化成槽槽液补充控制方法、系统和装置以及化成槽
阅读说明：本技术 化成槽槽液补充控制方法、系统和装置以及化成槽 (Chemical tank bath solution supplement control method, system and device and chemical tank ) 是由 王俭培 费新金 于 2021-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明为解决现有技术中电极反馈法补液存在成本高、容易老化、表面结垢以及影响化成槽日常维护的问题,公开一种化成槽槽液补充控制方法、系统和装置以及化成槽。该方法中通过测量槽液通过磁芯线圈时的感应电流大小来判断是否进行槽液补充。该系统包括第一采集单元、第二采集单元、第一比对单元、第三采集单元、第二比对单元、补液单元、获取单元、第四采集单元和评估单元。该装置包括磁芯线圈、信号转换器、控制器和电磁阀。该化成槽包括槽本体、循环泵、外循环管、补液管以及化成槽槽液补充控制装置。本发明提供一种化成槽槽液补充控制方法、系统和装置以及化成槽,非接触方式,无腐蚀,维护成本低。(The invention discloses a chemical tank liquid replenishing control method, a chemical tank liquid replenishing control system, a chemical tank liquid replenishing control device and a chemical tank, aiming at solving the problems of high cost, easy aging, surface scaling and influence on the daily maintenance of the chemical tank in the prior art in the liquid replenishing process of an electrode feedback method. In the method, whether the bath solution is supplemented or not is judged by measuring the magnitude of an induced current when the bath solution passes through a magnetic core coil. The system comprises a first acquisition unit, a second acquisition unit, a first comparison unit, a third acquisition unit, a second comparison unit, a liquid supplementing unit, an acquisition unit, a fourth acquisition unit and an evaluation unit. The device comprises a magnetic core coil, a signal converter, a controller and an electromagnetic valve. The chemical tank comprises a tank body, a circulating pump, an external circulating pipe, a liquid supplementing pipe and a chemical tank liquid supplementing control device. The invention provides a chemical tank bath solution supplement control method, a system and a device thereof, and a chemical tank, which are in a non-contact mode, free of corrosion and low in maintenance cost.)
技术领域
本发明涉及电容铝箔生产技术领域，尤其涉及一种化成槽槽液补充控制方法、系统和装置以及化成槽。
背景技术
铝电解电容器用阳极箔广泛用于电子产品部件中，是国家工业发展的基础性材料。阳极箔生产线生产时，需使腐蚀箔连续在多个化成槽里通过化成液在电压作用下逐级形成氧化膜。阳极箔在生产过程中，化成槽槽液温度一般控制在85℃左右，化成槽槽液的蒸发量很大，需要及时补充以槽液浓度相对稳定。
目前小型企业采用的是定时取液，手动检测，以确定是否添加槽液。而同行的大型企业也备有自动补液系统，但多数采用的是电极反馈法补液，进行槽液参数控制。而采用自动补液控制系统是未来制造业发展的趋势，然而电极反馈法存在一下缺陷：
1、耐高温电极成本较高（价格在1000元/个左右）；
2、电极在高温、腐蚀性槽液中容易老化，需定期进行更换（一般为6-12个月）；
3、电极与槽液接触，一段时间后表面会结垢，影响数据敏感度，间接影响槽液实际设定参数；
4、电极需安装在生产线反应槽内部，而槽液是动态循环的，一方面不好更换，另一方面会影响化成槽的日常维护。
发明内容
本发明为解决现有技术中电极反馈法补液存在成本高、容易老化、表面结垢以及影响化成槽日常维护的问题，提供一种化成槽槽液补充控制方法、系统和装置以及化成槽，非接触方式，无腐蚀，维护成本低。
本发明采用的技术方案是：
化成槽槽液补充控制方法，所述方法包含以下步骤：
步骤S1，所述控制系统采集或者录入持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的初始感应电流，得到控制区间；所述控制区间为所述初始感应电流±预设幅度值；
步骤S2，所述控制系统连续或者间歇采集非补液状态下持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的第一工作感应电流；
步骤S3，所述控制系统将所述第一工作感应电流与所述控制区间比对；若所述控制系统判定，所述第一工作感应电流≤所述控制区间的下限，发布槽液补充指令；
步骤S4，所述控制系统依据所述槽液补充指令进行槽液补充；
步骤S5，所述控制系统连续或者间歇采集补液状态下持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的第二工作感应电流；
步骤S6，所述控制系统将所述第二工作感应电流与所述控制区间比对；若所述控制系统判定，所述控制区间的下限＜所述第二工作感应电流≤所述控制区间的上限，发布槽液补充停止指令；
步骤S7，所述控制系统依据所述槽液补充停止指令停止槽液补充。
步骤S8，重复步骤S2~步骤S7。
进一步地，所述方法还包括：
步骤S9，所述控制系统获取与所述第一初始感应电流、第一工作感应电流和第二工作感应电流对应槽液浓度，并由此建立感应电流-浓度模型；
步骤S10，所述控制系统采集T时刻持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的第三工作感应电流；
步骤S11，所述控制系统依据感应电流-浓度模型，由所述第三工作感应电流评估T时刻槽液的浓度。
化成槽槽液补充控制系统，所述系统包括：
第一采集单元，所述第一采集单元采集持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的初始感应电流，得到控制区间；所述控制区间为所述初始感应电流±预设幅度值；
第二采集单元，所述第二采集单元连续或者间歇采集非补液状态下持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的第一工作感应电流；
第一比对单元，所述第一比对单元将所述控制系统将所述第一工作感应电流与所述控制区间比对；若所述控制系统判定，所述第一工作感应电流≤所述控制区间的下限，发布槽液补充指令；
第三采集单元，所述第三采集单元连续或者间歇采集补液状态下持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的第二工作感应电流；
第二比对单元，所述第二比对单元将所述第二工作感应电流与所述控制区间比对；若所述控制系统判定，所述控制区间的下限＜所述第二工作感应电流≤所述控制区间的上限，发布槽液补充停止指令；
补液单元，所述补液单元依据所述槽液补充指令进行槽液补充，或者所述补液单元依据所述槽液补充停止指令停止槽液补充；
其中，若所述初始感应电流为录入方式获得时，所述第一采集单元替换为录入单元。
进一步地，所述系统还包括：
获取单元，所述获取与所述第一初始感应电流、第一工作感应电流和第二工作感应电流对应槽液浓度，并由此建立感应电流-浓度模型；
第四采集单元，所述第四采集单元采集T时刻持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的第三工作感应电流；
评估单元，所述评估单元依据感应电流-浓度模型，由所述第三工作感应电流评估T时刻槽液的浓度。
进一步地，所述第一比对单元和第二比对单元的结构相同。
进一步地，所述第一采集单元、第二采集单元、第三采集单元和第四采集单元的结构相同。
化成槽槽液补充控制装置，作用于化成槽的外循环机构上，所述装置包括：
磁芯线圈，所述磁芯线圈套设在外循环机构的外循环管的外壁上；槽液在循环管内持续流动时，所述磁芯线圈产生感应电流；
信号转换器，所述信号转换器与所述磁芯线圈连接，对所述磁芯线圈产生的感应电流进行检波和放大；
控制器，所述控制器与所述信号转换器连接，接收和比对经所述信号转换器处理后的感应电流信号，构建感应电流-浓度模型并进行浓度评估以及发布指令，以及信息录入；
电磁阀，所述电磁阀位于化成槽的补液管上并与所述控制器连接，依据所述控制器的指令进行补液或者停止补液。
进一步地，所述磁芯线圈设置为两个，其分别套设在并联的两根外循环管的外壁上或者外循环管上并联部分的外壁；两个所述磁芯线圈并联后可于外循环管内构成闭合磁回路。
进一步地，所述控制器设有显示模块，所述显示模块用于显示所述磁芯线圈产生的感应电流大小与槽液的浓度，以及槽液的补充情况。
化成槽，其包括：
槽本体，所述槽本体外侧壁上、下位置处分别设有外循环进口和外循环出口；
循环泵，所述循环泵的进口端与所述外循环出口连接；
外循环管，所述外循环管的一端与所述循环泵的出口端连接，另一端与所述外循环进口连接；
补液管，所述补液管与槽液的存储容器连通；
前述的化成槽槽液补充控制装置。
本发明的有益效果是：
本发明为解决现有技术中电极反馈法补液存在成本高、容易老化、表面结垢以及影响化成槽日常维护的问题，提供一种化成槽槽液补充控制方法、系统和装置以及化成槽。化成槽槽液补充控制方法、系统和装置以及化成槽中通过不同浓度的槽液通过磁芯线圈产生的感应电流大小来判断槽液补充与否。与现有的电极反馈方法有如下优势：
1、非接触测量方式，可安装在槽液的外循环机构上，避免与槽液接触，排除了老化、结垢、灵敏度下降等日常维护问题。
2、磁芯线圈性能稳定，测量范围广（远高于电极测量范围），检测精度高（±1%）。
3、安装简单方便，对于旧生产线升级改造更为容易。
4、基本免维护，使用寿命大幅度提升。
5、相比与现有的流体参数感应设备（电导率探头）一般是2个线圈叠加在一起封装，将封装线圈浸泡在待测液体中，利用线圈的磁场对槽液浓度的变化感应得出数据。由于线圈是浸泡在槽液当中，槽液是时刻在搅动的，在线圈的内部与外围就会存在不同的感应区域，尤其是线圈外围存在与槽壁的距离远近的因素，得到的感应数据相对来说不稳定。本发明中的控制装置通过设置个并联（非同轴）的磁芯线圈，完全摒弃磁芯线圈外围槽液的影响（只感应磁芯线圈内部的液体），得到的数据单一、准确、稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有现技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例2中，控制系统的逻辑连接示意图。
图2为实施例3中，控制装置的逻辑连接示意图。
图3为实施例3中，磁芯线圈构成的闭合磁回路示意图。
图4为现有技术中，传感器的线圈磁回路示意图。
图5为实施例4中，化成槽的结构示意图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。
下面结合附图对发明的实施例进行详细说明。
实施例1
本发明为解决现有技术中电极反馈法补液存在成本高、容易老化、表面结垢以及影响化成槽日常维护的问题，提供一种化成槽槽液补充控制方法、系统和装置以及化成槽，非接触方式测量，无腐蚀，维护成本低。
本实施例中公开了一种化成槽槽液补充控制方法，方法包含以下步骤：
步骤S1，控制系统采集或者录入持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的初始感应电流，得到控制区间；控制区间为初始感应电流±预设幅度值。
“初始”指的是化成槽启用前或者化成槽的槽液浓度处于预定浓度范围时的状态。初始感应电流可以采用直接通过检测方式或者人工录入方式获得。预设幅度值亦采用人工录入设定的方式。
比如，初始感应电流为0.50mA，预设幅度值为0.01mA，那么控制区间为0.50mA±0.01mA，即控制区间的下限为0.49mA，控制区间的上限为0.51mA。
步骤S2，控制系统连续或者间歇采集非补液状态下持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的第一工作感应电流。其中槽液在单独的管道中流动。磁芯线圈套在管道外，与槽液不直接接触。当槽液从磁芯线圈所在的区域内通过时，磁芯线圈会产生感应电流。非补液状态指的是化成槽处于阳极箔加工中，槽液能满足化成需要，不需要补充槽液时的状态。
步骤S3，控制系统将第一工作感应电流与控制区间比对；若控制系统判定，第一工作感应电流≤所述控制区间的下限，发布槽液补充指令。
比如，初始感应电流为0.50mA，预设幅度值为0.01mA，那么控制区间为0.50mA±0.01mA。第一工作感应电流0.48mA，0.48＜0.49（控制区间的下限），控制系统发布槽液补充指令。
步骤S4，控制系统依据槽液补充指令进行槽液补充。
步骤S5，控制系统连续或者间歇采集补液状态下持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的第二工作感应电流。
步骤S6，控制系统将第二工作感应电流与所述控制区间比对；若控制系统判定，控制区间的下限＜第二工作感应电流≤控制区间的上限，发布槽液补充停止指令。
比如，初始感应电流为0.50mA，预设幅度值为0.01mA，那么控制区间为0.50mA±0.01mA。第二工作感应电流0.51mA，0.51=0.51（控制区间的上限），控制系统发布停止槽液补充指令。
步骤S7，控制系统依据槽液补充停止指令停止槽液补充。
步骤S8，重复步骤S2~步骤S7。
步骤S9，控制系统获取获取与第一初始感应电流、第一工作感应电流和第二工作感应电流对应的槽液浓度，并由此建立感应电流-浓度模型。感应电流-浓度模型建立采用机器学习的方式进行：建立大量第一初始感应电流、第一工作感应电流和第二工作感应电流以及对应槽液的浓度的集合数据库，将数据库内的数据按照8：2的比例分为训练集和测试集，由训练集训练感应电流-浓度模型，由测试集验证感应电流-浓度模型。
步骤S10，控制系统采集T时刻持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的第三工作感应电流。
步骤S11，控制系统依据感应电流-浓度模型，由第三工作感应电流评估T时刻槽液的浓度。后期即可不对槽液进行取样分析，也可以评估出T时刻的槽液浓度。
采用本实施例中控制方式，具有以下优点：
1、通过对感应电流的反复动态检测，精确控制槽液浓度，可提高产品质量1至2个档次、
2、减少人为检测操作过程中的失误和其它不稳定因素、
3、实现自动化精确投加槽液一方面减少原料浪费，一方面减少人工开支，有利于降低产品成本。
实施例2
本实施例中提供一种化成槽槽液补充控制系统，系统包括第一采集单元1、第二采集单元2、第一比对单元3、第三采集单元4、第二比对单元5、补液单元6、获取单元7、第四采集单元8和评估单元9，其逻辑连接结构如附图1所示。
第一采集单元1，其采集持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的初始感应电流，得到控制区间；控制区间为初始感应电流±预设幅度值。如果初始感应电流采用人工录入设定的方式，第一采集单元1则替换为录入单元。
第二采集单元2，其连续或者间歇采集非补液状态下持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的第一工作感应电流。
第一比对单元3，其将第一工作感应电流与控制区间比对；若控制系统判定，第一工作感应电流≤所述控制区间的下限，发布槽液补充指令。
第三采集单元4，其连续或者间歇采集补液状态下持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的第二工作感应电流。
第二比对单元5，其将第二工作感应电流与所述控制区间比对；若控制系统判定，控制区间的下限＜第二工作感应电流≤控制区间的上限，发布槽液补充停止指令。
补液单元6，其依据槽液补充指令进行槽液补充，或者补液单元依据槽液补充停止指令停止槽液补充。
获取单元7，其获取采集第一初始感应电流、第一工作感应电流和第二工作感应电流时槽液的浓度，并由此建立感应电流-浓度模型。
第四采集单元8，其采集T时刻持续流动中的槽液通过磁芯线圈时的第三工作感应电流。
评估单元9，其依据感应电流-浓度模型，由第三工作感应电流评估T时刻槽液的浓度。
第一比对单元3和第二比对单元5的结构相同。即在实际中可选择其中一个执行相应的操作即可。
第一采集单元2、第二采集单元3、第三采集单元4和第四采集单元8的结构相同。即，在实际中可选择其中一个执行相应的操作即可。
采用本实例中的系统，可精确控制槽液浓度，减少人为检测操作过程中的失误和其它不稳定因素，减少原料浪费和人工开支，有利于降低产品成本。
实施例3
本实施例中提供一种化成槽槽液补充控制装置，作用于化成槽的外循环机构上，装置包括磁芯线圈10、信号转换器20、控制器30和电磁阀40，其逻辑连接结构如附图2所示。
磁芯线圈10，数量为两个，其分别套设在并联的两根外循环管的外壁上或者外循环管上并联部分的外壁，如附图3所示。给其中一个磁芯线圈10一个稳定的电磁波形，波形会通过流体，传递给另一磁芯线圈10，该磁芯线圈10会得到一个与前一个磁芯线圈10有关系的固定波形，两个磁芯线圈10并联后构成闭合磁回路。在前一个磁芯线圈10的波形固定的情况下，流体浓度的变化会影响另一个磁芯线圈10的波形变化，感应电流随之发生变化。
而现有的流体参数感应设备（电导率探头）一般是2个线圈串联叠加在一起封装，将封装线圈浸泡在待测液体中，利用线圈的磁场对槽液浓度的变化感应得出数据，如附图4中所示。由于线圈的磁回路是一个开放式的，其浸泡在槽液当中时，槽液是时刻在搅动的，在线圈的内部与外围就会存在不同的感应区域，尤其是线圈外围存在与槽壁的距离远近的因素，得到的感应数据相对来说不稳定。本实施例中的控制装置通过设置2个并联（非同轴）的磁芯线圈10，其形成的磁闭合回路仅在外循环管中，完全摒弃磁芯线圈外围槽液的影响（只感应磁芯线圈内部的液体），得到的数据单一、准确、稳定。
信号转换器20，其与磁芯线圈10连接，对磁芯线圈10产生的感应电流进行检波和放大。
控制器30，其与信号转换器20连接，接收和比对经信号转换器20处理后的感应电流信号、构建感应电流-浓度模型并进行浓度评估、发布补液或者停止补液指令以及人工录入初始感应电流和预设幅度值等需要人工录入的信息。控制器30还设有显示模块，显示模块用于显示磁芯线圈产生的感应电流大小与槽液的浓度，以及槽液的补充情况。
比如，初始感应电流为0.50mA，预设幅度值为0.01mA，那么控制区间为0.50mA±0.01mA。第一工作感应电流0.48mA，0.48＜0.49（控制区间的下限），控制器30发布槽液补充指令。第二工作感应电流0.51mA，0.51=0.51（控制区间的上限），控制器30发布停止槽液补充指令。
电磁阀40，其位于化成槽的补液管上并与控制器30连接，依据控制器30的指令进行补液或者停止补液。
本实施例中的装置，作用于化成槽的外循环机构上，不直接与槽液接触，避免了腐蚀危害，也排除了老化、结垢、灵敏度下降等日常维护问题，安装简单方便，对于旧生产线升级改造更为容易，使用寿命大幅度提升。
实施例4
本实施例中提供一种化成槽，该化成槽包括槽本体100、循环泵200、外循环管300、补液管400以及化成槽槽液补充控制装置，如附图5所示。
槽本体100，其外侧壁上、下位置处分别设有外循环进口110和外循环出口120。
循环泵200，其进口端与外循环出口120连接。
外循环管300，的一端与循环泵200的出口端连接，另一端与外循环进口110连接。
补液管400，其与槽液的存储容器连通。
化成槽槽液补充控制装置，其包括磁芯线圈10、信号转换器20、控制器30和电磁阀40。
磁芯线圈10，其套设在外循环机构的外循环管300的外壁上；槽液在外循环管300内持续流动时，磁芯线圈10产生感应电流。磁芯线圈10设置为两个，其分别套设在并联的两根外循环管300的外壁上或者外循环管上并联部分的外壁。给其中一个磁芯线圈10一个稳定的电磁波形，波形会通过流体，传递给另一磁芯线圈10，该磁芯线圈10会得到一个与前一个磁芯线圈10有关系的固定波形，两个磁芯线圈10并联后构成闭合磁回路。在前一个磁芯线圈10的波形固定的情况下，流体浓度的变化会影响另一个磁芯线圈10的波形变化，感应电流随之发生变化。
信号转换器20，其与磁芯线圈10连接，对磁芯线圈10产生的感应电流进行检波和放大。
控制器30，其与信号转换器20连接，接收和比对经信号转换器20处理后的感应电流信号、构建感应电流-浓度模型并进行浓度评估、发布补液或者停止补液指令以及人工录入初始感应电流和预设幅度值等需要人工录入的信息。控制器30还设有显示模块，显示模块用于显示磁芯线圈产生的感应电流大小与槽液的浓度，以及槽液的补充情况。
电磁阀40，其位于化成槽的补液管上并与控制器30连接，依据控制器30的指令进行补液或者停止补液。
本实施例中的化成槽，槽液浓度控制精确，有利于保证产品质量。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种工业循环水浓缩倍率自动控制装置及控制方法