[发明专利]一种用于氧化铝生产过程浮游物含量在线检测装置及方法

说明书

本发明提供一种用于氧化铝生产过程浮游物含量在线检测装置及方法，涉及氧化铝生产过程自动检测技术领域。该装置包括检测探头、检测试管、PLC控制器和上位机，利用光纤技术与透光原理相结合的技术手段检测工业氧化铝生产过程中溶液浮游物含量，由检测探头光纤发射端发出可见光信号，经检测试管被溶液悬浮粒子吸收、反射及散射后，仅有一小部分光线透过溶液在探头接收端被接收，经光信号转为电信号，通过浮游物含量与溶液透光率之间关系数学模型，计算溶液浮游物含量。本发明装置及方法具有自动化程度高，运行稳定性强，检测精度高等优点。

技术领域

本发明涉及氧化铝生产过程自动检测技术领域，尤其涉及一种用于氧化铝生产过程浮游物含量在线检测装置及方法。

背景技术

溶液中浮游物即是悬浮于透明液体中的不溶性颗粒物质。在工业氧化铝生产过程中沉降槽溢流浮游物、精制溶液浮游物、母液浮游物等检测均依靠人工现场定时采样，送交实验室进行化学分析，化学分析时间滞后较大，人工现场定时采样劳动强度高、不能实时反映溶液状况。随着冶金工业智能化的不断发展，尤其在工业氧化铝生产各环节应用自动化在线检测替代人工操作的需求愈发迫切，而针对浮游物含量在线检测装置，至今并没有完全成熟的产品适用于氧化铝行业。

溶液浮游物含量在线测定通常利用可见光通过浮游物所产生的光的衰减程度，并结合激光、红外光等光谱在传播过程中衰减程度定量表征工业生产这些悬浮颗粒物质含量，但由于带有电子元件的探头大都采用插入式方法浸没在溶液中，无法长期承受高温、高碱环境，且遇黏度较大液体极易结疤，信号传输在复杂环境中传输不稳定等因素，极易造成检测准确度下降甚至仪器损坏。专利CN200720091605.1的浮游物在线检测仪为此进行改进，采用U型有机玻璃水槽设计，能适应强碱、强酸和易结垢的工况，但其光源仍为传统的光源，稳定性差；专利ZL201210185371.2采用光纤传感器对溶液透光程度进行检测，光纤传感器的发射端发出LED光源，光线穿过沉降槽内溶液，透射到接收端，接收端根据接收到的入射光强度来表征溶液的透光程度，再将光信号转换成直流电压信号输出Vout(与接收端入光量成比例)，最终以电压信号来分辨沉降槽内溶液的透光程度，判断沉降槽内清液层与过渡层界面，从而实现沉降槽清液层高度的在线检测，该在线检测装置仅通过光纤技术检测料浆清液层与过渡层透光率，定性对比其差异性，没有建立料浆固体颗粒含量与料浆透光率之间关系方程，不能给出溶液固体颗粒含量的定量准确数值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种用于氧化铝生产过程浮游物含量在线检测装置及方法，采用光学原理和先进的光纤技术，结合相关机械设计对氧化铝生产过程溶液中浮游物含量进行检测。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一方面，本发明提供一种用于氧化铝生产过程浮游物含量在线检测装置，包括检测试管、检测探头、PLC控制器以及分别安装在检测试管入口端和出口端的手动阀和电动阀；所述手动阀始终处于常开状态，电动阀的开合由PLC控制器进行控制；所述检测探头设置于检测试管外部，并由PLC控制器驱动，当氧化铝生产过程的溶液透光发生变化时，检测探头将光信号转变为电信号反馈给PLC控制器；所述PLC控制器根据接收的检测探头反馈的电信号计算浮游物含量。

优选地，所述检测探头包括光纤发射器、光纤接收器和供电装置；所述光纤发射器、光纤接收器通过供电装置进行供电，光纤发射器通过发射光源透射流经检测试管内的溶液并在另一端由光纤接收器接收。

优选地，所述检测探头还包括透光视窗，光纤发射器发出的光源光通过透光视窗后照射检测试管内溶液。

优选地，所述装置还包括支架和控制柜；所述控制柜安装在支架上，所述检测试管、检测探头、PLC控制器均内置在控制柜内，且检测探头的入口端和出口端处于控制柜外。

优选地，所述装置还包括置于控制柜外表面与PLC控制器连接的触摸屏，用于检测人员控制检测探头和电动阀，同时，显示浮游物含量。