一种可自主调整稳定输出浓度范围浊液的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种可自主调整稳定输出浓度范围浊液的装置，包括：储存单元、传感监测单元、数据收集及控制集成单元、供电单元、通信单元和云平台；储存单元储存工作状态浊液；传感监测获得储存单元内信息并处理为信号输出；数据收集及控制单元接收并转换传感器信号；供电单元负责提供能量来源；通信单元接收单片机信号、实现转动搅拌功能，并向云平台输出实时监测信息用户可以通过云平台远程监控装置工况并予以调整。本发明专利技术的有益效果是：实现溶液、悬浊浊液与胶体混合液等不同浊液的获取，用途广泛。泛。泛。

【技术实现步骤摘要】
一种可自主调整稳定输出浓度范围浊液的装置


[0001]本专利技术涉及浊液浓度调整
，尤其涉及一种可自主调整稳定输出浓度范围浊液的装置。

技术介绍

[0002]浊液在我国的生产生活中应用广泛，随着经济社会的不断发展，在浊液的应用中对浊液的稳定性和浓度范围的精确性的要求不断提高。在化工、纺织、水泥石膏制品、木材、医药、食品、等工业部门和环境、资源等科研工作中，存在着大量需要连续自动监测和精准控制浓度的悬浊浊液，如水淀粉、石灰乳等，这些浊液一般容易沉淀或悬浮，分布不均，其成分是非单一的，存在不同的物理化学性质，因此这些浊液浓度的连续自动监测和浓度控制通常是困难的。由于浊液本身的不均匀性、不稳定性，存在沉淀、颗粒聚沉、结垢等问题，难以获得稳定有效的生产生活所需的浊液，不利于相关工作的推进。此外，在将浊液浓度监测和控制与自动化、计算机相结合方面的研究存在一定程度的空白，更是缺乏对于通过算法实现浊液浓度精准控制的相关操作。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种可自主调整稳定输出浓度范围浊液的装置，主要包括：
[0004]储存单元、传感监测单元、数据收集及控制单元、通信单元和云平台；所述传感监测单元包括六个浊度电极，采用PTU100系统收集数据，输出为RS485信号，对储存单元内的浊液浓度进行实时监测。
[0005]储存单元，用于储存工作状态时的浊液；
[0006]通信单元，用于接收数据收集及控制单元中的单片机信号，实现转动搅拌功能，并向云平台输出实时监测信息；
[0007]传感监测单元，用于获得储存单元内信息并处理为信号输出；
[0008]数据收集及控制单元，用于接收并转换传感器监测单元发送的信号；
[0009]供电单元，用于为装置提供能量来源；
[0010]云平台，用于远程监控装置工况并予以调整；
[0011]传感监测单元，采用PTU100系统收集数据，该系统输出为RS485信号，对储存单元内的浊液浓度进行实时监测；
[0012]向储存单元加入所需溶质/胶体/悬浮物及流体后，开启装置电源，电信号控制位于数据收集及控制单元内的电机驱动与传动杆连接的螺旋桨转动，搅拌溶质/胶体/悬浮物与流体，一段时间后第一传感器至第五传感器a,b,c,d,e启动；
[0013]螺旋桨转动搅拌的同时，传感监测单元中的浊度电极实时读取浊液浓度范围，PTU100系统对收集浊度电极读取的浊度浓度范围后处理后输出为RS485信号，通过电路将其转化为RS232信号；
[0014]数据收集及控制单元接收传感监测单元发送的RS232信号，控制单元的STM32单片机内置的模糊PID控制算法提前通过云平台输入的预设浊液浓度范围来纠正螺旋桨的转速与转向，使得装置内的浊液浓度趋近于预设浊液浓度范围；
[0015]当第一传感器至第五传感器a,b,c,d,e监测到的浊液浓度均处于预设浊液浓度范围后，第六传感器f启动，通过电极内PTU100系统收集初储室内的浓度数据，当第六传感器f监测到的数据长时间处于预设浊液浓度范围时，控制单元(STM32单片机)控制初储室下方出口打开，输出目标浊液浓度，在该过程中，第一传感器至第六传感器a
‑
f持续工作，当f监测到初储室内浓度脱离预设浊液浓度范围，控制单元控制下方出口关闭，暂停浊液输出；
[0016]第一传感器至第五传感器a
‑
e监测浓度长时间未达到预设浊液浓度范围，或开始纠正后一段时间内仍未向预设浊液浓度范围变化，或变化超出预设浊液浓度范围，则控制单元控制储存单元上显示灯闪烁一段时间；
[0017]传感监测单元持续监测储存单元内的浊液浓度，数据收集及控制单元6控制螺旋桨、下方出口3和显示灯4，多次重复以上流程，直至获取所需浊液；全过程中通信单元将传感器数据实时传输到云平台，用户在终端登录云平台后，可查看数据和下发指令，实现系统的物联网接入和远程监控与控制。
[0018]进一步地，所述储存单元为高1m，直径0.5m的圆桶。该储存单元由外储存室与初储室两部分组成，根据不同用途采取不同的连接与组合方式，由专业人士根据具体硬度、耐腐蚀程度的需要选择合适的材料。
[0019]进一步地，所述储存单元的圆桶侧壁在0.2m和0.8m高度处间隔对称分布四个电极接口，底部有一包含下方出口的初储室与桶壁相连，底部中心与初储室内各分布一个浊度电极，圆桶顶部有一显示灯。
[0020]进一步地，所述通信单元包括两台电机、两条内置于传动杆中的传动轴连接两个安装方向相反的螺旋桨组成，马达、传动轴连接在调速电机上，电机通过接收控制单元的信号带动螺旋桨转动。
[0021]进一步地，所述传感监测单元包括六个浊度电极，浊度电极分别位于0.2m与0.8m高度处间隔分布的四个电极接口处、圆桶底部中心处和初储室内。
[0022]进一步地，所述浊度电极具体规格为，直径60mm，长度256mm，供电电源采用220VAC供电，通过PTU100系统收集浓度数据，采用MODBUS
‑
RTU通讯协议以RS485信号向数据收集及控制单元输出。
[0023]进一步地，所述数据收集及控制单元位于圆桶上方，以单片机STM32VET6作为主控MCU进行信号输入与输出，六个浊度电极输出的RS485信号，通过电路转换为RS232信号，由主控MCU收集信号并进行预处理，其中对于浓度信号的处理主要采用模糊PID算法。
[0024]进一步地，所述数据收集及控制单元的输出接口连接控制初储室下方出口、显示灯以及分别控制两台通过传动杆连接螺旋桨的电机；
[0025]当PTU100系统收集到传感器f监测初储室浓度达标的信号后，单片机STM32VET6作为主控MCU通过接收和输出电信号对L298N电机驱动芯片进行控制，进而控制单一舵机，进行转向开关，若初储室浓度达标，控制下方出口打开，输出目标浊液，若不达标，下方出口不开启；
[0026]当传感器a
‑
e长时间监测浓度未在预设浊液浓度范围内，或开始纠正后60s仍未向
预设浊液浓度范围变化，或浊液浓度变化超出预设曲线可控范围(20％)，则控制显示灯亮显示灯并闪烁一段时间；
[0027]当传感器a
‑
e连续监测浊液浓度是否一致时，若a,c侧(或b,d侧)明显大于b,d侧(或a,c侧)，则主控MCU控制搅拌器转动方向反转，而后再次反转；若受沉淀影响传感器c,d,e的监测浓度明显大于a,b的监测浓度，则控制单元控制搅拌器底部扇叶转向，停止搅拌器第一传动轴和第二传动轴下部扇叶转动；若受悬浮现象影响，传感器a,b监测浓度明显大于传感器c,d,e的浓度，则控制单元同时控制上下部扇叶提高转速。
[0028]进一步地，所述供电单元对外部电源进行降压，整流，滤波，稳压处理，以对本装置各单元提供直流供电，包括直流供电电路和与外部电源连接的电源插头。
[0029]进一步地，所述通信单元采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可自主调整稳定输出浓度范围浊液的装置，其特征在于：包括：储存单元、传感监测单元、数据收集及控制单元、供电单元、通信单元和云平台；储存单元，用于储存工作状态时的浊液；通信单元，用于接收数据收集及控制单元中的单片机信号，实现转动搅拌功能，并向云平台输出实时监测信息；传感监测单元，用于获得储存单元内信息并处理为信号输出；数据收集及控制单元，用于接收并转换传感器监测单元发送的信号；供电单元，用于为装置提供能量来源；云平台，用于远程监控装置工况并予以调整；传感监测单元，采用PTU100系统收集数据，该系统输出为RS485信号，对储存单元内的浊液浓度进行实时监测；向储存单元加入所需溶质/胶体/悬浮物及流体后，开启装置电源，电信号控制位于数据收集及控制单元内的电机驱动与传动杆连接的螺旋桨转动，搅拌溶质/胶体/悬浮物与流体，一段时间后第一传感器至第五传感器a,b,c,d,e启动；螺旋桨转动搅拌的同时，传感监测单元中的浊度电极实时读取浊液浓度范围，PTU100系统对收集浊度电极读取的浊度浓度范围后处理后输出为RS485信号，通过电路将其转化为RS232信号；数据收集及控制单元接收传感监测单元发送的RS232信号，控制单元的STM32单片机内置的模糊PID控制算法提前通过云平台输入的预设浊液浓度范围来纠正螺旋桨的转速与转向，使得装置内的浊液浓度趋近于预设浊液浓度范围；当第一传感器至第五传感器a,b,c,d,e监测到的浊液浓度均处于预设浊液浓度范围后，第六传感器f启动，通过电极内PTU100系统收集初储室内的浓度数据，当第六传感器f监测到的数据长时间处于预设浊液浓度范围时，控制单元控制下方出口打开，输出目标浊液浓度，在该过程中，第一传感器至第六传感器a
‑
f持续工作，当f监测到初储室内浓度脱离预设浊液浓度范围，控制单元控制下方出口关闭，暂停浊液输出；第一传感器至第五传感器a
‑
e监测浓度长时间未达到预设浊液浓度范围，或开始纠正后一段时间内仍未向预设浊液浓度范围变化，或变化超出预设浊液浓度范围，则控制单元控制储存单元上显示灯闪烁一段时间；传感监测单元持续监测储存单元内的浊液浓度，数据收集及控制单元控制螺旋桨、下方出口和显示灯，多次重复以上流程，直至获取所需浊液；全过程中通信单元将传感器数据实时传输到云平台，用户在终端登录云平台后，可查看数据和下发指令，实现系统的物联网接入和远程监控与控制。2.如权利要求1所述的一种可自主调整稳定输出浓度范围浊液的装置，其特征在于：所述储存单元为高1m，直径0.5m的带盖圆桶，该储存单元包括外储存室与初储室，根据不同用途采取不同的连接与组合方式。3.如权利要求1所述的一种可自主调整稳定输出浓度范围浊液的装置，其特征在于：所述储存单元的圆桶侧壁在0.2m和0.8m高度处间隔对称分布四个电极接口，电极对应传感器编号a
‑
d，底部有一包含下方出口的初储室与桶壁相连，底部中心与初储室内各分布一个浊度电极，电极分别对应传感器编号e、f，圆桶顶部有一显示灯。
4.如权利要求1所述的一种可自主调整稳定输出浓度范围浊液的装置，其特征在于：所述通信单元包括两台调速电机、两条内置于传动杆中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雨菲，陶卓怡，谭健基，隋俊霖，郭绪磊，黄琨，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：