本發(fā)明涉及流程工業(yè)，具體為一種快速原樣液體分流配送系統(tǒng)及其配送方法。

背景技術(shù)：

1、流程工業(yè)也稱過程工業(yè)，是指通過物理變化、化學(xué)變化或兩種變化的結(jié)合進(jìn)行的生產(chǎn)過程，其原料和產(chǎn)品多為均一相(固、液或氣體)的物料，而非由零部件組裝成的物品?；?、煉油、冶金、輕工、建材、制藥等行業(yè)均涉及流程工業(yè)。由于流程工業(yè)主要是通過混合成型或化學(xué)反應(yīng)讓原料產(chǎn)生價值，如生產(chǎn)藥品、化學(xué)品以及食品飲料的過程，因此，流程型制造業(yè)的加工過程必然存在大量的物理變化和化學(xué)變化。隨著流程工業(yè)加工生產(chǎn)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在進(jìn)行均一相物料加工時，對液體的分流配送的精度提出了更高的要求。

2、然而流程工業(yè)多元反應(yīng)過程普遍存在反應(yīng)速度快、反應(yīng)物種類多、氣固液共存的現(xiàn)象，且不同反應(yīng)單元內(nèi)液體的濃度、溫度、鹽度、粘度等特性也具有較大差異。

3、雖然現(xiàn)有的液體樣品采集系統(tǒng)能夠?qū)悠愤M(jìn)行連續(xù)采樣，卻只能在預(yù)設(shè)的配送流量控制下對液體進(jìn)行輸送，而無法根據(jù)配送模塊的實(shí)際流量需求實(shí)時調(diào)整各模塊之間所需流量的分流比，從而難以滿足長距離的供液需求；另一方面，流程工業(yè)所涉及的化學(xué)反應(yīng)速度較快，使得采樣物料的物化性質(zhì)易發(fā)生改變，若不能保證液體配送的時效性，性質(zhì)改變的物料將對檢測結(jié)果造成不良影響，影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，為此，我們提出一種能夠?qū)崟r調(diào)整各模塊之間所需流量的分流比、能夠提高檢測結(jié)果準(zhǔn)確性的快速原樣液體分流配送系統(tǒng)及其配送方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種快速原樣液體分流配送系統(tǒng)及其配送方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一方面，提供一種快速原樣液體分流配送系統(tǒng)，包括plc輸配控制模塊、樣品連續(xù)采集模塊、液體分流配送模塊、原樣實(shí)時監(jiān)測模塊、液體匯流回用模塊、反應(yīng)單元組和溢流通道；

4、plc輸配控制模塊、樣品連續(xù)采集模塊、液體分流配送模塊、原樣實(shí)時監(jiān)測模塊和液體匯流回用模塊均包括至少一個信號收發(fā)器；

5、plc輸配控制模塊對液體分流配送實(shí)施閉環(huán)控制，并動態(tài)調(diào)整液體輸配時間、流量及流速，plc輸配控制模塊的輸出端分別與樣品連續(xù)采集模塊、液體分流配送模塊、原樣實(shí)時監(jiān)測模塊、液體匯流回用模塊電連接，plc輸配控制模塊對樣品連續(xù)采集模塊、液體分流配送模塊、原樣實(shí)時監(jiān)測模塊和液體匯流回用模塊分別發(fā)送控制指令；

6、原樣液體可以是生活用水、污水、工業(yè)用水或者工業(yè)中反應(yīng)液體中的一種或若干種的組合；

7、所述樣品連續(xù)采集模塊的上游管道連通有反應(yīng)單元組，反應(yīng)單元組的下游管道連通液體匯流回用模塊，所述樣品連續(xù)采集模塊通過接收plc輸配控制模塊的輸配控制指令動態(tài)調(diào)整樣品的采集總量，以滿足所述系統(tǒng)液體輸配的總體用時長度及用液總量；

8、所述液體分流配送模塊的上游與所述樣品連續(xù)采集模塊管道連通，所述液體分流配送模塊的下游管道連接原樣實(shí)時監(jiān)測模塊；所述液體分流配送模塊通過接收來自所述plc輸配控制模塊的分配控制指令動態(tài)調(diào)整所述原樣實(shí)時監(jiān)測模塊的進(jìn)液流量；

9、所述原樣實(shí)時監(jiān)測模塊檢測分析反應(yīng)單元組內(nèi)液體樣品的光譜信噪比，并將信噪比檢測結(jié)果以正反饋或負(fù)反饋的形式發(fā)送至所述plc輸配控制模塊，以動態(tài)調(diào)整適配原樣實(shí)時監(jiān)測模塊的進(jìn)液流量與流速；

10、所述液體匯流回用模塊監(jiān)測回流液并將回流液輸配至反應(yīng)單元組內(nèi)適配的反應(yīng)單元內(nèi)，以便對回流液分質(zhì)與回收利用。

11、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：反應(yīng)單元組包括若干個并行連接的子反應(yīng)單元，相鄰所述子反應(yīng)單元分別連接的輸送管道相互獨(dú)立并行，若干個子反應(yīng)單元分別連接在樣品連續(xù)采集模塊與液體匯流回用模塊之間，不同的子反應(yīng)單元內(nèi)所裝載的液體樣品的濃度、溫度、鹽度、粘度不完全相同。

12、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：不同的子反應(yīng)單元內(nèi)所裝載的液體樣品的濃度、溫度、鹽度、粘度完全不相同。

13、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：反應(yīng)單元組包括第一反應(yīng)單元、第二反應(yīng)單元和第三反應(yīng)單元，第一反應(yīng)單元、第二反應(yīng)單元和第三反應(yīng)單元均為液體反應(yīng)容器。

14、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述樣品連續(xù)采集模塊連續(xù)采集第一反應(yīng)單元、第二反應(yīng)單元和第三反應(yīng)單元內(nèi)裝載的液體樣品，并將所采集的液體樣品輸送至液體分流配送模塊，樣品連續(xù)采集模塊根據(jù)plc輸配控制模塊發(fā)送的控制指令調(diào)整液體的采集流量與流速。

15、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述系統(tǒng)還包括溢流通道，所述溢流通道連接于所述液體分流配送模塊與所述液體匯流回用模塊之間，所述溢流通道將液體分流配送模塊對原樣實(shí)時監(jiān)測模塊分配的過量液體匯流至所述液體匯流回用模塊；所述溢流通道與所述液體分流配送模塊的連接處形成溢流口，過量的液體通過溢流口進(jìn)入溢流通道內(nèi)，并由對應(yīng)的溢流通道輸送至液體匯流回用模塊，以便調(diào)整進(jìn)入原樣實(shí)時監(jiān)測模塊內(nèi)的流量大小。

16、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述液體匯流回用模塊包括信號收發(fā)器和液泵，所述信號收發(fā)器接收來自plc輸配控制模塊的分質(zhì)控制指令，液泵作為分質(zhì)泵將過量液體輸送至適配的子反應(yīng)單元，通過采用分質(zhì)泵主動泵出液體，能夠保證子反應(yīng)單元被動接收匯流液體。

17、另一方面，還提供一種快速原樣液體分流配送方法，應(yīng)用于所述配送系統(tǒng)，包括以下步驟：

18、s1：根據(jù)輸送距離l和管路橫截面積s，動態(tài)調(diào)整不同反應(yīng)單元液體的吸入流量q和流速v，

19、輸配時間t＝輸配距離l÷流速v；

20、流速v＝流量q÷管路橫截面積s；

21、s2：根據(jù)輸配用時t和輸送距離l計算獲得流速v：

22、t(min)＝l(m)÷v(m/min)≤1min→v(m/min)；

23、s3：根據(jù)輸送流速v和管路橫截面積s計算獲得流量q：

24、v(m/min)＝q(ml/min)÷s(mm2)→q(ml/min)，確定不同反應(yīng)單元動態(tài)連續(xù)采集及輸配的流量q(ml/min)和流速v(m/min)；其中，

25、輸配距離現(xiàn)場可測量獲得，流量可現(xiàn)場直接調(diào)整控制，流速是計算的結(jié)果；

26、s4：根據(jù)在靜態(tài)條件下監(jiān)測不同反應(yīng)單元內(nèi)液體的光譜信號，獲取靜態(tài)條件下不同反應(yīng)單元內(nèi)液體濃度對應(yīng)的吸光強(qiáng)度和噪聲波動；

27、監(jiān)測時，采用動態(tài)和靜態(tài)噪聲條件下相似度≥99％的原則，分別監(jiān)測靜態(tài)和動態(tài)條件不同濃度物種的光譜信號，光譜信號為被監(jiān)測液體樣品在180nm-900nm波長范圍的每個波長條件下對應(yīng)的吸光強(qiáng)度abs值信號，監(jiān)測光譜信號采用的是原樣實(shí)時監(jiān)測裝置；

28、根據(jù)plc輸配控制模塊的流量與流速標(biāo)準(zhǔn)預(yù)設(shè)值，plc輸配控制模塊自動匹配進(jìn)液的最佳流量和流速，液體流量通過蠕動泵負(fù)壓吸引，能夠通過調(diào)整蠕動泵的轉(zhuǎn)速調(diào)整液體流量的大小；

29、流速的計算公式為：流速＝流量÷管徑，在管徑固定不變的前提下，流速的大小由流量的大小來決定流速的大小對原樣實(shí)時監(jiān)測模塊中流通池內(nèi)樣品的擾動影響較大，當(dāng)流速過小樣品易在池內(nèi)發(fā)生流場死區(qū)影響檢測靈敏度，而當(dāng)流速過大，則樣品噪聲對信號影響較大，因此，需要對不同濃度樣品檢測靜態(tài)時的光譜信號，再在不同進(jìn)液流速條件下比對光譜信號，并將其與相應(yīng)靜態(tài)進(jìn)行比對，選擇重合度最高、噪聲最小光譜所對應(yīng)的進(jìn)液流速，以確定相應(yīng)的最佳最佳流量；

30、s5：動態(tài)監(jiān)測不同流量流速進(jìn)液條件下目標(biāo)液體光譜信號，獲取動態(tài)條件下不同濃度的目標(biāo)液體對應(yīng)的吸光強(qiáng)度和噪聲波動。

31、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：在所述步驟s2中，樣品采樣至匯流返回輸配總用時t≤1min。

32、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：靜態(tài)條件下，不同反應(yīng)單元內(nèi)液體濃度為c1、c2、……cn；

33、所述不同反應(yīng)單元內(nèi)液體濃度對應(yīng)的吸光強(qiáng)度為ia1、ia2、……ian；

34、所述不同反應(yīng)單元內(nèi)液體濃度對應(yīng)的噪聲波動為δia1、δia2、……δian。

35、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：動態(tài)條件下，不同反應(yīng)單元內(nèi)液體濃度為c1’、c2’、……cn’；

36、不同反應(yīng)單元內(nèi)液體對應(yīng)的吸光強(qiáng)度為ia1’、ia2’、……ian’；

37、不同反應(yīng)單元內(nèi)液體對應(yīng)的噪聲波動為δia1’、δia2’、……δian’。

38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

39、本發(fā)明通過原樣實(shí)時監(jiān)測模塊檢測不同濃度樣品處于靜態(tài)條件下的光譜信號，能夠在不同進(jìn)液流速條件下比對靜態(tài)條件下的光譜信號，快速選擇重合度最高、噪聲最小時光譜所對應(yīng)的進(jìn)液流速，以便plc輸配控制模塊1確定相應(yīng)模塊中液體流過的最佳流量與流速，實(shí)現(xiàn)對配送系統(tǒng)內(nèi)液體樣品流量、流速的實(shí)時動態(tài)調(diào)整，滿足長距離的供液需求，同時能夠保證液體配送的時效性，避免性質(zhì)改變的物料對檢測結(jié)果造成不良影響，有利于提升液體物料檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。