專利名稱：pH值自動平衡加液方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種pH值自動平衡加 液方法及其裝置，本發(fā)明特別適用于制藥業(yè)、發(fā)酵業(yè)、生化過程 和食品飲料等行業(yè)。
背景技術(shù)：
溶液的pH值調(diào)節(jié)在生產(chǎn)、教學(xué)、科研等各領(lǐng)域經(jīng)常會遇到， 采用人工加料、人工測量會造成人力資源的浪費(fèi)、測量精度較差 以及每次配料的不一致性等問題，容易造成最終形成的產(chǎn)品穩(wěn)定 性差。為了解決上述問題，人們進(jìn)行了長期的探索，提出了各種各 樣的解決方案。例如，中國專利文獻(xiàn)公開了一種pH值自動調(diào)整至 一期望值的控制方法和裝置[專利申請?zhí)?0137384.6]，該調(diào)整 過程被一個能不斷完成溶液的測量值和期望值之間相減的微處理 器控制。該計(jì)算差值的極性(即正或負(fù))決定了所要加入的試劑(酸 或堿)。該計(jì)算差值的大小決定了所要加入的試劑的數(shù)量，借助于 一系列間斷電流脈沖控制調(diào)整試劑的分配器，電流脈沖的持續(xù)時 間或強(qiáng)度隨著計(jì)算差值大小的變化而變化。還有人發(fā)明了一種pH 值自動控制系統(tǒng)[專利申請?zhí)?00620118326.5],由在線檢測機(jī) 構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，其中，在線檢測機(jī)構(gòu)包括pH電極， 控制機(jī)構(gòu)包括pH計(jì)、計(jì)數(shù)器、定時器及計(jì)數(shù)器顯示屏和定時器顯 示屏，執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括泵I、泵II、泵III， pH電極可以對鈍 化液的pH值進(jìn)行檢測，并將檢測信號反饋給pH計(jì)，從而給出是 否開啟各計(jì)量泵的信號，同時通過調(diào)節(jié)計(jì)數(shù)器和定時器來控制各 計(jì)量泵的運(yùn)行時間，以達(dá)到自動控制的目的。它可以將pH值精確控制在工藝要求范圍內(nèi)，操作方便，避免了人工操作，從而降低 勞動強(qiáng)度，提高勞動效率。上述方案雖然能夠?qū)崿F(xiàn)自動調(diào)節(jié)pH值，但是其準(zhǔn)確度不高， 調(diào)節(jié)的效率低，并且由于忽略了其他因素例如溫度對pH值的影 響，其調(diào)節(jié)的精度也難以得到保證。另一方面，整個裝置的結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，制造成本高，操作起來也不夠方便。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對上述問題，提供一種工序簡單，自動化程度高，能夠有效勞動效率的PH值自動平衡加液方法；解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在采用人工加料、人工測量會造成人力資源的浪費(fèi)、 測量精度較差以及每次配料的不一致性等技術(shù)問題。本發(fā)明的另一目的是針對上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)成本低，易于操作，功能齊備，精度高的pH值自動平衡加液裝 置；解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)成本高，測量精度 不高等的技術(shù)問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案本pH值自動 平衡加液方法，其特征在于，該方法包括如下步驟a.預(yù)先設(shè)定 好待配置溶液的pH值大小以及在配置過程中pH值變化范圍的上 下限值；b.在加酸液裝置和加堿液裝置加入酸液/堿液過程中， pH值控制器不斷測量溶液的pH值大小，并根據(jù)其偏離預(yù)先設(shè)定 好的待配置pH值的大小不斷調(diào)整單位時間內(nèi)加入酸/堿液的劑 量；c.若測得的pH值超出pH值變化范圍的上限值，則加堿液裝 置停止工作，直至pH值重新回到設(shè)定的PH值范圍內(nèi)才重新啟動 加堿液裝置；若測得的pH值超出pH值變化范圍的下限值，則加 酸液裝置停止工作，直至pH值重新回到設(shè)定的pH值范圍內(nèi)才重 新啟動加酸液裝置；d.當(dāng)pH值控制器測得的pH值與預(yù)先設(shè)定 pH值相等時，加酸液裝置和加堿液裝置均停止工作。本發(fā)明預(yù)先設(shè)定了 PH值變化范圍的上下限值，并根據(jù)上下限及時調(diào)節(jié)加酸液 裝置和加堿液裝置，有效提高了工作效率。在上述的pH值自動平衡加液方法中，根據(jù)單位時間內(nèi)的配料 量及加入酸堿的比例關(guān)系現(xiàn)設(shè)定好加酸液裝置和加堿液裝置，然 后設(shè)定好加酸液裝置和加堿液裝置在單位時間內(nèi)加入酸/堿液劑 量的上下限值，加酸液裝置和加堿液裝置可以在上下限值范圍內(nèi) 調(diào)節(jié)單位時間內(nèi)加入酸/堿液的劑量。在上述的pH值自動平衡加液方法中，pH值控制器同時采集 溫度信號和pH值信號，并將采集到的信號進(jìn)行分析處理，根據(jù)處 理結(jié)果控制加酸液裝置和加堿液裝置工作。由于pH不僅與酸堿比例有關(guān)，同時也會受到溫度等其他因素 的影響，本發(fā)明在調(diào)節(jié)時將溫度因素考慮在內(nèi)，有效提高了調(diào)節(jié) 的精度和可靠性。上述的pH值自動平衡加液方法是在下述pH值自動平衡加液 裝置上實(shí)現(xiàn)的pH值自動平衡加液裝置，其特征在于，它包括一 個pH值控制器，以及連接在pH值控制器上的加酸液裝置和加堿 液裝置，pH值控制器具有一個用于處理數(shù)據(jù)并控制加酸液裝置和 加堿液裝置工作的中央處理單元，所述的加酸液裝置和加堿液裝 置與配液容器相連接，在配液容器內(nèi)設(shè)有用于檢測pH值大小的 pH值傳感器，該pH值傳感器與pH值控制器相連。本發(fā)明創(chuàng)造性地采用微電腦控制技術(shù)完成對溶液的pH/0RP 值的精確測量以及蠕動泵轉(zhuǎn)速的自動控制，從而使溶液的pH值保 持在所設(shè)定的范圍內(nèi)。其功能全、性能穩(wěn)定、操作簡便等特點(diǎn)， 使其成為各類實(shí)驗(yàn)室以及工業(yè)企業(yè)測試和控制的理想產(chǎn)品。在上述的pH值自動平衡加液裝置中，在配液容器內(nèi)還設(shè)有用 于測量溫度的溫度傳感器，該溫度傳感器與pH值控制器相連。在上述的pH值自動平衡加液裝置中，所述的加堿液裝置包括 一個堿泵，所述的堿泵為蠕動泵；所述的加酸液裝置包括一個酸泵，所述的酸泵為蠕動泵。在上述的pH值自動平衡加液裝置中，上述的蠕動泵采用步進(jìn) 電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動。在上述的pH值自動平衡加液裝置中，所述的中央處理單元上 連接有輸入裝置和顯示屏。在上述的pH值自動平衡加液裝置中，所述的中央處理單元上連接有輸入裝置和顯示屏。在上述的pH值自動平衡加液裝置中，所述的中央處理單元還設(shè)有可與外圍電腦相連的通訊接口。在上述的pH值自動平衡加液裝置中，所述的溫度傳感器和 pH值傳感器分別通過串聯(lián)的放大電路和A/D轉(zhuǎn)換電路與中央處理 單元相連；所述的酸泵和堿泵分別通過串聯(lián)的脈沖速度調(diào)整單元 和接口單元與中央處理單元相連。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于l.工序簡單，自動 化程度高，能夠有效提高勞動效率。2.結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)成本低， 易于操作，功能齊備，精度高。3.蠕動泵的驅(qū)動采用步進(jìn)電機(jī)， 易于精確控制加液的速度，非常適合PH值的精確控制。


圖1是本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
pH值自動平衡加液方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 a.預(yù)先設(shè)定好待配置溶液的pH值大小以及在配置過程中pH值變 化范圍的上下限值；b.在加酸液裝置和加堿液裝置加入酸液/堿 液過程中，pH值控制器不斷測量溶液的pH值大小，并根據(jù)其偏 離預(yù)先設(shè)定好的待配置pH值的大小不斷調(diào)整單位時間內(nèi)加入酸/ 堿液的劑量；c.若測得的pH值超出pH值變化范圍的上限值，則加堿液裝置停止工作，直至pH值重新回到設(shè)定的PH值范圍內(nèi)才 重新啟動加堿液裝置；若測得的pH值超出pH值變化范圍的下限 值，則加酸液裝置停止工作，直至pH值重新回到設(shè)定的pH值范 圍內(nèi)才重新啟動加酸液裝置；d.當(dāng)pH值控制器測得的pH值與預(yù) 先設(shè)定pH值相等時，加酸液裝置和加堿液裝置均停止工作。根據(jù)單位時間內(nèi)的配料量及加入酸堿的比例關(guān)系現(xiàn)設(shè)定好加 酸液裝置和加堿液裝置，然后設(shè)定好加酸液裝置和加堿液裝置在 單位時間內(nèi)加入酸/堿液劑量的上下限值，加酸液裝置和加堿液裝 置可以在上下限值范圍內(nèi)調(diào)節(jié)單位時間內(nèi)加入酸/堿液的劑量。pH值控制器同時采集溫度信號和pH值信號，并將采集到的 信號進(jìn)行分析處理，根據(jù)處理結(jié)果控制加酸液裝置和加堿液裝置 工作。如圖1所示，pH值自動平衡加液裝置，其特征在于，它包 括一個pH值控制器1，以及連接在pH值控制器1上的加酸液裝 置和加堿液裝置，pH值控制器1具有一個用于處理數(shù)據(jù)并控制加 酸液裝置和加堿液裝置工作的中央處理單元la，所述的加酸液裝 置和加堿液裝置與配液容器2相連接，在配液容器2內(nèi)設(shè)有用于 檢測pH值大小的pH值傳感器3，該pH值傳感器3與pH值控制 器1相連。在配液容器2內(nèi)還設(shè)有用于測量溫度的溫度傳感器4，該溫 度傳感器4與pH值控制器1相連。加堿液裝置包括一個堿泵5， 所述的堿泵5為蠕動泵；所述的加酸液裝置包括一個酸泵6，所 述的酸泵6為蠕動泵。蠕動泵采用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動。中央處理單元la上連接有輸入裝置lb和顯示屏lc (LCD顯 示屏)。中央處理單元la還設(shè)有可與外圍電腦相連的通訊接口 7 (RS-232通訊接口 )。溫度傳感器4和pH值傳感器3分別通過串 聯(lián)的放大電路lc和A/D轉(zhuǎn)換電路ld與中央處理單元la相連；所 述的酸泵6和堿泵5分別通過串聯(lián)的脈沖速度調(diào)整單元8和接口單元9與中央處理單元la相連。電源10為整個設(shè)備提供電源。本發(fā)明具有如下特點(diǎn)采用微處理技術(shù)及LCD顯示技術(shù)，操 作簡單、易于掌握且趨于人性化；中英文操作界面供不同用戶選 用；智能化的校驗(yàn)界面，使溫度測量和PH值測量更加精確；對測 量的pH值進(jìn)行溫度自動補(bǔ)償；采用RS-232通訊接口，可與計(jì)算 機(jī)連接，在計(jì)算機(jī)上實(shí)時顯示和存儲測量的溫度和pH值，為事后 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析帶來了便利；蠕動泵的驅(qū)動采用步進(jìn)電機(jī)，易于精 確控制加液的速度，非常適合PH值的精確控制；記憶功能關(guān)機(jī) 前設(shè)置的各種參數(shù)均能存儲在機(jī)內(nèi)的EEPR0M內(nèi)。在下次開機(jī)時， 為關(guān)機(jī)前的工作狀態(tài)，可以省去每次設(shè)置的麻煩；無污染因液 體只接觸膠管，故驅(qū)動器、泵頭及流體均不受污染；泵頭供液抖 動小、無滴漏、無回吸；多泵頭多配量的選用本系統(tǒng)可以采用 誠合設(shè)計(jì)生產(chǎn)的多種泵頭，采用不同的膠管的管徑以及調(diào)節(jié)驅(qū)動 器的轉(zhuǎn)速可以適合不同的單位時間內(nèi)的配料量；采用全塑外殼， 符合衛(wèi)生要求。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說 明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例 做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離 本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了各種術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語 的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明 的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相 違背的。
權(quán)利要求
1.一種pH值自動平衡加液方法，其特征在于，該方法包括如下步驟a.預(yù)先設(shè)定好待配置溶液的pH值大小以及在配置過程中pH值變化范圍的上下限值；b.在加酸液裝置和加堿液裝置加入酸液/堿液過程中，pH值控制器不斷測量溶液的pH值大小，并根據(jù)其偏離預(yù)先設(shè)定好的待配置pH值的大小不斷調(diào)整單位時間內(nèi)加入酸/堿液的劑量；c.若測得的pH值超出pH值變化范圍的上限值，則加堿液裝置停止工作，直至pH值重新回到設(shè)定的PH值范圍內(nèi)才重新啟動加堿液裝置；若測得的pH值超出pH值變化范圍的下限值，則加酸液裝置停止工作，直至pH值重新回到設(shè)定的pH值范圍內(nèi)才重新啟動加酸液裝置；d.當(dāng)pH值控制器測得的pH值與預(yù)先設(shè)定pH值相等時，加酸液裝置和加堿液裝置均停止工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的pH值自動平衡加液方法，其特征在 于，根據(jù)單位時間內(nèi)的配料量及加入酸堿的比例關(guān)系現(xiàn)設(shè)定好加 酸液裝置和加堿液裝置，然后設(shè)定好加酸液裝置和加堿液裝置在 單位時間內(nèi)加入酸/堿液劑量的上下限值，加酸液裝置和加堿液裝 置可以在上下限值范圍內(nèi)調(diào)節(jié)單位時間內(nèi)加入酸/堿液的劑量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的pH值自動平衡加液方法，其特征在 于，pH值控制器同時采集溫度信號和pH值信號，并將采集到的 信號進(jìn)行分析處理，根據(jù)處理結(jié)果控制加酸液裝置和加堿液裝置 工作。
4. 一種pH值自動平衡加液裝置，其特征在于，它包括一個 pH值控制器(1)，以及連接在pH值控制器(1)上的加酸液裝置 和加堿液裝置，pH值控制器(1)具有一個用于處理數(shù)據(jù)并控制 加酸液裝置和加堿液裝置工作的中央處理單元(la)，所述的加酸 液裝置和加堿液裝置與配液容器(2)相連接，在配液容器(2)內(nèi)設(shè)有用于檢測pH值大小的pH值傳感器(3)，該pH值傳感器(3) 與pH值控制器(1)相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的pH值自動平衡加液裝置，其特征在 于，在配液容器(2)內(nèi)還設(shè)有用于測量溫度的溫度傳感器(4)， 該溫度傳感器(4)與pH值控制器(1)相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的pH值自動平衡加液裝置，其特征在 于，所述的加堿液裝置包括一個堿泵(5)，所述的堿泵(5)為蠕 動泵；所述的加酸液裝置包括一個酸泵(6)，所述的酸泵(6)為 蠕動泵。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的pH值自動平衡加液裝置，其特征在于，上述的蠕動泵采用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的pH值自動平衡加液裝置，其特征在 于，所述的中央處理單元(la)上連接有輸入裝置(lb)和顯示 屏(lc)o
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的pH值自動平衡加液裝置，其特征在 于，所述的中央處理單元(la)還設(shè)有可與外圍電腦相連的通訊 接口 (7)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的pH值自動平衡加液裝置，其特征 在于，所述的溫度傳感器(4)和pH值傳感器(3)分別通過串聯(lián) 的放大電路(lc)和A/D轉(zhuǎn)換電路(ld)與中央處理單元(la) 相連；所述的酸泵(6)和堿泵(5)分別通過串聯(lián)的脈沖速度調(diào) 整單元(8)和接口單元(9)與中央處理單元(la)相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種pH值自動平衡加液方法及其裝置，它包括一個pH值控制器，以及連接在pH值控制器上的加酸液裝置和加堿液裝置，pH值控制器具有一個用于處理數(shù)據(jù)并控制加酸液裝置和加堿液裝置工作的中央處理單元，加酸液裝置和加堿液裝置與配液容器相連接，在配液容器內(nèi)設(shè)有用于檢測pH值大小的pH值傳感器，該pH值傳感器與pH值控制器相連。它預(yù)先設(shè)定好待配置溶液的pH值大小以及在配置過程中pH值變化范圍的上下限值，若測得的pH值超出pH值變化范圍的上限值，則加堿液裝置停止工作，若測得的pH值超出pH值變化范圍的下限值，則加酸液裝置停止工作。其優(yōu)點(diǎn)為自動化程度高，能夠有效提高勞動效率，易于精確控制加液的速度。
文檔編號G05D21/02GK101276225SQ20071030241
公開日2008年10月1日 申請日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者于小平 申請人:于小平