專利名稱：羊毛碳化硫酸濃度自動控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及紡織原料羊毛雜質提取方面的技術，特別是關于羊毛碳化工藝中酸浸槽內硫酸濃度的檢測和控制，適用于任一種酸的電導率占該溶液電導率95%以上的酸液濃度的連續測量控制，也適用于兔毛、馬海毛原料雜質的提取。
本發明的現有技術下面從幾個方面來描述一、國內外技術情況毛紡織行業所用的原料羊毛(包括兔毛、馬毛、駱駝毛等)中，總雜有相當多的草，耳子等。要想制得質量好的毛紡織品，就需要將毛中的草盡量除去。粗紡行業中，通常用一定濃度的硫酸溶液浸漬羊毛，然后加溫、烘干，此時草被硫酸碳化，毛卻因其比較耐酸耐強度變化不大。碳化后再用機械使碳化的草類粉化、風選除去。這里，硫酸濃度低，草除不盡，硫酸濃度高，則毛本身的機械強度受到較大的損失，對于不同的毛硫酸濃度控制很難達到要求，所以世界各國的粗毛紡織行業，都希望能解決羊毛碳化工序的硫酸濃度自動控制或半自動控制。
據擁有進口日本生產線，出國考查的天津第二毛條廠技術人員講外國1984年前未解決此問題。沈陽第一毛紡織廠到意大利考查過的技術人員介紹，未聽說國外已解決此問題。
為確切了解世界情況，我們于1987年就通聯機檢索，對美國化學文摘(CA)，世界專利、世界紡織，分別從1967年、1963年、1970年起進行查找，未查得國外有解決此問題的報道。1989年3月，又通過國際聯機檢索，檢索至1989年3月。
國內至今還沒有任何單位解決了這個問題。
二、研制前調查粗紡行業采用的方法是將原料毛放在硫酸濃度約5-6%之間的溶液中浸泡4-6分鐘，然后加溫、烘干，此時由于水份蒸發，毛上的硫酸濃度增加，加之溫度高使草雜硫化，性質酥脆。毛卻因其比較耐酸耐影響強度不大。然后再用機械方法使碳化的草雜成炭粉、風選、水洗、中和后與毛分開。這里，酸的濃度大小很重要。如果酸的濃度小，則草雜除不盡，如果酸的濃度大，則毛的強度將受較大損失。無論酸的濃度過大、過小，都將使毛紡織品的質量下降，從而造成經濟損失。由于羊毛炭化過程中硫酸濃度必須控制在很小范圍內，依一般方法無法實現生產線上的連續測量和控制所以世界各國至今還不得不用手工不斷測硫酸濃度，手工調硫酸閥門的方式控制硫酸濃度。人工控制不僅勞動強度大，控制中難免出現失控現象，這就造成硫酸消耗大，成品中一等品率降低。
本發明的目的提供一種使用壽命長，連續測準且能自動控制硫酸濃度的羊毛碳化硫酸濃度控制裝置。
本發明的目的可以通過下列關鍵步驟實現1、本裝置的原理在硫酸溶液中，硫酸的濃度不同而電導不同通過測出硫酸溶液的電導值來確定硫酸溶液中的硫酸濃度，其傳感器是把電導轉換電阻為測量的，這種傳感器有效的克服了法拉第效應從而提高了儀器壽命，保證了檢測精度。
2、本發明的關鍵部分傳感器由細管結構和電極及電極室構成，其特點是將酸液的電導轉換成電阻這個電阻值隨著酸液的酸濃度變化而變化，測出由此電阻變化而引起的調整電位器輸出電壓的變化即測出了酸濃度的變化，進一步談是調整電位器的輸出電壓值直接代表了酸濃度值。
傳感器是電導式傳感器采用石墨制造，工作方式是酸液通過引酸管4流過多層過濾器3進入電極室5測量。因為連續測量電極室下面設有多個滴頭的滴嘴，間斷滴出溶液通過泵進出酸浸槽回收，硫酸濃度控制在0-99%達到連續測準。
平衡電橋工作電壓U2與傳感器工作電壓是相位相同的50U2電壓。
數字顯示表的信號15由記錄儀內的指示電橋14上的滑線電阻引出。
工作電極的截面積為傳感器細管結構的截面積的50-100倍。
下面結合附圖(實施例)把本裝置結構闡述一下附
圖1是傳感器結構示意圖。
附圖2是測量電路示意圖。
附圖3是記錄儀電路原理示意圖。
1電極、2電極引線、3多層過濾器、4引酸管、5電極室、6滴嘴閥門、7酸浸槽、8傳感器整體、9調整電阻、10平衡電橋、11伺服放大器、12滑線電阻、13前置放大器、14記錄儀指示橋、15數字顯示器。
圖14圖16結構傳感器8由細管結構和電極1及電極室5構成，傳感器引酸管4前加有過濾器3從而防止了傳感器污染，滴嘴閥門6采用多個滴頭間斷滴出溶液控制酸液的閥門用液封管實現。
圖2結構該裝置的傳感器是電導式傳感器采用石墨制造。首先將酸液的電導轉換成電阻，這個電阻值隨著酸液的酸濃度變化而變化，測出由此電阻變化而引起的調整電位器輸出電壓的變化，即測出了酸濃度的變化，亦即調整電位器的輸出電壓值直接代表了酸濃度值，該傳感器電極間電流小，從而克服了電極老化增加了使用壽命。電極間的工作電壓，由于采用上述的傳感器結構故不必采用一般電導儀所采用的較高頻的電壓流，只采用50H2電網電壓即可。從而使電路大為簡化。平衡電橋工作電壓U2與傳感器工作電壓是相位相同的交流50H2電壓。這就克服了由于電源電壓波動引起的檢測值的偏差。
圖3結構數字顯示器的信號不是由傳感器直接送來，而是由記錄儀內的指示電橋上的滑線電阻引出，這種辦法克服了數字顯示值與傳感器測量值之間的偏差，使數字顯示值始終與傳感器所測得的酸值。
另外，工作電極的截面積為傳感器細管結構的截面積的50-100倍，這基本上消除了法拉第效應引起的電極老化現象。
本發明的積極效果沈陽第一毛紡廠有三條羊毛碳化生產線。一條線年處理羊毛約850噸，原耗硫酸約171噸。由于采用本裝置一年可節約硫酸100.2噸，價值約4萬元。由于提高了優質品率，創價值7萬元。即采用本裝置后一條線一年創價值約11萬元。
本裝置價格低，運行可靠，維護方便。采用本裝置后經濟效益明顯有推廣價值。目前全國有羊毛碳化生產線約70條。每套裝置成本約2萬元，售價3萬元。如推廣至全國，則直接經濟效益70萬元將其推廣至全國，由于節約硫酸和提高優級品率耐創造的效益，將十分明顯。
實施例實驗記錄本裝置在沈陽市第一毛紡廠連機五天五夜，運行條件，硫酸濃度0-8%(最佳值7%)電導值在1ms。連續測準，效果較佳。
1、電動閥門(滴嘴閥門)在閥門的出酸口裝上一米長的防酸管，以保護閥門不受腐蝕。
2、調整滴下管使流過傳感器的酸液斷續地流回貯酸槽，傳感器內的酸液一定要斷續地流回貯酸槽不能連續，否則會引起短路。
3、傳感器緊靠酸浸槽，以縮短進酸管的長度，減小檢測滯后時間，引酸管的前部設有過濾網膜(多層)以防污物進入傳感器。
4、傳感器電路的作用是把被測酸液的酸濃度轉換成0-40mv的電壓信號，此信號送入記錄儀內放大器的一端，放大器的輸出驅動伺服電機轉動從而使電路內電橋產生一與另一端輸入的信號相平衡的電壓，記錄儀指針停止在第一個位置上，這個位置就指示了酸液的酸濃度值。部分電路中的電橋電路中的熱電阻可以補償由于溫度變化而引起的指示值與實際值之間的差使指示值始終反應實際酸濃度值。
權利要求
羊毛碳化硫酸濃度自動控制裝置，由傳感器8、平衡式記錄儀14、前置放大器13、數字顯示表15、報警系統、調節器9伺服放大器及電動閥組成，其特征在于A、由細管結構，電極及電極室構成的傳感器把酸溶液的電導轉換成電阻并通電過外加電壓形成與電導值成線性的電信號；B、酸液通過引酸管4，流過過濾器(多層)進入電極室測量，硫酸濃度控制在0-99%達到連續測準；C、電極室下面設有多個滴頭的噴嘴間斷滴出溶液，控制酸液的閥門用一米長液封管實現；E、平衡電橋工作電壓U2與傳感器工作電壓是相位相同的50H2電壓；F、數字顯示表的信號由記錄儀內的指示電橋上的滑線電阻引出；G、工作電極的截面積為傳感器細管結構的截面積的50-100倍。
全文摘要
本發明公開了一種羊毛碳化硫酸濃度自動控制裝置技術。該技術的產品適用于兔毛、馬海毛、羊毛原料雜質的提成，主要是對羊毛碳化工藝中酸浸槽內硫酸濃度的檢測和控制，用于任一種酸的電導率占該溶液電導率95％以上的酸液濃度的連續測量控制主要技術是傳感器把酸溶液的電導轉換成電阻并通過外加電壓形成與電導值成線性的電信號酸液通過引酸管流過多層過濾器進入電極室測量硫酸濃度控制在0-99％達到連續測準。
文檔編號D01C5/00GK1051943SQ8910734
公開日1991年6月5日 申請日期1989年11月21日 優先權日1989年11月21日
發明者馬泉, 蔣興家, 劉惠民, 呂贏之, 楊福安, 孟國英, 王瑞芳, 李偉, 付漢民, 洪百珠 申請人:遼寧省計量測試技術研究所, 沈陽市自動化儀表研究所, 沈陽第一毛紡織廠