基于連續(xù)譜分析的自動滴定儀研制

發(fā)布時間：2020-05-03 21:33

【摘要】：鹽湖,礦山中富含多種金屬元素,包括鉀、鈣、鎂等。在現(xiàn)有的工業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)上,如何保證在開采過程中提高元素利用率,減少資源浪費和環(huán)境污染,保證產(chǎn)品質(zhì)量,對流水線產(chǎn)品品質(zhì)的實時檢測則是工業(yè)生產(chǎn)過程的必不可少的重要環(huán)節(jié)。如何定位鹽湖不同區(qū)域元素富集情況并進(jìn)行準(zhǔn)確區(qū)分是選礦自動化所要完成的主要任務(wù)。鹽湖生產(chǎn)過程主要分為給礦,浮選,烘干這幾個過程,在浮選過程中需要加入起泡劑,吸附原礦溶液中的鉀離子經(jīng)過刮板進(jìn)行初步分離。接下來進(jìn)入到烘干環(huán)節(jié),在烘干環(huán)節(jié)就要實時檢測濃度,以確保最終產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定。通過人工滴定的方式進(jìn)行濃度的檢測是傳統(tǒng)的濃度檢測方式,滴定過程的終點顏色完全由人眼判斷,由于人員差異引起的滴定結(jié)果誤差不容忽視。滴定過程的重復(fù)性和夜間操作等不確定因素也將引起測量誤差,從而不能及時反饋和指導(dǎo)浮選環(huán)節(jié)的工藝生產(chǎn),影響產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。基于以上問題,本文研制的基于連續(xù)譜分析的自動滴定儀系統(tǒng)可用來測量樣品溶液中各種元素的濃度,通過連續(xù)光譜顏色傳感器、相應(yīng)的控制算法、準(zhǔn)確的液路設(shè)計方案和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸處理方式,解決了傳統(tǒng)的容量法測量溶液離子濃度過程中的操作繁復(fù)、準(zhǔn)確度低、檢測時間長以及由于操作人員不同引起的誤差問題,是濃度滴定儀器在鹽湖生產(chǎn)過程中的又一新的應(yīng)用。論文主要完成的工作有:(1)自動滴定儀系統(tǒng)的方案設(shè)計。傳統(tǒng)的滴定方式存在明顯的弊端和誤差,通過對傳統(tǒng)的現(xiàn)場工藝的分析,判斷其誤差來源,提出可行的改進(jìn)方案。基于離子檢測行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)容量法,進(jìn)行自動滴定儀系統(tǒng)的設(shè)計與研發(fā),采用模塊化設(shè)計思想并不斷升級。(2)連續(xù)光譜顏色傳感器設(shè)計。連續(xù)光譜顏色傳感器通過透明隔離,不需要接觸反應(yīng)試劑,在特定光源的補償下,通過光學(xué)傳感器探頭實時獲得滴定溶液顏色的準(zhǔn)確光譜信息。與基于R、G、B三色光的顏色傳感器相比,能夠得到更加準(zhǔn)確的顏色信息,有利于更加準(zhǔn)確的判斷滴定終點,顏色測量更加快速和穩(wěn)定。(3)自動滴定儀的硬件和軟件設(shè)計。硬件部分采用模塊化設(shè)計思想,分為主控模塊、交互界面模塊、顏色檢測模塊、機(jī)械模塊等。軟件部分需要多任務(wù)操作,通過移植uC/OS-II系統(tǒng),通過CAN口和RS-485串口進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和前后臺交互。(4)滴定儀現(xiàn)場測試結(jié)果分析。連續(xù)譜顏色傳感器測試:對滴定過程中同一樣品溶液顏色進(jìn)行多次測試,從響應(yīng)速度、準(zhǔn)確度和精確度等指標(biāo)進(jìn)行性能分析,通過測試,結(jié)果顯示連續(xù)譜傳感器能達(dá)到設(shè)計要求。自動滴定儀系統(tǒng)測試:通過自動滴定儀自身結(jié)果穩(wěn)定性分析、與人工檢測結(jié)果對比,通過分析精確度和準(zhǔn)確度等性能指標(biāo),表明分析儀自身穩(wěn)定性良好,比人工檢測結(jié)果更好。
【圖文】：

基于連續(xù)譜分析的自動滴定儀研制