[發明專利]一種高濃度次氯酸消毒液在線檢測控制系統

無效

• 申請號: 201010107372.6
• 申請日: 2010-02-09
• 公開（公告）號: CN102147606A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 宋廣紅;李海洲
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明屬于實時信號采集與監控領域，特別涉及一種高濃度次氯酸類消毒液的全自動信號采集，分析，自動加液系統。

背景技術

次氯酸作為一種常用的消毒劑，在生產生活的各行各業中應用十分廣泛。然而，為了達到有效的消毒效果，必須在消毒液中維持一定的高濃度次氯酸。目前有多種方法進行次氯酸的標定，如：碘量法、N，N-二乙基-1，4-苯二胺滴定法(DPD法)、電流滴定儀測定法和比色法等。碘量法是《醫院污水排放標準》(GBJ48-83)中規定的標準方法，該方法只能用于測定總余氯量＞1mg/L的水樣，無法測出游離及化合氯；DPD法是國家標準方法，可測出水樣中各種余氯成分，主要在實驗室應用；電流滴定法也可用于測各種余氯成分，準確度也較高但需要進行儀器保養；比色法用于測定總余氯，但當水樣中含高價錳或NO2＞2mg/L時，則不能采用此法。由于目視比色法便于現場操作及觀察，因此常用于現場余氯的測定，但比色法檢測精度低。

針對工業的高速生產線，以上各種方法都不能有效使用。碘量法，DPD法都是針對實驗室的方法，盡管精度高，但是無法做到實時、在線、高速、無人值守等多方面的工業要求。目前在工業中應用較多的是基于電化學方法的克拉克(Clark)電極傳感器，然而，目前這類傳感器主要針對城市用水殘留氯的測量，應用于小于5ppm的應用場合。對于直接將該傳感器進行高濃度次氯酸測量時，則面對克拉克電極本身特性的限制，當濃度超過20ppm后，就開始出現傳感器慢性中毒，信號飄升的現象，完全限制了該類電極在高濃度次氯酸中的使用。

發明內容

本發明的目的為了解決克拉克(Clark)電極傳感器在在高濃度次氯酸中的使用受到限制的問題，從而提供了一種高濃度次氯酸消毒液自動化檢測控制系統。

本發明的創新點是采用了基于程序控制的循環退毒的液路流程，來維持次氯酸傳感器的長時間正常工作。并針對現場工作過程的復雜與變化性，設計了一套基于信號反饋與前饋的自調整，自適應系統，可以讓整個系統根據具體的工況，進行自動優化速度，并記憶優化結果。

本發明的技術方案

一種高濃度次氯酸消毒液自動化檢測控制系統包括硬件系統與軟件系統。

其中硬件系統如圖1所示，包括嵌入式控制模塊、信號采集模塊、顯示控制模塊、上位機通信模塊和電機控制模塊；

信號采集模塊采集到pH、溫度、余氯的值后，經嵌入式控制模塊處理后，傳給顯示控制模塊顯示在顯示器上，同時可以通過RS232通信模塊和電腦進行數據交換，嵌入式控制模塊可以通過判斷采集到的信號值向電機控制模塊傳遞信號進行動力控制。

上述嵌入式控制模塊為51嵌入式微控制器；

信號采集模塊包括三部分，分別為次氯酸的信號采集單元15、酸度的信號采集單元14和溫度的信號采集單元13；

上述所述的次氯酸的信號采集包括穩壓源1，克拉克電極傳感器2，電流電壓跨阻放大器3，二階低通濾波器4，電壓跟隨器5；

上位機通信模塊通過RS-232協議，將數據及指令與上位機進行上傳和下載；

顯示控制模塊包括一個觸摸屏，負責人機交互的功能；

電機控制模塊參與控制四路液路泵，每路泵都有5種不同的進液速度，其中，泵1、泵2分別連接次氯酸母液和檸檬酸母液。泵4負責從次氯酸消毒系統中抽取樣液，進而將其注入流通槽，而泵3連接自來水，負責流通槽中的沖洗工作。

該硬件系統在軟件系統的管理下進行工作。

軟件系統包括信號分析模塊和動力輸出模塊。其中信號分析模塊包括：1)數字信號的低通濾波；2)數字信號的pH值，次氯酸ppm值，以及溫度值的轉換；3)pH值的溫度補償；4)基于pH值的次氯酸濃度分析；

所述動力輸出模塊包括：1)基于PWM控制的調節泵1和泵2進液速度的算法；2)次氯酸傳感器脫毒過程算法；

一種高濃度次氯酸消毒液自動化檢測控制系統的工作過程

高濃度次氯酸消毒液自動化檢測控制系統在信號分析的基礎上，整個系統可以按照流程模塊所調控的液體流進流出過程進行控制，如圖2所示：

首先進行系統初始化，預設初始酸度pH值為5.5，預設次氯酸濃度為300ppm。

在系統進入工作狀態后，先打開泵4進樣液并進行溫度信號采集，待系統溫度穩定后，打開次氯酸母液泵1與檸檬酸泵2，以速度N1進液m秒，當m秒到達后，停止次氯酸母液泵1，維持檸檬酸進液泵2，此時進行酸度采樣，如果達不到預先設定的酸度要求，維持進酸狀態，持續測量酸度，如果酸度達到要求，則進入次氯酸測量過程。

次氯酸測量過程如下：