[發明專利]一種營養液調配裝置

有效

• 申請號: 202110736726.1
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113332897B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 王燕;石劍
• 申請（專利權）人: 河北醫科大學第二醫院
• 主分類號: B01F27/92
• 分類號: B01F27/92;B01F31/441;B01F35/221;H04W4/38;B01F101/32
• 代理公司: 成都其高專利代理事務所(特殊普通合伙) 51244
• 代理人: 廖曾

1.一種營養液調配裝置，包括混合罐（1）、檢測罐（2）、分液罐（3）；其特征在于，所述混合罐（1）上方設有母液罐（4）、酸罐（5）、堿罐（6），所述母液罐（4）、酸罐（5）、堿罐（6）均通過管道與混合罐（1）連通，且設有閥門（8）控制往混合罐（1）內進液；所述混合罐（1）上方還設有清水罐（7），所述清水罐（7）下方連接有導流管（9），所述導流管（9）另一端與混合罐（1）連通，所述混合罐（1）內壁設有加熱器（20）；

所述混合罐（1）底部連接有導料管（21），所述導料管（21）另一端連接有檢測罐（2），所述檢測罐（2）內部設有溫度傳感器（22）、PH傳感器（23）、溶氧傳感器（24）、電傳導傳感器（25）；所述溫度傳感器（22）、PH傳感器（23）、溶氧傳感器（24）、電傳導傳感器（25）均連接數據采集卡（26），所述數據采集卡（26）連接工控機；

所述檢測罐（2）的另一側通過導料管（21）與所述分液罐（3）連通，所述分液罐（3）為雙層結構，分液罐（3）內部設有內罐（28），所述分液罐（3）頂部設有蓋板（29），分液罐（3）底部設有電機（30），所述電機（30）的輸出軸貫穿分液罐（3）壁，且與所述內罐（28）的底部外壁連接，所述內罐（28）與分液罐（3）間隙轉動設置，所述電機（30）驅動內罐（28）轉動；

所述分液罐（3）內部設置的內罐（28）與其轉動連接，所述內罐（28）的頂部邊緣低于分液罐（3）的邊緣，所述分液罐（3）的頂部設有蓋板（29），所述導料管（21）貫穿蓋板（29）延伸至分液罐（3）的內部，導料管（21）的出料口懸置在內罐（28）的上方；所述內罐（28）的內部設有隔板（31），所述隔板（31）將內罐（28）均分成三個分液腔（33），所述蓋板（29）上還設有出液口（32），所述出液口（32）能夠吸取三個分液腔（33）內部液體；

該裝置采用以下營養液質量檢測系統，所述檢測系統包括：數據采集模塊、數據采集卡、工控機；所述工控機通過串行通信方式從數據采集卡獲取信號，所述數據采集模塊與數據采集卡之間通過無線信號傳輸；所述數據采集模塊包括所述溫度傳感器（22）、所述PH傳感器（23）、所述溶氧傳感器（24）、所述電傳導傳感器（25）；各個傳感器通過無線WiFi模塊與數據采集卡（26）進行信號傳輸；各個傳感器通過無線WiFi模塊與數據采集卡進行鏈式通信，工控機內部的設置的WiFi收發轉換器發出組網信號，所有傳感器的無線WiFi模塊接受到組網信號，并比較該組網信號的強度，由接受到該組網信號強度最大的傳感器的無線WiFi模塊接收，與WiFi收發轉換器進行連接，之后該傳感器的無線WiFi模塊測量接收其它傳感器節點的信號強度，然后與強度最大的連接，以此種方式依次對溫度傳感器、PH傳感器、溶氧傳感器、電傳導傳感器的無線WiFi模塊進行連接，完成鏈式組網通信；

所述數據采集卡為多通道并行A/D轉換模塊，數據采集卡采集到信息之后，通過處理模塊進行有效特征參數提取，并對提取的特征進行數據處理，得出營養液檢測結果；

質量檢測方法包括：a，數據采集，通過傳感器采集營養液中溶氧量、溫度、PH值、電導率的數據，并對數據進行特征提取，提取時域、頻域數據；b，建立數據庫，設置的數據庫分為配置數據庫和機組數據庫，每個傳感器對應一個機組數據庫，配置數據庫存儲相關配置信息，針對每個數據庫信息，根據營養液溫度、PH、溶氧量、電導率指標將數據特征信號分層，對每一層的數據均采用聚類算法找出每一層數據的聚類中心，得出新的數據集合；c，分類訓練，為每個新的采樣集選定一個分類器，然后進行訓練得到學習器，將學習器進行結合，對學習其輸出的新結果進行分層處理；d，得出營養液標準的指標信息，對于c中得到的新的數據集先通過聚類計算出其每一簇數據的中心，然后建立的數據庫的每一層聚類中心求取距離，再把新的數據集的每個聚類中心的距離相加；距離和最小的分為一類；重復步驟d，直到數據庫中的數據判斷其屬于最底層，最后將四個學習器中輸出的數據結果進行整合，得出營養液標準的指標信息，標準指標包括溫度、PH、溶氧量、電導率；

對于營養液酸堿環境的控制中，采用酸堿中和的方法對其進行調控，通過混合罐內酸堿量的控制，使其達到中和反應，為了保證營養液的酸堿度處于正常水平，并且根據營養液指標不同，進行調配出高質量的營養液，則營養液中酸堿中和度滿足：Vy/t=u(a-y)-f(b+y)；V/t=u+f；PH=lg(y+(?y²+4K)^1/2)/2K；上式中，t為反應時間，s；u是堿溶液的注入流量，（m³/s）；f是酸溶液的注入流量，（m³/s）；y是氫氧根離子濃度與氫離子濃度的差，（kmol/m³）；K是水平衡常數；a是堿的濃度,?kmol/m³；b是酸的濃度,?kmol/m³；V是混合罐的體積，m³；通過改變酸堿溶液的流量，改變氫氧根離子濃度與氫離子濃度的差，可以對PH值做到精準控制。