基于连续谱分析的自动滴定仪研制

发布时间：2020-05-03 21:33

【摘要】：盐湖,矿山中富含多种金属元素,包括钾、钙、镁等。在现有的工业技术的基础上,如何保证在开采过程中提高元素利用率,减少资源浪费和环境污染,保证产品质量,对流水线产品品质的实时检测则是工业生产过程的必不可少的重要环节。如何定位盐湖不同区域元素富集情况并进行准确区分是选矿自动化所要完成的主要任务。盐湖生产过程主要分为给矿,浮选,烘干这几个过程,在浮选过程中需要加入起泡剂,吸附原矿溶液中的钾离子经过刮板进行初步分离。接下来进入到烘干环节,在烘干环节就要实时检测浓度,以确保最终产品品质的稳定。通过人工滴定的方式进行浓度的检测是传统的浓度检测方式,滴定过程的终点颜色完全由人眼判断,由于人员差异引起的滴定结果误差不容忽视。滴定过程的重复性和夜间操作等不确定因素也将引起测量误差,从而不能及时反馈和指导浮选环节的工艺生产,影响产品质量稳定性。基于以上问题,本文研制的基于连续谱分析的自动滴定仪系统可用来测量样品溶液中各种元素的浓度,通过连续光谱颜色传感器、相应的控制算法、准确的液路设计方案和稳定的数据传输处理方式,解决了传统的容量法测量溶液离子浓度过程中的操作繁复、准确度低、检测时间长以及由于操作人员不同引起的误差问题,是浓度滴定仪器在盐湖生产过程中的又一新的应用。论文主要完成的工作有:(1)自动滴定仪系统的方案设计。传统的滴定方式存在明显的弊端和误差,通过对传统的现场工艺的分析,判断其误差来源,提出可行的改进方案。基于离子检测行业技术标准容量法,进行自动滴定仪系统的设计与研发,采用模块化设计思想并不断升级。(2)连续光谱颜色传感器设计。连续光谱颜色传感器通过透明隔离,不需要接触反应试剂,在特定光源的补偿下,通过光学传感器探头实时获得滴定溶液颜色的准确光谱信息。与基于R、G、B三色光的颜色传感器相比,能够得到更加准确的颜色信息,有利于更加准确的判断滴定终点,颜色测量更加快速和稳定。(3)自动滴定仪的硬件和软件设计。硬件部分采用模块化设计思想,分为主控模块、交互界面模块、颜色检测模块、机械模块等。软件部分需要多任务操作,通过移植uC/OS-II系统,通过CAN口和RS-485串口进行数据的传输和前后台交互。(4)滴定仪现场测试结果分析。连续谱颜色传感器测试:对滴定过程中同一样品溶液颜色进行多次测试,从响应速度、准确度和精确度等指标进行性能分析,通过测试,结果显示连续谱传感器能达到设计要求。自动滴定仪系统测试:通过自动滴定仪自身结果稳定性分析、与人工检测结果对比,通过分析精确度和准确度等性能指标,表明分析仪自身稳定性良好,比人工检测结果更好。
【图文】：

滴定仪外观图

ICP光源结构图
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH86;TP212

【参考文献】

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本文编号：2648155