浓度在线自动检测装置的制作方法

本实用新型涉及浓度检测技术领域，具体涉及一种浓度在线自动检测装置。

背景技术：

热镀锌加工行业的前处理工艺段，包含多个酸洗池、减量池、脱锌池、水洗池、助剂池等，在日常监测池内液体指标中，需取样化验的有：酸洗池液体的酸度、氯化亚铁含量；减量池液体的酸度、氯化亚铁含量；脱锌池液体的酸度、氯化亚铁含量、氯化锌含量；水池液体的氯化亚铁含量；助剂池液体氯化亚铁含量、氯化锌含量、氯化铵含量。

目前国内多数热镀锌加工厂采用的是人工取样，化验室采用滴定法对上述各指标进行检测，记录数据，反馈到热镀锌车间，车间根据化验所得的各指标判断池内液体是否符合生产指标要求并进行下一步工作，对镀锌质量及成本的控制有很多的影响，所以取样及化验的准确性极其重要。

这种延续了几十年的采用实验室化验的方法存在诸多弊端，如取样时间的不规律性，化验样品多，指标多，化验人员不足导致数据提供不及时等。随着智能技术的发展，热镀锌行业目前正朝着环保、自动化、数字化的方向发展，自动化在线检测更符合行业发展的需求，而目前市场上并没有可以可以同时在线检测上述指标的仪器，对于其中一些单一指标，虽然也有检测仪器，如光谱分析仪，但是价格昂贵，设备运行条件高，并不符合行业发展的需求。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种浓度在线自动检测装置，该装置能够自动检测液体中盐酸浓度、氯化亚铁浓度、氯化锌浓度以及氯化铵浓度，自动化程度高，不依赖于人工取样在实验室通过化验检测，检测项目多，检测精度高、速度快，无需人员值守，价格低，对设备运行的条件不高，符合行业发展的需求。

本实用新型一种浓度在线自动检测装置，包括药品区域、取样装置、反应装置、图像采集装置、废液装置以及计算机；

其中，药品区域包括若干药品储存罐；取样装置包括空气吸入口、转向阀、注射泵、注射管道、公共管道、换向器、蠕动泵一；反应装置包括反应皿以及用于搅拌反应皿内液体的搅拌装置；图像采集装置包括用于采集反应皿内液体颜色变化的摄像机；转向阀的每个支路与药品区域各药品储存罐及空气吸入口连接，转向阀的公共口与注射泵的吸入口通过公共管道连接，注射泵出口通过公共管道和注射管道将药品区域各药品储存罐内的液体输送到反应皿；

转向阀、注射泵、换向器、蠕动泵一、摄像机、搅拌装置通过控制电路与计算机电连接。

进一步，图像采集装置还包括隔光箱和光源，光源通过控制电路与计算机电连接，换向器、反应皿、摄像机、光源以及注射管道均安装在隔光箱内,反应皿、摄像头和光源安装在隔光箱内，一方面防止了外界环境光的干扰，另一方面，使隔光箱内光线固定不变，便于摄像头采集图像，避免了误差，提高了图像采集的准确性。

优选地，搅拌装置包括磁力转子和磁力搅拌器，反应皿在磁力搅拌器上方，磁力转子在反应皿内，磁力搅拌器通过控制电路与计算机电连接，当然也可选择其他搅拌装置，由于磁力搅拌器可以根据具体的实验要求加热并控制样本温度，维持实验条件所需的温度条件，保证液体混合达到实验需求，因此，优选选择磁力搅拌器。

进一步，还包括废液装置，该废液装置包括用于收集公共管道和注射管道内废液的废液漏斗和废液桶；废液漏斗安装在隔光箱内，废液桶通过废液管道分别与反应皿和废液漏斗底部连接，废液管道上设有用于抽取反应皿内溶液的蠕动泵，蠕动泵二通过控制电路与计算机电连接，通过废液装置将检验过程中的废液收集起来，有效地避免了废液直接排至环境中，保护了环境。

优选地，药品储存罐包括纯水储存罐、待测样品取样罐、五个指示剂储存罐、四个基准液储存罐以及四个滴定反应需投加的药品储存罐，当然也可根据需要选择各存储罐的个数。

优选地，注射泵为工业注射泵，容积20ml，精度2μl，耐酸碱腐蚀。

与现有技术相比，本实用新型采用自动化智能控制，自动检测液体中盐酸浓度、氯化亚铁浓度、氯化锌浓度以及氯化铵浓度，并上传检测数据，自动化程度高，不依赖于人工取样在实验室通过化验检测，适用于实验室外检测，检测项目多，检测精度高、速度快，无需人员值守，价格低，对设备运行的条件不高，符合行业发展的需求。本实用新型结构简单，易于制造，且制造成本低。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型电原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图所示，本装置包括药品区域、取样装置、反应装置、图像采集装置、废液装置、计算机；其中，药品区域包括盛有纯水的纯水储罐1、盛有待测样品的待测样品取样罐2、五个盛有指示剂的指示剂储存罐4、四个盛有标准溶液的基准液储存罐5、四个滴定反应需投加的药品储存罐6，所述标基准液储存罐5分别盛有氢氧化钠标准溶液、重铬酸钾标准溶液、EDTA标准溶液、甲基红标准溶液，所述滴定反应需投加的药品储存罐6分别盛有50％浓度的硫酸、85％浓度的磷酸、氨氯化铵缓冲溶液、甲醛溶液；取样装置包括空气吸入口3、转向阀7、注射泵8、公共管道9、换向器10、蠕动泵一11，转向阀7通过第一纯水支路11与纯水储存罐1连接，通过样品支路21与待测样品取样罐2连接，通过指示剂支路41与指示剂储存罐4连接，通过基准液支路51与基准液储存罐5连接，通过滴定反应投加支路61与滴定反应投加的药品储存罐6连接，转向阀7的公共口通过公共管道9与注射泵8的吸入口连接，注射泵8出口通过公共管道9和注射管道81将药品区域各储存罐内的溶液输送到反应皿13中；反应装置包括反应皿13、磁力转子14、磁力搅拌器15，反应皿13在磁力搅拌器15上方，磁力转子14在反应皿13内；图像采集装置包括用于采集反应皿中溶液颜色变化的摄像机16，隔光箱17和光源18，废液装置包括位于反应皿左侧的废液漏斗12以及位于废液漏斗12和反应皿下方的废液桶20(以图1左边为“左侧”)，废液桶20通过废液管道22分别与废液漏斗12和反应皿13底部连接；废液管道22上设有用于抽取反应皿13内溶液的蠕动泵二19。

转向阀7、注射泵8、换向器10、蠕动泵一11、磁力搅拌器15、摄像机16、蠕动泵二19通过通过控制电路与计算机电连接，注射泵8选用工业注射泵，容积20ml，精度2μl，耐酸碱腐蚀。

以检测液体中盐酸浓度为例：使用时，本装置初始状态，注射管道81出口处位于反应皿13上方。

步骤一，取样

首先控制转向阀7选择样品支路21，使样品支路21与公共管道9连通，注射泵8从待测样品取样罐2中抽取待测盐酸溶液样品，待测盐酸溶液样品依次经样品支路21、公共管道9和注射管道81被注射到反应皿13中，同时注射泵8将抽取的盐酸溶液样品量传输至计算机，取样完成。

步骤二，清洗管路

对公共管道9和注射管道81进行清洗，控制换向器10带动注射管道81转向废料漏斗12，此时，注射管道81出口处位于废料漏斗12上方，控制转向阀7转向空气吸入口支路，使空气吸入口支路与公共管道9连通，注射泵8通过空气吸入口3吸入空气，将公共管道9和注射管道81中的残留的液体排出到废料漏斗12中，然后再控制转向阀7转向第一纯水支路11，注射泵8从纯水储罐1中抽取纯水，依次经第一纯水支路1、公共管道9、注射管道81注射到废料漏斗12中，完成对公共管道9和注射管道81的冲洗，如此反复冲洗两次后，控制转向阀7转向空气吸入口支路，注射泵8再次通过空气吸入口3吸入空气将公共管道9和注射管道81内的残留的纯水排至废料漏斗12中，废料漏斗12中的废料通过废液管路排至废料桶20，完成清洗。

步骤三，添加滴定反应需投加的药品，如无需添加直接进入步骤四

计算机控制换向器10带动注射管道81转向反应皿13，此时，注射管道81出口处位于反应皿13上方，控制转向阀7转向待投加药品支路61，使待投加药品支路61与公共管道9连通，注射泵8从滴定反应需投加的药品储存瓶6内抽吸待投加药品溶液，依次经待投加药品支路61、公共管道9和注射管道81到反应皿13中，每次添加新的药品溶液之前(如指示剂、标准溶液)均按步骤二的方法进行清洗。

由于检测盐酸浓度时，不需要添加滴定反应需投加的药品，因此本实施例直接进入步骤四。

步骤四，添加指示剂

控制蠕动泵一11抽取定量的纯水，经第二纯水支路12投加到反应皿13中，然后将转向阀7转向指示剂支路41，使指示剂支路41与公共管道9连通，注射泵8从指示剂储存罐4内抽取指示剂，依次经指示剂支路41、公共管道9和注射管道81注射到反应皿13中，此时，反应皿中溶液颜色呈橙色，按照步骤二的方法对公共管道9和注射管81道进行清洗；

步骤五，添加标准溶液

控制转向阀7转向基准液支路51，使基准液支路51与公共管道9连通，注射泵8从基准液储存罐5内抽取标准溶液，该标准溶液为氢氧化钠标准溶液，依次经基准液支路51、公共管道9和注射管道81注射到反应皿13中，控制磁力搅拌器15开始搅拌，通过摄像机16采集反应皿13中的溶液的颜色变化，并将采集到的数据实时传输至计算机，当反应皿中溶液颜色变成黄色时，控制注射泵8停止工作，停止投加标准溶液，同时注射泵将抽取的标准溶液量传输至计算机，计算机根据抽取的样品量和使用的标准溶液量计算出盐酸浓度，并将盐酸浓度在计算机上显示出来。

步骤六，清洗反应皿

蠕动泵二19通过废液管路将反应皿13中的溶液抽送到废液桶20中，然后控制蠕动泵一11抽取一定量的纯水冲洗反应皿13，再用蠕动泵二19抽空，反复冲洗3-5次，将反应皿13冲洗干净，进入下一个指标检测。

计算机用于进行数据处理，并根据处理结果向转向阀7、注射泵8、换向器10、蠕动泵一11、磁力搅拌器15、蠕动泵二19发送控制信号，使本装置按照上述顺序进行检测。本装置还可用于检测其他指标，如液体内氯化亚铁含量、氯化锌含量以及氯化铵含量，检测方法同上述盐酸浓度的检测方法，但是需要工作人员，根据检测的不同指标即浓度，选取相对应的指示剂、标准溶液和滴定反应所需投加的药品溶液量，并由计算机对采集的数据进行处理后计算出液体中氯化亚铁含量、氯化锌含量以及氯化铵含量。

而根据检测的不同的浓度，选取相对应的指示剂、标准溶液和滴定反应所需投加的药品溶液均为本领域技术人员的公知常识，本申请仅列举一部分，如下表所示：