过进料管进入测量容器内，当测量容器内物料液位触及液位传感器底部时，电极和测量容器金属外壁通过物料导电形成环闭回路，产生的电信号输送给控制器，控制器指令进料气动阀和真空阀关闭，切断被测物料容器中物料继续进入测量容器，停止真空抽吸工作，完成采样；
检测，打开排空阀，测量容器内腔变成常压状态；利用在同一体积下，不同锤度的物料产生不同浮力的原理。物料中的浮力和温度经浮力传感器和温度传感器测量变成电信号，传输至控制器中；根据设定采集时间，控制器采集到浮力和温度信号后进行运算处理，得出锤度值在显示屏上显示出来，或用其它通讯方式输出；完成检测；
然后，控制器指令排料气动阀打开，将测量容器和被测物料容器连通；如果被测物料容器内处于真空负压状态，由于测量容器处于常压状态，与被测物料容器形成一定压差，被测物料容器内真空将测量容器内物料经过排料气动阀和排料管吸回，测量样品返回。如果被测物料容器内处于常压状态，或与测量容器内之间压力差过小，测量样品不能快速回收至被测物料容器内，控制器通过指令打开进气阀和关闭排空阀，通过进气管中压缩空气进入，增加测量容器内腔压力，将物料样品送至被测物料容器中；样品回收；然后关闭排料气动阀，打开排空阀，将测量容器内高压空气排出。此时完成一次测量。循环上述程序，从而实现连续在线间歇式测量；
（5）当测量达到设定测量次数（或运行时间），按程序自动进入测量容器内部清洗阶段，操作步骤：
打开进水阀和排空阀，水从水管进入测量容器，冲洗并浸泡浮体和测量容器内壁；当测量容器内水位上升触及液位传感器电极时，控制器指令进水阀关闭。等待一定时间，通过水将测量容器内壁和浮体上残余物料清洗；控制器指令排料气动阀打开，如果被测物料容器内为负压状态，利用被测物料容器内真空将测量容器中的水吸回被测物料容器中；如果被测物料容器内为常压状态，或真空压力差过小，测量容器中的水不能自流或缓慢流动至被测物料容器内，控制器指令进气阀开启和排空阀关闭，通过压缩空气进入测量容器，将测量容器内的水压入被测物料容器中，然后关闭排料气动阀，打开排空阀，将测量容器内高压空气排出。反复上述清洗程序2-3次，完成清洗操作步骤，同时本装置完成自我校准功能，待进入下一次锤度测量。
以上的锤度在线自动测量装置及其测量方法集样品采集、检测、回收和清洗为一体，测量装置的样品采集管道和回收管道，分别通过气动阀和连接管道与被测物料容器连接；用真空或压缩空气产生的压力差方法，保证被测物料样品能在被测物料容器和测量容器之间，根据程序要求自行来回流动。物料样品的采集、检测、物料回收和清洗过程各阀门开关由控制显示器控制。浮力传感器、温度传感器和液位传感器安装于测量容器内腔，通过关闭相关阀门，保证测量容器内腔能够形成密闭状态；保证进行真空抽气或压缩空气进入时，测量容器内腔形成一定的真空状态或气压状态，解决测量容器既能采集到物料样品，又能将物料样品回收至被测物料容器中问题。液位传感器用于识别物料进入测量容器后达到的设定高度；浮力传感器用于测量物料液位达到设定高度(液位传感器下端）后，浮力被物料完全浸泡时的浮力值；温度传感器用于测量测量容器内物料温度。浮力传感器信号、温度传感器信号、液位信号连续输送给控制显示器，控制显示器对相关信号进行处理，并根据程序要求进行输出指令控制相关阀门。相关参数、测量结果数值在触摸屏上输入和显示。整个测量过程由控制器控制完成，能自动快速测量糖液和糖膏的锤度。运行可靠，测量准确，提高了效率，降低了成本。
为此我公司凭借原有专利（专利号2008201043875和201220573631.9）和多年生产和使用经验，经过多年研发试制和实地使用，已攻破多项技术难关，样机的测量速度和精度都符合国家生产要求。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
在图中，控制器A，测量装置B，C为被测物料容器，进气管1，进气阀2，三通接头3，排空阀4，排空管5，进水管6，进水阀7，连通管8，真空阀9，真空源10，盖板11，浮力传感器12，温度传感器13，电极液位传感器14，连接杆15，测量容器16，浮体17，进料管18，进料阀19，排料管20，排料阀21，水管22，进出料管23。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作进一步说明。
图1所示，是本实用新型的结构示意图，由图可知，本实用新型包括控制器A、测量装置B和被测物料容器C。其中，控制器A含触摸式显示器，控制器A采用可编程控制器；其中，被测物料容器C为罐体或管道。测量装置，见图中的虚线框B内：测量容器16一般用钢材加工成型，如不锈钢，上口设有盖板11，盖板11与测量容器16上口密封固定连接；测量容器16为上柱形下锥形的结构，底面通过进出料管24、进料阀19和进料管18与排料管20和排料阀21分别与被测物料容器C连通。在测量容器16内，密封盖板11的下面分别固定有浮力传感器12、温度传感器13和液位传感器14；浮力传感器12的下端通过连接杆15与浮体17固定连接，使浮体17悬置。浮体17产生的浮力通过连接杆15传给浮力传感器12，再由浮力传感器12传给控制器A。同理，温度传感器13和液位传感器14产生的检测信息传给控制器A。其中，进料阀19和排料阀21为气动阀或含电磁阀为一体的控制阀门。
水管22和连通管8穿过盖板11并与盖板11密封固定连接，水管22下端处于测量容器16内，上端通过管道与进水阀7、进水管6连接；连通管依序与真空阀9、真空源10连接；纵向与三通接头3连接。三通接头3通过管道左横向依序与进气管1、进气阀2连接，右横向依序与排空电磁阀4、排空管5连接。其中，进水阀7、进气阀2、排空阀4和真空阀9为电磁阀；真空源10为抽真空设备，比如真空泵/机、真空发生器或真空容器。
所有电磁阀、传感器的控制线路连接至控制器A，并受控制器A控制。控制器A为现有技术产品或为本领域的技术人员根据现有技术和需要能容易做出。
利用上述锤度在线自动测量装置测量糖液锤度方法包括以下步骤：
（1）根据制糖生产设备状况和测量过程要求，在电脑上编制整套的运行控制程序和建立相应的浮力和锤度的运算模型；
（2）将编制好的控制程序输入可编程控制器A中；
（3）将制作好整体测量装置B通过进料管18和排料管20与被测物料容器C连通安装；根据要求将进气管1、进水管6分别与相应的设施连接，接通好进水、气管路。同时连接好各阀门的气路和控制电路；
（4）运行流程：
运行前，人为测试各传感器信号及所有阀门工作正常与否，输入相关参数，保证所有阀门处于关闭状态，同时测量容器16也处于完全密闭状态中；
运行开始，采样，真空阀9打开，通过连通管8和真空吸气作用将测量容器16内腔中空气吸走，使测量容器16内腔逐渐形成真空状态；进料气动阀19打开，由于真空压力差的作用，被测物料容器C中糖液/物料通过进料管18进入测量容器16内，当测量容器16内物料液位触及液位传感器14底部时，电极和测量容器16金属外壁通过物料导电形成环闭回路，产生的电信号输送给控制器A，控制器A指令进料气动阀19和真空阀9关闭，切断被测物料容器C中物料继续进入测量容器16，停止真空抽吸工作，完成采样；
检测，打开排空阀4，外界空气经排空管5与测量容器16内相通，测量容器16内腔变成常压状态。由于浮体17完全浸泡于物料中，保证得到同一体积下的浮力；利用在同一体积下，不同锤度的物料产生不同浮力的原理。物料中的浮力和温度经浮力传感器12和温度传感器13测量变成电信号，传输至控制器A中；根据设定采集时间，控制器A采集到浮力和温度信号后进行运算处理，得出锤度值在显示屏上显示出来，或用其它通讯方式输出；完成检测；
然后，控制器A指令排料气动阀21打开，将测量容器16和被测物料容器C连通；如果被测物料容器C内处于真空负压状态，由于测量容器16处于常压状态，与被测物料容器C形成一定压差，被测物料容器C内真空将测量容器16内物料经过排料气动阀21和排料管20吸回，测量样品回。如果被测物料容器C内处于常压状态，或与测量容器16内之间压力差过小，测量样品不能快速回收至被测物料容器C内，控制器A通过指令打开进气阀2和关闭排空阀4，通过进气管1中压缩空气进入，增加测量容器16内腔压力，将物料样品送至被测物料容器C中；样品回收；然后关闭排料气动阀21，打开排空阀4，将测量容器16内高压空气排出。此时完成一次测量。循环上述程序，从而实现连续在线间歇式测量；
（5）当测量达到设定测量次数或运行时间，按程序自动进入测量容器16内部清洗阶段，操作步骤：
清洗，打开进水阀7和排空阀4，水从水管6通过水管22进入测量容器16，冲洗并浸泡浮体17和测量容器16内壁；当测量容器16内水位上升触及液位传感器14电极时，控制器A指令进水阀7关闭。等待一定时间，通过水将测量容器16内壁和浮体17上残余物料清洗；控制器A指令排料气动阀21打开，如果被测物料容器C内为负压状态，利用被测物料容器C内真空将测量容器16中的水吸回被测物料容器C中；如果被测物料容器C内为常压状态，或真空压力差过小，测量容器16中的水不能自流或缓慢流动至被测物料容器C内，控制器A指令进气阀2开启和排空阀4关闭，通过压缩空气进入测量容器16，将测量容器16内的水压入被测物料容器C中，然后关闭排料气动阀21，打开排空阀4，将测量容器16内高压空气排出。反复上述清洗程序2-3次，完成清洗操作步骤，同时本装置完成自我校准功能，待进入下一次锤度测量。