一種液體電位檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及冶金料液電位在線檢測技術領域，公開了一種液體電位檢測裝置，包括升降裝置、電位計組件、沖洗裝置與控制裝置，本發明通過升降裝置帶動電位計組件上下運動，實現電位計組件適時離開溶液，避免電位計組件長期浸泡在溶液中，降低結垢及受污染的風險；而且，通過沖洗裝置對電位計組件進行定時沖洗，保持電位計組件表面清潔，防止電位計組件結垢被污染，從而使得電位計組件對溶液中化學反應的氧化還原電位準確監測，為后期冶金過程反應進行優化控制提供準確信息支持；另外，還能夠保證電位計組件靈敏度，增加電位計組件使用壽命，也防止測量誤差加大，控制生產過程的生產成本和能源消耗。
【專利說明】
一種液體電位檢測裝置
技術領域
[0001]本發明涉及冶金料液電位在線檢測技術領域，特別是涉及一種液體電位檢測裝置。
【背景技術】
[0002]氧化還原電位是濕法冶金過程的一個重要參數，電位的大小與反應進行的程度有密切的關系。通過對氧化還原電位的在線檢測與控制，實現反應過程反應物成分的有效控制，為濕法冶金過程的控制提供了新的思路。
[0003]然而，在濕法冶金行業的實際生產中，由于冶金過程溶液具有高溫、高酸、強腐蝕等特性，同時生產過程中溶液流速快，溶液中含有的雜質會對溶液中的電極進行沖刷，長期浸泡在溶液中的電極表面容易結垢從而污染電極等問題，使得基于電極固定方式的電位測定方法難以獲得理想的檢測結果，溶液中化學反應的氧化還原電位難以在線監控，從而無法對冶金過程反應進行優化控制，造成實際生產過程的生產成本和能源消耗均較大。
【發明內容】
[0004](一)要解決的技術問題
[0005]本發明的目的是提供液體電位檢測裝置，解決溶液中化學反應的氧化還原電位難以準確監測的問題。
[0006](二)技術方案
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供一種液體電位檢測裝置，包括升降裝置、電位計組件、沖洗裝置與控制裝置，所述電位計組件、所述沖洗裝置均與所述升降裝置固定連接，所述沖洗裝置用于沖洗所述電位計組件，所述控制裝置與所述升降裝置、所述電位計組件、所述沖洗裝置均連接，所述升降裝置可帶動所述電位計組件、所述沖洗裝置上下運動。
[0008]其中，所述升降裝置包括氣缸、上固定板、電磁閥，所述氣缸豎直設置，所述氣缸內部被活塞分為上下兩個氣室，兩個所述氣室分別通過氣管與所述電磁閥連接，所述電磁閥與所述控制裝置連接，所述上固定板與所述活塞的活塞桿頂部固定連接，所述電位計組件、所述沖洗裝置均固定在所述上固定板上。
[0009]其中，所述升降裝置還包括下固定板、連接桿、限位塊，所述限位塊固定設置，所述連接桿豎直的穿設在所述限位塊中，且所述連接桿可相對所述限位塊上下運動，所述下固定板設置在所述上固定板下方，所述連接桿上端與所述上固定板固定連接，所述連接桿下端與所述下固定板固定連接，所述電位計組件、所述沖洗裝置還與所述下固定板固定連接。
[0010]其中，所述升降裝置還包括限位開關，所述氣缸的上下兩側均設置有所述限位開關，且所述限位開關均與所述控制裝置連接，所述限位開關用于感應所述活塞的位置。
[0011]其中，所述電位計組件包括電極與豎直設置的空心桿，所述空心桿上下兩側分別與所述上固定板、所述下固定板固定連接，所述電極設置在所述空心桿內部的下端，所述電極的連接線從所述空心桿上端穿出，且所述連接線與所述控制裝置連接。
[0012]其中，所述沖洗裝置包括順次連接的纖維軟管、電動閥、沖洗組件，所述纖維軟管還與水源連接，所述電動閥與所述控制裝置連接，所述沖洗組件與所述上固定板、所述下固定板均固定連接，所述沖洗組件用于沖洗電極。
[0013]其中，所述沖洗組件設置有兩組，每組所述沖洗組件包括水管與噴頭，所述水管豎直設置，且所述水管上下兩側分別與所述上固定板、所述下固定板固定連接，所述水管上端與所述電動閥連接，下端與所述噴頭連接，兩個所述噴頭分別位于所述電極下方的左右兩側，兩個所述噴頭從兩側對所述電極進行沖洗。
[0014]其中，所述液體電位檢測裝置還包括固定塊，兩組沖洗組件中的水管、噴頭均與所述固定塊固定連接。
[0015]其中，所述液體電位檢測裝置還包括擋板與保護套筒，所述擋板與所述空心桿、所述水管均固定連接，所述保護套筒固定在所述擋板上，且所述保護套筒套裝在所述電極的外周。
[0016]其中，所述控制裝置為內部設置有變送器的控制箱。
[0017](三)有益效果
[0018]本發明通過升降裝置帶動電位計組件上下運動，實現電位計組件適時離開溶液，避免電位計組件長期浸泡在溶液中，降低結垢及受污染的風險;而且，通過沖洗裝置對電位計組件進行定時沖洗，保持電位計組件表面清潔，防止電位計組件結垢被污染，從而使得電位計組件對溶液中化學反應的氧化還原電位準確監測，為后期冶金過程反應進行優化控制提供準確信息支持；另外，還能夠保證電位計組件靈敏度，增加電位計組件使用壽命，也防止測量誤差加大，控制生產過程的生產成本和能源消耗。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明實施例提供的液體電位檢測裝置的結構示意圖；
[0020]圖2為本發明實施例提供的升降裝置的升降速度的梯形曲線示意圖；
[0021]圖中:丨控制裝置，
[0022]2升降裝置，
[0023]21氣缸，22活塞桿，23上固定板，24下固定板，25連接桿，
[0024]26電磁閥，27氣管，28限位開關，29限位塊，
[0025]3沖洗裝置，
[0026]31纖維軟管，32電動閥，33水管，34噴頭，
[0027]4電位計組件，
[0028]41空心桿，42電極，
[0029]5固定塊，
[0030]6 擋板，
[0031]7保護套筒。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0033]如圖1所示，本發明實施例提供一種液體電位檢測裝置，包括升降裝置2、電位計組件4、沖洗裝置3與控制裝置I，所述電位計組件4、所述沖洗裝置3均與所述升降裝置2固定連接，所述沖洗裝置3用于沖洗所述電位計組件4，所述控制裝置I與所述升降裝置2、所述電位計組件4、所述沖洗裝置3均連接，所述升降裝置2可帶動所述電位計組件4、所述沖洗裝置3上下運動。
[0034]本發明通過升降裝置2帶動電位計組件4上下運動，實現電位計組件4適時離開溶液，避免電位計組件4長期浸泡在溶液中，降低結垢及受污染的風險；而且，通過沖洗裝置3對電位計組件4進行定時沖洗，保持電位計組件4表面清潔，防止電位計組件4結垢被污染，從而使得電位計組件4對溶液中化學反應的氧化還原電位準確監測，為后期冶金過程反應進行優化控制提供準確信息支持;另外，還能夠保證電位計組件4靈敏度，增加電位計組件4使用壽命，也防止測量誤差加大，控制生產過程的生產成本和能源消耗。
[0035]如圖1所示，作為優選，所述升降裝置2包括氣缸21、上固定板23、電磁閥26，所述氣缸21豎直設置，所述氣缸21內部被活塞分為上下兩個氣室，兩個所述氣室分別通過氣管27與所述電磁閥26連接，所述電磁閥26與所述控制裝置I連接，所述上固定板23與所述活塞的活塞桿22頂部固定連接，所述電位計組件4、所述沖洗裝置3均固定在所述上固定板23上。
[0036]其中，電磁閥26優選為五位三通電磁閥26，電磁閥26通過控制氣管27向氣缸21的兩個氣室通入壓縮空氣，實現氣缸21的上下雙向運動。優選的，氣管27可以設置為兩個，分別連接氣缸21的上下兩個氣室。電磁閥26與控制裝置I通過信號線連接，以完成控制裝置I對電磁閥26的電控制，最終通過控制氣管27的進出氣控制氣缸21中活塞的運動。
[0037]如圖1所示，作為優選，所述升降裝置2還包括下固定板24、連接桿25、限位塊29，所述限位塊29固定設置，所述連接桿25豎直的穿設在所述限位塊29中，且所述連接桿25可相對所述限位塊29上下運動，所述下固定板24設置在所述上固定板23下方，所述連接桿25上端與所述上固定板23固定連接，所述連接桿25下端與所述下固定板24固定連接，所述電位計組件4、所述沖洗裝置3還與所述下固定板24固定連接。
[0038]其中，本發明實施例中，上固定板23與下固定板24可以水平且平行設置，之間通過連接桿25連接固定，氣缸21和電位計組件4可以垂直的固定在上固定板23與下固定板24上；氣缸21、電位計組件4、上固定板23、下固定板24、連接桿25，共同構成框架結構，使得本發明整體結構穩定牢固；優選的，連接桿25可以是I個或多個，可分布在氣缸21—側或兩側，進一步加強本發明整體結構穩定牢固，而且，連接桿25并豎直穿設在固定的限位塊29中，使得連接桿25只能相對限位塊29上下運動，即連接桿25在限位塊29中豎直的孔中上下活動，防止連接桿25從兩側偏移，如此達到對連接桿25兩側偏移的限位及導向功能，進而對整個與連接桿25連接的氣缸21、電位計組件4、上固定板23、下固定板24，形成限位，以達到連接并平衡升降裝置2和電位計組件4，進一步加強本發明整體結構穩定牢固性能的目的。
[0039]如圖1所示，進一步地，所述升降裝置2還包括限位開關28，所述氣缸21的上下兩側均設置有所述限位開關28，且所述限位開關28均與所述控制裝置I連接，所述限位開關28用于感應所述活塞的位置。
[0040]其中，本發明實施例中，限位開關28可以通過固定支架固定在氣缸21的缸體上，且通過信號線與控制裝置I連接，限位開關28可以為磁性感應開關等，通過感應從而精準的定位活塞的位置，防止活塞的位置太靠上或太靠下，使得氣缸21的活塞可以在安全區域內移動。
[0041]如圖1所示，作為優選，所述電位計組件4包括電極42與豎直設置的空心桿41，所述空心桿41上下兩側分別與所述上固定板23、所述下固定板24固定連接，所述電極42設置在所述空心桿41內部的下端，所述電極42的連接線從所述空心桿41上端穿出，且所述連接線與所述控制裝置I連接。空心桿41的設置起到保護連接線的作用，連接線從所述空心桿41引出與控制裝置I相連接完成電極42采集的數據的傳輸。
[0042]如圖1所示，作為優選，所述沖洗裝置3包括順次連接的纖維軟管31、電動閥32、沖洗組件，所述纖維軟管31還與水源連接，所述電動閥32與所述控制裝置I連接，所述沖洗組件與所述上固定板23、所述下固定板24均固定連接，所述沖洗組件用于沖洗電極42。
[0043]其中，本發明實施例中，纖維軟管31結構和材料較為結實，可以避免本發明長期在線運行而導致與水源連接管路產生折斷或者破損問題，并且可以起到增壓的作用，進而為沖洗組件沖洗電極42提供更為強勁的動力，可以使電極42可以被清洗更干凈，纖維軟管31優選選用增強纖維軟管31;纖維軟管31—般可通過安裝管卡分別與電動閥32和水源固定連接;電動閥32通過連接線與控制裝置I相連接，用來控制水流的開關和速度，作為優選，本發明實施例的電動閥32采用大、小、無三個檔位來控制水的流量，以達到沖洗干凈和節約水資源的目的。
[0044]如圖1所示，作為優選，所述沖洗組件設置有兩組，每組所述沖洗組件包括水管33與噴頭34，所述水管33豎直設置，且所述水管33上下兩側分別與所述上固定板23、所述下固定板24固定連接，所述水管33上端與所述電動閥32連接，下端與所述噴頭34連接，兩個所述噴頭34分別位于所述電極42下方的左右兩側，兩個所述噴頭34從兩側對所述電極42進行沖洗。
[0045]其中，在濕法冶煉過程中溶液一般較為渾濁，粘稠度較高，含有大量雜質，極易附著在電極42上且不易清洗，設置兩組沖洗組件則可實現雙側沖水，以達到強力清洗并保護電極42的作用；水管33—般采用不銹鋼水管33，可通過三通管與電動閥32相連接;本發明的實施例沖洗組件不限于設置兩組，一組或多組均可。
[0046]如圖1所示，進一步地，所述液體電位檢測裝置還包括固定塊5，兩組沖洗組件中的水管33、噴頭34均與所述固定塊5固定連接。
[0047]其中，本發明實施例中，一般固定塊5上可開有四個孔，通過過渡配合將兩組水管33和噴頭34分別安裝在各個孔上，以固定水管33和噴頭34，避免因沖洗過程中水流產生的反沖擊力使得噴頭34發生擺動偏離電極42，導致所述電極42無法被清洗。
[0048]如圖1所示，進一步地，所述液體電位檢測裝置還包括擋板6與保護套筒7，所述擋板6與所述空心桿41、所述水管33均固定連接，所述保護套筒7固定在所述擋板6上，且所述保護套筒7套裝在所述電極42的外周。
[0049]其中，在檢測過程中如果液體流速過快，容易對電極42產生沖擊使得電極42產生損壞，且液體流速過快容易使噴頭34旋轉、位置不易固定，所以設計保護套筒7;作為優選，保護套筒7通過螺紋連接固定在擋板6上，擋板6通過緊定螺釘進行固定;在實際應用中，保護套筒7的安裝位置并沒有明確規定，只需蓋過電極42，能夠用來減緩水流速度對電極42的沖擊即可。
[0050]如圖1所示，作為優選，所述控制裝置I為內部設置有變送器的控制箱。控制箱內一般安裝有變送器、PLC等種類的控制器、可編程邏輯控制器、24V直流電源和繼電器，本發明中的電極42可通過變送器轉換信號，并將信號傳輸至可編程邏輯控制器進行處理并控制反饋。
[0051]在實際應用中，若升降裝置2的升降速度呈直線形快速升降將會產生較大的沖擊力，使得整個裝置不穩，容易導致電極42出現損壞;為實現快速且穩定的升降，本發明實施例中，通過采取提升速度優化控制算法來控制壓縮氣體流量，保證電極42可以平穩提升和降落，即在升降過程中采用梯形曲線控制(參見圖2所示)，具體包括加速段、勻速段和減速段，保證提升過程的快速性、準確性和平穩性;在加速階段通過快速加大壓縮氣體的給入量使氣缸21快速達到設定的最高允許速度;在勻速階段使壓縮氣體一直保持最大給入量使得氣缸21可以采用設定的最高速度勻速運行，減少提升所需的時間，其中Qm為氣缸21可以采用設定的最高速度，ti和t2為氣缸21采用設定的最高速度勾速運行的兩個時間端點;減速段根據梯形曲線緩慢減少壓縮氣體的給入量使氣缸21緩慢減速上升，既保證了電極42快速、準確的升降，又可避免因快速提升對氣缸21產生大的沖擊力使安裝在氣缸21上的電極42產生晃動。
[0052]本發明實施例的具體工作流程如下:
[0053]I)設定初始狀態為升降裝置2中活塞處于允許的最高位。當本發明實施例控制裝置I接收到外部啟動信號后，打開控制下降位的電磁閥26，按照升降速度優化控制算法，使氣缸21的活塞快速下降；同時沖洗裝置3的電動閥32關閉停止清洗電極42;
[0054]2)限位開關28檢測到活塞處于氣缸21最低位置后，此時，電極42也處于最低位置，其已進入待檢測液體中，電極42開始檢測并讀取濕法冶煉中液體的電位值，并將其傳送至控制裝置I的變送器；
[0055]3)在讀取數據的過程中，根據控制裝置I中信號處理單元對數據進行篩選處理、存儲等操作，并將其顯示在控制室的顯示界面上；
[0056]4)完成10分鐘的數據讀取后，沖洗裝置3的電動閥32打開采用大檔位清洗方式對電極42進行清洗;本發明實施例的電極42在未上升之前就開始清洗的目的是防止渾濁溶液堵塞住噴頭34，影響后期的清洗工作；
[0057]5)電極42開始清洗且經過I分鐘后，控制上升位的電磁閥26打開，按照升降速度優化控制算法，氣缸21活塞快速提升；
[0058]6)清洗同時進行10分鐘后，電動閥32采用小檔位清洗的方式使電極42保持濕潤，并達到節水的目的；同時等待下一次電位檢測的開始。
[0059]傳統的高溫強腐蝕冶煉過程中是通過人工化驗的方法來得到復雜多金屬料液中的離子濃度，通過人工化驗的方法容易導致控制時間滯后、控制不及時導致產量不達標等問題。本發明可以通過檢測復雜多金屬料液中的電位值，從而可對氧氣通入量進行實時調整，氧化性變強，氧化還原電位即升高，氧化性變弱，氧化還原電位即降低。通過對氧化還原電位的實時監控，可以通過氧化還原電位的測定快速探知溶液中的多金屬離子濃度的趨勢，可以判斷溶液的氧化性，為過程操作優化控制提供實時準確的信息，進而可以控制氧氣的通入量，從而達到優化生產、節約能源的目的；本發明可以快速、精準、平穩、無沖擊的實現電極42的升降，實現電極42三個檔位的實時清洗從而保證電極42測量的準確度。
【主權項】
1.一種液體電位檢測裝置，其特征在于，包括升降裝置、電位計組件、沖洗裝置與控制裝置，所述電位計組件、所述沖洗裝置均與所述升降裝置固定連接，所述沖洗裝置用于沖洗所述電位計組件，所述控制裝置與所述升降裝置、所述電位計組件、所述沖洗裝置均連接，所述升降裝置可帶動所述電位計組件、所述沖洗裝置上下運動。2.如權利要求1所述的液體電位檢測裝置，其特征在于，所述升降裝置包括氣缸、上固定板、電磁閥，所述氣缸豎直設置，所述氣缸內部被活塞分為上下兩個氣室，兩個所述氣室分別通過氣管與所述電磁閥連接，所述電磁閥與所述控制裝置連接，所述上固定板與所述活塞的活塞桿頂部固定連接，所述電位計組件、所述沖洗裝置均固定在所述上固定板上。3.如權利要求2所述的液體電位檢測裝置，其特征在于，所述升降裝置還包括下固定板、連接桿、限位塊，所述限位塊固定設置，所述連接桿豎直的穿設在所述限位塊中，且所述連接桿可相對所述限位塊上下運動，所述下固定板設置在所述上固定板下方，所述連接桿上端與所述上固定板固定連接，所述連接桿下端與所述下固定板固定連接，所述電位計組件、所述沖洗裝置還與所述下固定板固定連接。4.如權利要求3所述的液體電位檢測裝置，其特征在于，所述升降裝置還包括限位開關，所述氣缸的上下兩側均設置有所述限位開關，且所述限位開關均與所述控制裝置連接，所述限位開關用于感應所述活塞的位置。5.如權利要求4所述的液體電位檢測裝置，其特征在于，所述電位計組件包括電極與豎直設置的空心桿，所述空心桿上下兩側分別與所述上固定板、所述下固定板固定連接，所述電極設置在所述空心桿內部的下端，所述電極的連接線從所述空心桿上端穿出，且所述連接線與所述控制裝置連接。6.如權利要求5所述的液體電位檢測裝置，其特征在于，所述沖洗裝置包括順次連接的纖維軟管、電動閥、沖洗組件，所述纖維軟管還與水源連接，所述電動閥與所述控制裝置連接，所述沖洗組件與所述上固定板、所述下固定板均固定連接，所述沖洗組件用于沖洗電極。7.如權利要求6所述的液體電位檢測裝置，其特征在于，所述沖洗組件設置有兩組，每組所述沖洗組件包括水管與噴頭，所述水管豎直設置，且所述水管上下兩側分別與所述上固定板、所述下固定板固定連接，所述水管上端與所述電動閥連接，下端與所述噴頭連接，兩個所述噴頭分別位于所述電極下方的左右兩側，兩個所述噴頭從兩側對所述電極進行沖洗。8.如權利要求7所述的液體電位檢測裝置，其特征在于，所述液體電位檢測裝置還包括固定塊，兩組沖洗組件中的水管、噴頭均與所述固定塊固定連接。9.如權利要求8所述的液體電位檢測裝置，其特征在于，所述液體電位檢測裝置還包括擋板與保護套筒，所述擋板與所述空心桿、所述水管均固定連接，所述保護套筒固定在所述擋板上，且所述保護套筒套裝在所述電極的外周。10.如權利要求1-9任一項所述的液體電位檢測裝置，其特征在于，所述控制裝置為內部設置有變送器的控制箱。
【文檔編號】G01R29/12GK105911371SQ201610406783
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】陽春華, 馬蕾, 李勇剛, 朱紅求, 陳俊名, 葉建林, 陳愛國, 周新海
【申請人】中南大學