[发明专利]一种营养液调配装置

权利要求书

1.一种营养液调配装置，包括混合罐（1）、检测罐（2）、分液罐（3）；其特征在于，所述混合罐（1）上方设有母液罐（4）、酸罐（5）、碱罐（6），所述母液罐（4）、酸罐（5）、碱罐（6）均通过管道与混合罐（1）连通，且设有阀门（8）控制往混合罐（1）内进液；所述混合罐（1）上方还设有清水罐（7），所述清水罐（7）下方连接有导流管（9），所述导流管（9）另一端与混合罐（1）连通，所述混合罐（1）内壁设有加热器（20）；

所述混合罐（1）底部连接有导料管（21），所述导料管（21）另一端连接有检测罐（2），所述检测罐（2）内部设有温度传感器（22）、PH传感器（23）、溶氧传感器（24）、电传导传感器（25）；所述温度传感器（22）、PH传感器（23）、溶氧传感器（24）、电传导传感器（25）均连接数据采集卡（26），所述数据采集卡（26）连接工控机；

所述检测罐（2）的另一侧通过导料管（21）与所述分液罐（3）连通，所述分液罐（3）为双层结构，分液罐（3）内部设有内罐（28），所述分液罐（3）顶部设有盖板（29），分液罐（3）底部设有电机（30），所述电机（30）的输出轴贯穿分液罐（3）壁，且与所述内罐（28）的底部外壁连接，所述内罐（28）与分液罐（3）间隙转动设置，所述电机（30）驱动内罐（28）转动；

所述分液罐（3）内部设置的内罐（28）与其转动连接，所述内罐（28）的顶部边缘低于分液罐（3）的边缘，所述分液罐（3）的顶部设有盖板（29），所述导料管（21）贯穿盖板（29）延伸至分液罐（3）的内部，导料管（21）的出料口悬置在内罐（28）的上方；所述内罐（28）的内部设有隔板（31），所述隔板（31）将内罐（28）均分成三个分液腔（33），所述盖板（29）上还设有出液口（32），所述出液口（32）能够吸取三个分液腔（33）内部液体；

该装置采用以下营养液质量检测系统，所述检测系统包括：数据采集模块、数据采集卡、工控机；所述工控机通过串行通信方式从数据采集卡获取信号，所述数据采集模块与数据采集卡之间通过无线信号传输；所述数据采集模块包括所述温度传感器（22）、所述PH传感器（23）、所述溶氧传感器（24）、所述电传导传感器（25）；各个传感器通过无线WiFi模块与数据采集卡（26）进行信号传输；各个传感器通过无线WiFi模块与数据采集卡进行链式通信，工控机内部的设置的WiFi收发转换器发出组网信号，所有传感器的无线WiFi模块接受到组网信号，并比较该组网信号的强度，由接受到该组网信号强度最大的传感器的无线WiFi模块接收，与WiFi收发转换器进行连接，之后该传感器的无线WiFi模块测量接收其它传感器节点的信号强度，然后与强度最大的连接，以此种方式依次对温度传感器、PH传感器、溶氧传感器、电传导传感器的无线WiFi模块进行连接，完成链式组网通信；

所述数据采集卡为多通道并行A/D转换模块，数据采集卡采集到信息之后，通过处理模块进行有效特征参数提取，并对提取的特征进行数据处理，得出营养液检测结果；

质量检测方法包括：a，数据采集，通过传感器采集营养液中溶氧量、温度、PH值、电导率的数据，并对数据进行特征提取，提取时域、频域数据；b，建立数据库，设置的数据库分为配置数据库和机组数据库，每个传感器对应一个机组数据库，配置数据库存储相关配置信息，针对每个数据库信息，根据营养液温度、PH、溶氧量、电导率指标将数据特征信号分层，对每一层的数据均采用聚类算法找出每一层数据的聚类中心，得出新的数据集合；c，分类训练，为每个新的采样集选定一个分类器，然后进行训练得到学习器，将学习器进行结合，对学习其输出的新结果进行分层处理；d，得出营养液标准的指标信息，对于c中得到的新的数据集先通过聚类计算出其每一簇数据的中心，然后建立的数据库的每一层聚类中心求取距离，再把新的数据集的每个聚类中心的距离相加；距离和最小的分为一类；重复步骤d，直到数据库中的数据判断其属于最底层，最后将四个学习器中输出的数据结果进行整合，得出营养液标准的指标信息，标准指标包括温度、PH、溶氧量、电导率；

对于营养液酸碱环境的控制中，采用酸碱中和的方法对其进行调控，通过混合罐内酸碱量的控制，使其达到中和反应，为了保证营养液的酸碱度处于正常水平，并且根据营养液指标不同，进行调配出高质量的营养液，则营养液中酸碱中和度满足：Vy/t=u(a-y)-f(b+y)；V/t=u+f；PH=lg(y+( y²+4K)^1/2)/2K；上式中，t为反应时间，s；u是碱溶液的注入流量，（m³/s）；f是酸溶液的注入流量，（m³/s）；y是氢氧根离子浓度与氢离子浓度的差，（kmol/m³）；K是水平衡常数；a是碱的浓度, kmol/m³；b是酸的浓度, kmol/m³；V是混合罐的体积，m³；通过改变酸碱溶液的流量，改变氢氧根离子浓度与氢离子浓度的差，可以对PH值做到精准控制。