[發明專利]用于石墨烯漿料濃度控制的自適應系統

在審

• 申請號: 202010797187.8
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111813156A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 高明山;王鈺;申暢;劉彥君;丁振杰;馬旭武;趙世乾;袁源
• 申請（專利權）人: 寧夏墨工科技有限公司
• 主分類號: G05D11/13
• 分類號: G05D11/13
• 代理公司: 北京惟誠致遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11536
• 代理人: 王慧鳳;呂品

本發明的用于石墨烯漿料濃度控制的自適應系統，包括：用于將石墨烯粉體與水混合形成石墨烯漿料的漿料混合單元；用于檢測石墨烯漿料濃度的濃度監測單元，與漿料混合單元連接；控制單元，分別與濃度監測單元、漿料混合單元連接，用于根據濃度監測單元的檢測結果操作漿料混合單元，以控制漿料混合單元所生產的石墨烯漿料的濃度。相較于現有技術，本發明的技術方案具有以下優點：能夠實時檢測現有產物濃度，并根據需要進行自動調節；系統結構簡單，易于接入現有石墨烯漿料生產線；可根據需要，通過設置不同的目的灰度值，以得到不同濃度的石墨烯漿料產品；灰度檢測頻率快，能夠在極短時間內輸出動作信號，進而對濃度做出調整。

技術領域

本發明涉及石墨烯制備領域，特別涉及一種用于石墨烯漿料濃度控制的自適應系統。

背景技術

石墨烯具有優異的光、電、力等特性，并且其自身無毒、良好的添加特點，使其在電子、能源、材料等領域得到廣泛關注和應用，成為實至名歸的“材料之王”。

在石墨烯應用過程中，特別是在儲能、電池、防腐涂料等領域往往需要石墨烯顆粒先以分散質的形式均勻的分散在水或其他有機分散劑中，形成均一且穩定的石墨烯漿料后再進行后續添加應用。而石墨烯漿料濃度的不同，直接決定了其應用領域的不同以及應用產品的性質。

工業化生產漿料過程中，往往按照事先預定的工藝參數，加入指定量的石墨烯及分散劑再進行攪拌、超聲波等處理方式，但這種工藝并不適應于連續化、大規模的生產過程，并且漿料最后的分散濃度只能通過后續檢驗、檢測才可得知，另外，這種傳統的生產過程，不易應對工藝參數改變時的情況。

發明內容

本發明的目的是提供一種能夠用于連續生產過程、可實時檢測漿料濃度、應對不同濃度需求的石墨烯漿料濃度控制的自適應系統。

本發明的用于石墨烯漿料濃度控制的自適應系統，包括：

用于將石墨烯粉體與水混合形成石墨烯漿料的漿料混合單元；

用于檢測石墨烯漿料濃度的濃度監測單元，與漿料混合單元連接；

控制單元，分別與濃度監測單元、漿料混合單元連接，用于根據濃度監測單元的檢測結果操作漿料混合單元，以控制漿料混合單元所生產的石墨烯漿料的濃度。

本發明的用于石墨烯漿料濃度控制的自適應系統，其中，還包括用于儲存石墨烯漿料的漿料儲罐，所述漿料混合單元包括用于儲存固體物料的固體物料儲罐以及預混合罐體，預混合罐體與固體物料儲罐通過第一管路連接，所述第一管路上設置有電磁閥，電磁閥用于控制向預混合罐體加入石墨烯粉體的加入量，電磁閥與控制單元連接，所述預混合罐體與漿料儲罐通過第二管路連接，所述濃度監測單元包括用于對第二管路的透明部分拍攝的CCD相機，所述CCD相機與控制單元連接，以將第二管路的圖像傳送給控制單元，所述控制單元根據第二管路的灰度值評判石墨烯漿料的濃度，根據石墨烯漿料的濃度控制電磁閥的開啟幅度，以控制漿料混合單元所生產的石墨烯漿料的濃度。

本發明的用于石墨烯漿料濃度控制的自適應系統，其中，所述濃度監測單元包括箱體，所述第二管路穿過所述箱體，所述箱體的第一側壁上設置有用于提供光線的LED燈作為背光源，所述箱體的第二側壁上設置有觀察口，所述第二管路的透明部分位于所述箱體的內部且位于第一側壁與第二側壁之間，所述CCD相機設置于觀察口的外部，以通過所述觀察口拍攝第二管路的透明部分。

本發明的用于石墨烯漿料濃度控制的自適應系統，其中，預混合罐體連接分散劑輸入管，所述分散劑輸入管上設置有變頻泵，分散劑通過變頻泵泵入預混合罐體，所述預混合罐體中設有用于漿料混勻的乳化頭。

本發明的用于石墨烯漿料濃度控制的自適應系統，其中，控制單元包括可編程邏輯控制器、通訊模塊，通訊模塊包括以太網通訊模塊和過程現場總線模塊。