[发明专利]清洗浴的自动监测和控制

说明书

本发明涉及一种自动监测和控制清洗浴的方法，特别是金属加工工业的清洗浴或汽车制造中的清洗浴。本发明的核心内容是，自动地和以程序控制的方式进行分析至少两种选择的控制参数，以及将分析的结果和/或由分析结果导出的数据传输到一个与清洗浴直接相邻的远地点。根据分析的结果，进一步的分析和/或浴处理措施可以以程序控制的方式进行或根据远地点的要求进行。另外，根据分析的结果，可以以程序控制的方式或根据需要进行对比测量。在这里，远地点可以位于，例如，高级处理控制系统、工厂清洗浴的控制中心、或工厂外面的一个地方。

金属部件在其进一步加工之前的清洗是金属加工工业中的一种常规作业。金属部件可能被污染，例如，被颜料污垢、灰尘、金属屑、防蚀油、冷却润滑剂或变形剂等污染。在进一步加工之前，例如特别是在防腐保护处理之前(例如，磷化，铬化、阳极化、与络合氟化物反应等)或上漆之前，这些杂质物质必须通过合适的清洗液清除。喷雾法、沉浸法或它们的联合处理可用于此目的。

金属加工工业中的工业清洗剂一般为碱性(pH值的范围在7之上，例如在9-12之间)。它们的基本成分是碱(碱金属氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐)，以及非离子和/或阴离子表面活性剂。作为附加的辅助成分清洗液通常含有络合剂(葡萄糖酸盐、聚磷酸盐、氨基酸盐，如乙二胺四乙酸盐或次氮基三乙酸盐，膦酸盐例如羟基乙烷二膦酸、膦酰基丁烷三羧酸或其它膦酸或膦酰基羧酸的盐，抗蚀剂例如含有6-12个碳原子的羧酸盐、链烷醇胺和泡沫抑制剂例如，含有封闭端基和在烷基基团中有6至16个碳原子的烷氧基化合物或醇。如果清洗浴不含阴离子表面活性剂，也可以使用阳离子表面活性剂。

作为非离子表面活性剂，清洗液一般含有在其烷基中有6至16个碳原子的醇或烷基胺的乙氧基化合物、丙氧基化合物和/或乙氧基化合物/丙氧基化合物，其中也可以含有封闭端基。烷基硫酸盐和烷基磺酸盐广泛用作阴离子表面活性剂。也可使用烷基苯磺酸盐，尽管从环境的角度看是不利的。含有至少一个烷基和8或更多碳原子的阳离子烷基铵化合物特别适合用作阳离子表面活性剂。

清洗浴中的碱促进了它的清洗能力。例如，它们皂化可皂化的杂质，如脂肪，并因此使得这些杂质易溶于水。它们也促进了不溶性的灰尘颗粒物从金属表面移去，它们通过金属表面吸收OH^-离子使其呈负电状态，因此起到静电排斥作用。这样反应的结果是，也可能又拖带出，碱会消耗掉，因此清洗效果会随时间而消弱。因此，传统上清洗浴中的碱度在特定时间进行检查，如果需要，要补充含有活性成分的溶液或完全更新清洗浴。这一检查可人工进行或使用一套自动滴定仪在当地进行。在这里碱度的测量通常使用强酸滴定来进行。操作人员以酸的消耗量为基础估计碱度并启动必要的措施，如溶液的补充或更新。这种传统的方法要求操作人员在检查时必须位于清洗浴附近。需要监测的间隔越短，所需监测测量的操作人员就越多。

EP-A-806244公开了一种自动分析溶液的pH值的方法，并且在发生偏差时自动添加酸或碱。在该文件中，其目标是将液体流的pH值保持在预定值上。该方法不发生酸碱滴定反应。在这里，需要现场监测清洗工厂工作效能。从远处干涉pH值测定或投放措施是不可能的。

在早先的工艺中，人们使用显色指示剂对含水清洗液，如清洗浴中的非离子表面活性剂进行分析。通常是将一种能够与非离子表面活性剂形成有色络合物的试剂加入从清洗液中取出的样品中。将这种有色络合物优选地萃取到不混溶于水的有机溶剂中，然后用光度计测定特定波长下的光吸收值。例如，四溴苯酚酞乙酯可用作有色络合物形成的试剂。在萃取到有机溶剂前，优选的萃取到氯代烃中，将pH7的缓冲溶液加入到该清洗液中。

人们也在离子型表面活性剂存在下分析非离子表面活性剂。在这里，离子型表面活性剂通过离子交换剂与样品分离。离子交换剂中末结合的非离子表面活性剂通过流出交换柱的溶液的折射率来分析。优选地，折射率作为洗脱时间的函数来测定的，测定纯洗脱液的折射率曲线的偏差的部分积分值，将这个偏差积分值和校正测量所得值相比较。

但是另外，较少精确的方法涉及测量折射率的极端值和通过与校正曲线相比较测定表面活性剂含量。