【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电镀液检测领域，更具体地说，本专利技术涉及一种基于libs技术的电镀液成分在线检测系统和检测方法。
技术介绍
1、钢材电镀液包括电镀锌和酸洗液。由于生产连续性，需要及时反映生产过程工艺参数变化，需要对电镀液中主要成份进行监测，一旦发现偏离，需要马上作出调整，以保证生产过程稳定受控，从而保证产品质量。所以，电镀液中离子浓度及时检测显得十分必要。
2、目前国内外对于电镀液中离子浓度的检测有两种：离线检测和在线检测。离线检测具有较高的测定精度，但存在取样代表性差、检测人员之间和检测设备之间系统偏差、检测时间长、测定值的滞后性、不能实时反映电镀液离子浓度变化趋势等问题。
3、在线检测具有快速、对样品破坏性小、可实现在线及远程下监测等优点，在高危环境下更是具有独特的优越性，但是目前没有合适的检测设备或方式。
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种基于libs技术的电镀液成分在线检测系统和检测方法，可实现电镀液中离子浓度的在线检测，有效填补市场空白。
2、为达到上述目的，本专利技术采取的技术手段为：
3、一种基于libs技术的电镀液成分在线检测系统，包括电镀箱存储装置、libs检测装置、plc控制系统，所述电镀箱存储装置的入口连通有样品管道，所述样品管道内储有样品；所述电镀箱存储装置的出口连接有ph及温度测量仪、所述libs检测装置，所述libs检测装置连接有所述plc控制系统，所述plc控制系统还连接有所述样品管道的阀门；p>
4、所述电镀箱存储装置内部包括取样及稳流装置、分流装置，所述取样及稳流装置、所述分流装置对应连接，所述取样及稳流装置包括第一取样器、第二取样器，所述第一取样器的入口连接有样品管道、出口连接有所述ph及温度测量仪；所述第一取样器与所述第二取样器连接；所述分流装置的入口连接所述第二取样器，所述分流装置的出口与所述libs检测装置对应连接；
5、所述分流装置还包括待测装置，所述待测装置包括管路、待测容器，所述待测容器的入口通过所述管路连接所述分流装置，所述待测容器与所述libs检测装置对应。
6、本专利技术的进一步改进在于，所述libs检测装置包括光学系统、激光光源、高灵敏度光谱检测仪，所述激光光源、所述光学系统、所述分流装置的入口依次连接，所述分流装置的出口连接所述高灵敏度光谱检测仪，所述高灵敏度光谱检测仪还连接所述plc控制系统。
7、本专利技术的进一步改进在于，所述管路为多路控制管路。
8、本专利技术的进一步改进在于，所述电镀箱存储装置为高浓度电镀箱存储装置、其存储有znso4﹒7h20溶液和/或h2so4溶液，znso4﹒7h20溶液中控制标准为270-370g/l，h2so4溶液中控制标准为10-40g/l。
9、本专利技术的进一步改进在于，所述激光光源为nd：yag激光发射器；所述光学系统为聚焦透镜、格兰棱镜的一种或多种光学镜片。
10、本专利技术的进一步改进在于，所述plc控制系统包括上位机、plc控制装置，所述上位机连接所述plc控制装置，所述高灵敏度光谱检测仪连接所述上位机，所述plc控制装置控制连接所述样品管道的阀门。
11、一种基于libs技术的电镀液成分在线检测检测方法，利用了上述的检测系统，包括以下步骤：
12、步骤一，所述样品由所述样品管道进入所述电镀箱存储装置中的所述取样及稳流装置，由所述第一取样器对所述样品进行过滤、除气处理，去除所述样品中多余的杂质和气泡，所述样品经由所述第一取样器取样后，通过所述ph及温度测量仪对部分所述样品进行ph值和温度检测，剩余所述样品进入所述第二取样器，所述第二取样器中的滤网对所述样品中掺杂的杂质和空气进行进一步的过滤和清除，同时，第二取样器具备多路控制功能，可以根据不同需求实现对多种检测物料的分时检测；
13、步骤二，所述第二取样器处理后的所述样品通过所述分流装置进入所述待测容器内，当所述待测容器内的溶液含量到达一定数值时，所述激光光源启动，发射出设定的脉宽、脉冲频率参数的激光光束，所述激光光束通过所述光学系统聚焦在所述样品表面，所述激光光束辐射度超过所述样品的击穿阈值后，形成烧蚀后的等离子体，所述高灵敏度光谱检测仪发射不同波长的光辐射并进行数据采集，再由所述上位机对信息进行处理分析，得到溶液的相关成分信息，实现锌离子(0-200g/l)、铁离子、锰离子、硫酸根离子或硫酸(0-100g/l)、铜离子的检测；
14、步骤三，当所述上位机分析得到稳定数据后，所述上位机发出停止检测指令，所述plc控制装置收到指令后控制所述样品管道的阀门关闭，所述样品停止进入所述电镀箱存储装置，所述电镀箱存储装置开启自动清洗模式，使用40-50℃的清水对所述取样及稳流装置、所述分流装置和所述待测容器进行反复清洗，清洗完成后由所述plc控制装置向所述上位机进行信息反馈。
15、本专利技术的进一步改进在于，所述步骤一的总流程如下：所述plc控制装置对所述电镀箱存储装置的状态进行检测，确认压力、流量、流速、温度正常后开启所述样品管道的进阀门，样品流入所述电镀箱存储装置，依次经过所述第一取样器和所述第二取样器进行过滤、去气泡的预处理后进入所述待测容器内；在所述预处理过程中，所述plc控制装置对整体系统进行过程状态监测，当监测参数发生异常时，所述plc控制装置控制所述样品管道的进阀门关闭，系统自检异常原因及报警。
16、本专利技术的进一步改进在于，所述步骤二的检测过程如下：所述plc控制装置对系统进行监测，当所述待测容器内所述样品达到一定容量后，传感器发送检测信号，所述上位机控制所述libs检测装置开始检测，同时实时进行数据采集和数据分析，所述上位机分析数据、生成柱状图、曲线图并显示，检测时间为15-20min，检测完成后所述上位机发出停止检测指令和清洗指令，所述plc控制装置执行指令，停止取样并完成整个装置的清洗，清洗完成后对整体装置的清洗状态进行反馈，实现系统的闭环控制。
17、本专利技术的进一步改进在于，步骤二中，激光光源发射出的激光光束的脉宽为8ns，脉冲频率为2hz。
18、本专利技术至少包括以下有益效果：
19、本专利技术的libs检测装置采用激光诱导击穿光谱技术具有快速、对样品破坏性小、可实现在线及远程下监测等优点，另外可应用于在传统化学分析手段难以应用的领域内，在高温、有毒、远程监测等环境下libs技术显示出其独特的优越性。上位机对libs检测装置的数据进行分析运算，进行显示并将有关浓度的信息通过tcp协议传送到plc控制系统，plc控制系统根据接受的数据控制电镀液存储装置控制阀进而实现电镀液闭环控制检测。
20、本专利技术使用电镀液工艺过程参数在线检测系统，能够实时对电镀液工艺过程参数进行监测，通过在线设备实现锌离子(0-200g/l)、铁离子、锰离子、硫酸根离子或硫酸(0-100g/l)、铜离子和ph值的检测，并实现自动闭环功能，做到数据的一手、可控。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于LIBS技术的电镀液成分在线检测系统，其特征在于，包括电镀箱存储装置(3)、LIBS检测装置(5)、PLC控制系统(7)，所述电镀箱存储装置(3)的入口连通有样品管道，所述样品管道内储有样品；所述电镀箱存储装置(3)的出口连接有pH及温度测量仪(6)、所述LIBS检测装置(5)，所述LIBS检测装置(5)连接有所述PLC控制系统(7)，所述PLC控制系统(7)还连接有所述样品管道的阀门；
2.根据权利要求1所述的一种基于LIBS技术的电镀液成分在线检测系统，其特征在于，所述LIBS检测装置(5)包括光学系统、激光光源、高灵敏度光谱检测仪，所述激光光源、所述光学系统、所述分流装置的入口依次连接，所述分流装置(10)的出口连接所述高灵敏度光谱检测仪，所述高灵敏度光谱检测仪还连接所述PLC控制系统(7)。
3.根据权利要求2所述的一种基于LIBS技术的电镀液成分在线检测系统，其特征在于，所述管路为多路控制管路。
4.根据权利要求3所述的一种基于LIBS技术的电镀液成分在线检测系统，其特征在于，所述电镀箱存储装置(3)为高浓度电镀箱存储装置
5.根据权利要求2所述的一种基于LIBS技术的电镀液成分在线检测系统，其特征在于，所述激光光源为Nd：YAG激光发射器；所述光学系统为聚焦透镜、格兰棱镜的一种或多种光学镜片。
6.根据权利要求2所述的一种基于LIBS技术的电镀液成分在线检测系统，其特征在于，所述PLC控制系统(7)包括上位机、PLC控制装置，所述上位机连接所述PLC控制装置，所述高灵敏度光谱检测仪连接所述上位机，所述PLC控制装置控制连接所述样品管道的阀门。
7.一种基于LIBS技术的电镀液成分在线检测检测方法，利用了上述权利要求1-6中的检测系统，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种基于LIBS技术的电镀液成分在线检测方法，其特征在于，所述步骤一的总流程如下：所述PLC控制装置对所述电镀箱存储装置(3)的状态进行检测，确认压力、流量、流速、温度正常后开启所述样品管道的进阀门，样品流入所述电镀箱存储装置(3)，依次经过所述第一取样器(8)和所述第二取样器(9)进行过滤、去气泡的预处理后进入所述待测容器(4)内；在所述预处理过程中，所述PLC控制装置对整体系统进行过程状态监测，当监测参数发生异常时，所述PLC控制装置控制所述样品管道的进阀门关闭，系统自检异常原因及报警。
9.根据权利要求7所述的一种基于LIBS技术的电镀液成分在线检测方法，其特征在于，所述步骤二的检测过程如下：所述PLC控制装置对系统进行监测，当所述待测容器(4)内所述样品达到一定容量后，传感器发送检测信号，所述上位机控制所述LIBS检测装置(5)开始检测，同时实时进行数据采集和数据分析，所述上位机分析数据、生成柱状图、曲线图并显示，检测时间为15-20min，检测完成后所述上位机发出停止检测指令和清洗指令，所述PLC控制装置执行指令，停止取样并完成整个装置的清洗，清洗完成后对整体装置的清洗状态进行反馈，实现系统的闭环控制。
10.根据权利要求7所述的一种基于LIBS技术的电镀液成分在线检测方法，其特征在于，所述步骤二中，激光光源发射出的激光光束的脉宽为8ns，脉冲频率为2HZ。
...【技术特征摘要】
1.一种基于libs技术的电镀液成分在线检测系统，其特征在于，包括电镀箱存储装置(3)、libs检测装置(5)、plc控制系统(7)，所述电镀箱存储装置(3)的入口连通有样品管道，所述样品管道内储有样品；所述电镀箱存储装置(3)的出口连接有ph及温度测量仪(6)、所述libs检测装置(5)，所述libs检测装置(5)连接有所述plc控制系统(7)，所述plc控制系统(7)还连接有所述样品管道的阀门；
2.根据权利要求1所述的一种基于libs技术的电镀液成分在线检测系统，其特征在于，所述libs检测装置(5)包括光学系统、激光光源、高灵敏度光谱检测仪，所述激光光源、所述光学系统、所述分流装置的入口依次连接，所述分流装置(10)的出口连接所述高灵敏度光谱检测仪，所述高灵敏度光谱检测仪还连接所述plc控制系统(7)。
3.根据权利要求2所述的一种基于libs技术的电镀液成分在线检测系统，其特征在于，所述管路为多路控制管路。
4.根据权利要求3所述的一种基于libs技术的电镀液成分在线检测系统，其特征在于，所述电镀箱存储装置(3)为高浓度电镀箱存储装置、其存储有znso4﹒7h20溶液和/或h2so4溶液，znso4﹒7h20溶液中控制标准为270-370g/l，h2so4溶液中控制标准为10-40g/l。
5.根据权利要求2所述的一种基于libs技术的电镀液成分在线检测系统，其特征在于，所述激光光源为nd：yag激光发射器；所述光学系统为聚焦透镜、格兰棱镜的一种或多种光学镜片。
6.根据权利要求2所述的一种基于libs技术的电镀液成分在线检测系统，其特征在于，所述plc控制系统(7)包括上位机、plc控制装置，所述上...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫东，张一行，陈菲，梁媛媛，韩会峰，蔡颖新，武智猛，张默涵，李奇松，冯相印，王晓，孙炬，张鑫，王磊，康亮，
申请(专利权)人：河钢工业技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：
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