一種涂料粘度測(cè)定儀的智能清洗檢控系統(tǒng)及其檢控方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種涂料粘度測(cè)定儀的智能清洗檢控系統(tǒng)及其檢控方法。智能清洗檢控系統(tǒng)主要包括涂料粘度測(cè)定裝置、清洗廢液流通管道、消泡裝置、濁度測(cè)試裝置、通信線路和計(jì)算機(jī)。檢控方法包括以下步驟：1.啟動(dòng)光源；2.設(shè)置單次清洗水量和清洗壓力；3.啟動(dòng)涂料粘度測(cè)定裝置和濁度測(cè)試裝置，從第四遍清洗開(kāi)始對(duì)每一遍清洗的廢液進(jìn)行三次濁度測(cè)定；4.計(jì)算機(jī)對(duì)濁度值數(shù)字信號(hào)進(jìn)行求平均值，并對(duì)平均值與系統(tǒng)值計(jì)算相對(duì)誤差；5.當(dāng)相對(duì)誤差小于5%時(shí)清洗結(jié)束；當(dāng)相對(duì)誤差大于5%時(shí)，繼續(xù)清洗直到相對(duì)誤差小于5%時(shí)才結(jié)束清洗。本系統(tǒng)運(yùn)用透射法在線檢測(cè)清洗廢液的濁度并配合設(shè)備控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能化清洗操作。
【專利說(shuō)明】一種涂料粘度測(cè)定儀的智能清洗檢控系統(tǒng)及其檢控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢控技術(shù)，特別涉及一種涂料粘度測(cè)定儀的智能清洗檢控系統(tǒng)及其檢控方法。本發(fā)明利用了透射光度法在線檢測(cè)清洗后廢液的濁度(與廢液中涂料量成正比關(guān)系)，并依據(jù)濁度大小智能地控制涂料粘度測(cè)定儀循環(huán)清洗的次數(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市售所有的涂料粘度測(cè)定儀在每次測(cè)定結(jié)束后，均需對(duì)料桶及管路進(jìn)行比較徹底清洗以確保下次實(shí)驗(yàn)測(cè)定的準(zhǔn)確性和精密性，并防止涂料顆粒在儀器料桶及管路壁上的固化、粘附對(duì)儀器造成的損壞。盡管某些涂料粘度測(cè)定儀具備有人工設(shè)定清洗工藝的功能，但洗凈程度是以人眼觀察清洗廢液的混濁情況(即目測(cè)濁度)來(lái)判斷。由于通常洗凈所需的清洗的次數(shù)較多，所以需要操作人員不斷地對(duì)洗后的廢液進(jìn)行觀察，直到洗凈為止；再者，由于清洗廢液中含有大量細(xì)小氣泡，會(huì)干擾人眼對(duì)廢液潔凈程度的觀察。如此繁瑣、耗時(shí)的步驟嚴(yán)重影響到操作人員的工作效率和能動(dòng)性，也會(huì)由于人的主觀誤判而對(duì)下次實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的準(zhǔn)確性和儀器的維護(hù)產(chǎn)生不利的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種涂料粘度測(cè)定儀的智能清洗檢控系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有測(cè)量靈敏度高、精度好，量程范圍廣，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)檢測(cè)及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?br> [0004]本發(fā)明的另一目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種應(yīng)用于涂料粘度測(cè)定儀的智能清洗檢控系統(tǒng)的檢控方法，該方法可用于在線檢測(cè)涂料粘度測(cè)定儀清洗廢液的濁度，配合設(shè)備控制系統(tǒng)，反饋調(diào)節(jié)清洗工藝，以提高涂料粘度測(cè)定儀的工作效率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能化控制，有效克服了目前市場(chǎng)上現(xiàn)有涂料粘度測(cè)定儀在上述方面的不足。
[0005]本發(fā)明的首要目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種涂料粘度測(cè)定儀的智能清洗檢控系統(tǒng)，包括涂料粘度測(cè)定裝置、第一清洗廢液流通管道、自動(dòng)消泡裝置、第二清洗廢液流通管道、第三清洗廢液流通管道、濁度測(cè)試裝置、第一通信線路、計(jì)算機(jī)和第二通信線路；所述涂料粘度測(cè)定裝置是涂料粘度的測(cè)試裝置也是清洗的對(duì)象；清洗廢液從涂料粘度測(cè)定裝置排出后，通過(guò)第一清洗廢液流通管道進(jìn)入自動(dòng)消泡裝置；濁度測(cè)試裝置對(duì)經(jīng)消泡后的清洗廢液進(jìn)行濁度的測(cè)定，經(jīng)過(guò)濁度測(cè)試裝置測(cè)試后的清洗廢液從第三清洗廢液流通管道排出；涂料粘度測(cè)定裝置和計(jì)算機(jī)之間通過(guò)第一通信線路連接，濁度測(cè)試裝置和計(jì)算機(jī)之間通過(guò)第二通信線路連接；第一通信線路和第二通信線路用于信號(hào)的傳輸，使整個(gè)檢控系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)控制回路。
[0006]優(yōu)選的，所述的濁度測(cè)試裝置包括光源、第一光纖或光路、流動(dòng)比色皿、第二光纖或光路和光譜儀；所述光源根據(jù)IS07027-1999標(biāo)準(zhǔn)采用峰值波長(zhǎng)為860nm的紅外光LED ；光源發(fā)射的光透過(guò)流動(dòng)比色皿后，通過(guò)光纖傳遞或直接照射到光譜儀；光譜儀對(duì)接受的光信號(hào)進(jìn)行處理，然后將處理好的數(shù)字信號(hào)通過(guò)第一通信線路送至計(jì)算機(jī)。[0007]優(yōu)選的，所述的自動(dòng)消泡裝置為超聲消泡器、縫隙式消泡器、旋流式消泡器、柵式消泡器或變壓力式消泡器；自動(dòng)消泡裝置對(duì)清洗廢液進(jìn)行消泡處理并控制流量，確保在濁度測(cè)量時(shí)清洗廢液充滿流動(dòng)比色皿。
[0008]優(yōu)選的，所述的第一清洗廢液流通管道、第二清洗廢液流通管道和第三清洗廢液流通管道的材質(zhì)為塑膠、橡膠或金屬；所述的流動(dòng)比色皿與第二清洗廢液流通管道和第三清洗廢液流通管道連接處個(gè)平滑連接，流動(dòng)比色皿采用石英材質(zhì)，尺寸規(guī)格需與清洗廢液流通管道相匹配；所述的流動(dòng)比色皿可拆卸、可更換；所述計(jì)算機(jī)接收濁度測(cè)試裝置傳輸過(guò)來(lái)的信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，判斷是否滿足清洗要求，同時(shí)通過(guò)第二通信線路控制涂料粘度測(cè)定裝置進(jìn)行清洗操作。
[0009]本發(fā)明的另一目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種涂料粘度測(cè)定儀的智能清洗檢控系統(tǒng)的檢控方法，所述的濁度測(cè)試裝置包括光源、第一光纖或光路、流動(dòng)比色皿、第二光纖或光路和光譜儀；光源發(fā)射的光透過(guò)流動(dòng)比色皿后，通過(guò)光纖傳遞或直接照射到光譜儀；光譜儀與計(jì)算機(jī)通過(guò)第一通信線路連接；
[0010]該方法至少包括以下步驟:
[0011]步驟1、當(dāng)涂料粘度測(cè)試結(jié)束，進(jìn)入設(shè)備清洗階段時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制光源啟動(dòng)；
[0012]步驟2、設(shè)置涂料粘度測(cè)定裝置的單次清洗水量和清洗壓力；
[0013]步驟3、啟動(dòng)涂料粘度測(cè)定裝置和濁度測(cè)試裝置對(duì)涂料粘度測(cè)定儀進(jìn)行三遍以上的清洗；從第四遍清洗開(kāi)始，濁度測(cè)試裝置對(duì)每一遍清洗的廢液進(jìn)行三次濁度測(cè)定；
[0014]步驟4、計(jì)算機(jī)接收第一通信線路傳輸來(lái)的清洗廢液的濁度值數(shù)字信號(hào)，并計(jì)算每遍清洗的三次檢測(cè)結(jié)果的平均值，然后將該平均值與系統(tǒng)值進(jìn)行相對(duì)誤差運(yùn)算；
[0015]步驟5、當(dāng)系統(tǒng)值和實(shí)測(cè)濁度值平均值的相對(duì)誤差小于5%時(shí)，清洗結(jié)束；當(dāng)系統(tǒng)值和實(shí)測(cè)濁度值平均值的相對(duì)誤差大于5%時(shí)，繼續(xù)下一遍清洗，直到兩者誤差小于5%時(shí)才結(jié)束清洗。
[0016]優(yōu)選的,所述的系統(tǒng)值為自來(lái)水或清洗用水的濁度值。
[0017]本發(fā)明的工作原理:本發(fā)明依據(jù)了透射法(即分光光度法)原理，測(cè)量原理如下:
[0018]一束特定光譜的平行光通過(guò)液體時(shí)，一部分被吸收和散射，一部分透過(guò)液體。透射法是用一束光通過(guò)一定厚度的待測(cè)液體并測(cè)量待測(cè)液中的懸浮微粒對(duì)入射光的吸收和散射所引起的透射光強(qiáng)度的衰減量來(lái)確定待測(cè)液的濁度。
[0019]在透射法中，透射光強(qiáng)度隨液體的濁度增加按指數(shù)形式衰減，光強(qiáng)的衰減程度與水樣的濁度之間的關(guān)系可用下式表示:
[0020]It ⑴=g10e-aT，(1)
[0021]在光-電線性轉(zhuǎn)換的條件下得到的電信號(hào):
[0022]St(T)=KIt(T)=KgIcie-aT,(2)
[0023]對(duì)(2)式兩邊取對(duì)數(shù)，整理得:
[0024]InS=OaT，(3)
[0025]式中C=InKgIci 為常數(shù)。
[0026]式⑴、⑵中，IJT)為濁度T時(shí)的透射光強(qiáng)度，St (T)為對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，10為入射光強(qiáng)度，K為測(cè)量電路參數(shù)所決定的常數(shù)，而g、a為測(cè)量?jī)x器的幾何參數(shù)和待測(cè)液中懸浮微粒的形狀、粒度分布、光譜特性等因素決定的常數(shù)。[0027]根據(jù)式(I)、(2)，可以通過(guò)測(cè)定通過(guò)涂料粘度測(cè)定儀的清洗廢液的透射光強(qiáng)度來(lái)測(cè)量清洗廢液的濁度，式(3)表明所得的電信號(hào)的對(duì)數(shù)與對(duì)應(yīng)的濁度間呈線性關(guān)系。這是所述的濁度測(cè)試裝置6的基本原理，如圖1所示。
[0028]如圖2所示，是用一臺(tái)透射式濁度計(jì)對(duì)一組不同清洗次數(shù)的清洗廢液樣品進(jìn)行測(cè)量所得到的Abs-清洗次數(shù)關(guān)系曲線，符合朗伯比爾定律。
[0029]在清洗過(guò)程中，清洗液與管壁上的殘余涂料溶液發(fā)生傳質(zhì)交換，涂料中的固形物移動(dòng)到清洗液中，并被清洗液主體溶液洗出。在這一過(guò)程中涂料被洗出主要受兩種作用的影響:涂料主要成分在兩種液體中的濃度差擴(kuò)散作用和清洗液流動(dòng)而產(chǎn)生的沖刷作用。在實(shí)際過(guò)程中，由于涂料粘度測(cè)定儀的活塞運(yùn)動(dòng)速度較慢，因此主要考慮清洗液與殘余涂料溶液的濃度差擴(kuò)散作用。
[0030]根據(jù)傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)的相關(guān)知識(shí)，在殘余涂料主要成分的靜態(tài)擴(kuò)散過(guò)程中無(wú)論其在管壁上的初始濃度是多少，經(jīng)過(guò)特定擴(kuò)散時(shí)間后其擴(kuò)散后的濃度均與擴(kuò)散前的初始濃度呈一固定比例。即:
【權(quán)利要求】
1.一種涂料粘度測(cè)定儀的智能清洗檢控系統(tǒng)，其特征在于，包括涂料粘度測(cè)定裝置(1)、第一清洗廢液流通管道(2 )、自動(dòng)消泡裝置(3 )、第二清洗廢液流通管道(4 )、第三清洗廢液流通管道(5)、濁度測(cè)試裝置(6)、第一通信線路(7)、計(jì)算機(jī)(8)和第二通信線路(9)；所述涂料粘度測(cè)定裝置(1)用于涂料粘度的測(cè)試；清洗廢液從涂料粘度測(cè)定裝置(I)排出后，通過(guò)第一清洗廢液流通管道(2)進(jìn)入自動(dòng)消泡裝置(3);濁度測(cè)試裝置(6)對(duì)經(jīng)消泡后的清洗廢液進(jìn)行濁度的測(cè)定，經(jīng)過(guò)濁度測(cè)試裝置(6)測(cè)試后的清洗廢液從第三清洗廢液流通管道(5)排出；涂料粘度測(cè)定裝置(I)和計(jì)算機(jī)(8)之間通過(guò)第一通信線路(7)連接，濁度測(cè)試裝置(6)和計(jì)算機(jī)(8)之間通過(guò)第二通信線路(9)連接；第一通信線路(7)和第二通信線路(9 )用于信號(hào)的傳輸，使整個(gè)檢控系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)控制回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂料粘度測(cè)定儀的智能清洗檢控系統(tǒng)，其特征在于，所述的濁度測(cè)試裝置(6)包括光源(10)、第一光纖或光路(11)、流動(dòng)比色皿(12)、第二光纖或光路(13)和光譜儀(14);所述光源(10)根據(jù)IS07027-1999標(biāo)準(zhǔn)采用峰值波長(zhǎng)在860nm的紅外光LED ;光源(10)發(fā)射的光透過(guò)流動(dòng)比色皿(12)后，通過(guò)光纖傳遞或直接照射到光譜儀(14);光譜儀(14)對(duì)接受的光信號(hào)進(jìn)行處理，然后將處理好的數(shù)字信號(hào)通過(guò)第一通信線路(7)送至計(jì)算機(jī)(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂料粘度測(cè)定儀的智能清洗檢控系統(tǒng)，其特征在于，所述的自動(dòng)消泡裝置(3)為超聲消泡器、縫隙式消泡器、旋流式消泡器、柵式消泡器或變壓力式消泡器；自動(dòng)消泡裝置(3)對(duì)清洗廢液進(jìn)行消泡處理并控制流量，確保在濁度測(cè)量時(shí)清洗廢液充滿流動(dòng)比色皿(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂料粘度測(cè)定儀的智能清洗檢控系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一清洗廢液流通管道(2)、第二清洗廢液流通管道(4)和第三清洗廢液流通管道(5)的材質(zhì)為塑膠、橡膠或金屬；所述的流動(dòng)比色皿(12)與第二清洗廢液流通管道(4)和第三清洗廢液流通管道(5 )連接處平滑連接，流動(dòng)比色皿采用石英材質(zhì)，尺寸規(guī)格需與清洗廢液流通管道相匹配；所述的流動(dòng)比色皿(12)可拆卸、可更換；所述計(jì)算機(jī)(8)接收濁度測(cè)試裝置(6)傳輸過(guò)來(lái)的信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，判斷是否滿足清洗要求，同時(shí)通過(guò)第二通信線路(9)控制涂料粘度測(cè)定裝置(I)進(jìn)行清洗操作。
5.一種權(quán)利要求1所述涂料粘度測(cè)定儀的智能清洗檢控系統(tǒng)的檢控方法，其特征在于，所述的濁度測(cè)試裝置(6)包括光源(10)、第一光纖或光路(11)、流動(dòng)比色皿(12)、第二光纖或光路(13)和光譜儀(14);光源(10)發(fā)射的光透過(guò)流動(dòng)比色皿(12)后，通過(guò)光纖傳遞或直接照射到光譜儀(14);光譜儀(14)與計(jì)算機(jī)(8)通過(guò)第一通信線路(7)連接； 該方法至少包括以下步驟: 步驟1、當(dāng)涂料粘度測(cè)試結(jié)束，進(jìn)入設(shè)備清洗階段時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)(8)控制光源(10)啟動(dòng)； 步驟2、設(shè)置涂料粘度測(cè)定裝置(I)的單次清洗水量和清洗壓力； 步驟3、啟動(dòng)涂料粘度測(cè)定裝置(I)和濁度測(cè)試裝置(6 )對(duì)涂料粘度測(cè)定儀進(jìn)行三遍以上的清洗；從第四遍清洗開(kāi)始，濁度測(cè)試裝置(6)對(duì)每一遍清洗的廢液進(jìn)行前、中、后三次濁度測(cè)定； 步驟4、計(jì)算機(jī)(8)接收第一通信線路(7)傳輸來(lái)的清洗廢液的濁度值數(shù)字信號(hào)，并計(jì)算每遍清洗的三次檢測(cè)結(jié)果的平均值，然后將該平均值與系統(tǒng)值進(jìn)行相對(duì)誤差運(yùn)算；步驟5、當(dāng)系統(tǒng)值和實(shí)測(cè)濁度值平均值的相對(duì)誤差小于5%時(shí)，清洗結(jié)束；當(dāng)系統(tǒng)值和實(shí)測(cè)濁度值平均值的相對(duì)誤差大于5%時(shí)，繼續(xù)下一遍清洗，直到兩者誤差小于5%時(shí)才結(jié)束清洗。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的涂料粘度測(cè)定儀的智能清洗檢控系統(tǒng)的檢控方法，其特征在于，所述步驟4中，所述`的系統(tǒng)值為自來(lái)水或清洗用水的濁度值。
【文檔編號(hào)】G01N11/00GK103487352SQ201310455281
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】劉道恒, 陳海祥, 胡會(huì)超, 辛麗平, 柴欣生 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)