低磷阻垢缓蚀剂检测方法和系统与流程

本发明涉及低磷阻垢缓蚀剂检测，具体为低磷阻垢缓蚀剂检测方法和系统。

背景技术：

1、阻垢缓蚀剂是由有机磷、优良共聚物及铜缓蚀剂等组成，对碳钢、铜及铜合金都具有优良缓蚀性能，对碳酸钙、磷酸钙有卓越的阻垢分散性能。主要用于敞开式循环冷却水处理系统，对含铜设备的系统特别适合，是目前较理想的水处理剂之一。

2、阻垢缓蚀剂的种类很多，包括有机磷酸盐阻垢剂、聚羧酸类阻垢分散剂和低磷阻垢缓蚀剂等。其中，低磷阻垢缓蚀剂是一类专门设计用于水处理系统的化学品，其主要功能是防止水中硬水离子(如钙和镁等)与其他物质结合形成水垢，同时还能减少金属表面的腐蚀。这种类型的阻垢缓蚀剂含磷量较低，减少了对环境的污染。

3、对于低磷阻垢缓蚀剂来说，不仅要检测其阻垢性能，还要探究缓蚀性能，从而确保低磷阻垢缓蚀剂具有预期的阻垢和缓蚀效果，进而保证低磷阻垢缓蚀剂的质量。现有文献对于阻垢缓蚀剂的质量检测还存在一定的缺陷，例如申请号为cn202211598213.x的中国专利提出一种基于多种有机缓蚀剂在mof表面吸附性能的机器学习方法，通过收集mof的几何描述符、能量描述符参数及多种有机缓蚀剂在mof表面吸附量的数据，构成样品数据集；并使用自动机器学习算法模型训练；使用训练好的机器学习算法对多种有机缓蚀剂在金属有机框架表面吸附性能的预测。又如，申请号为cn202210246958.3的中国专利提出一种缓蚀剂成膜特性评价方法及加注管理策略确定方法，此专利对所述适用缓蚀剂进行全管路多相流流型分析，获取其在多相条件下管路中的流型变化情况、气液两相的流速变化情况、流速范围；对所述适用缓蚀剂进行三维流场分析，获取缓蚀剂的成膜性能。上述方法只针对阻垢缓蚀剂的成膜性能进行检测，检测侧重点单一，忽略了阻垢缓蚀剂的阻垢性能，会降低低磷阻垢缓蚀剂质量检测的准确性。此外文献(“氨基酸和磺酸改性聚天冬氨酸的阻垢缓蚀性能研究”，《功能材料》，余嵘等，2023-12-30)在检测了阻垢缓蚀剂阻垢性能的同时，通过失重法测试抑制剂缓蚀性能，但是失重法只根据碳钢的重量变化来获取碳钢的腐蚀率，此方法忽略了碳钢的外观变化，会降低低磷阻垢缓蚀剂质量检测的准确性。

4、为此，提出低磷阻垢缓蚀剂检测方法和系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供低磷阻垢缓蚀剂检测方法和系统，本发明首先获取n个不同污水参数的污水样本，并将每个所述污水样本均分为m个污水子样本；其次，本发明将每个所述污水子样本分为第一对照污水样本、第二对照污水样本、阻垢检测污水样本和缓蚀检测污水样本；再次，本发明向所述阻垢检测污水样本中投入低磷阻垢缓蚀剂，并结合所述第一对照污水样本，获取阻垢性能值；本发明向所述缓蚀检测污水样本中投入低磷阻垢缓蚀剂，并结合所述第二对照污水样本，获取缓蚀性能值；最后，本发明根据所述阻垢性能值和所述缓蚀性能值，获取低磷阻垢缓蚀剂的阻垢缓蚀质量检测值。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、低磷阻垢缓蚀剂检测方法，包括：

4、获取n个具有不同污水参数的污水样本；将每个所述污水样本均分为m个污水子样本，获取n*m个污水子样本。

5、进一步地，同一个污水样本分出的污水子样本的污水参数相同；所述污水参数包括污水样本的硬度、总碱度、含盐量和ph值。

6、将每个所述污水子样本按设定的体积分为第一对照污水样本、第二对照污水样本、阻垢检测污水样本和缓蚀检测污水样本。

7、进一步地，每个所述污水子样本对应的所述第一对照污水样本、所述第二对照污水样本、所述阻垢检测污水样本和所述缓蚀检测污水样本的污水参数相同。

8、进一步地，根据设定的体积向所述阻垢检测污水样本和所述缓蚀检测污水样本中投入低磷阻垢缓蚀剂，使得所述阻垢检测污水样本和所述缓蚀检测污水样本中低磷阻垢缓蚀剂的浓度相同。

9、向所述阻垢检测污水样本中投入低磷阻垢缓蚀剂，并结合所述第一对照污水样本进行阻垢性能检测，获取阻垢性能值。

10、进一步地，所述阻垢性能值包括：

11、检测投入低磷阻垢缓蚀剂前，所述阻垢检测污水样本中的初始沉积物含量；同时检测所述第一对照污水样本中的初始沉积物含量；

12、将所述第一对照污水样本和投入低磷阻垢缓蚀剂后的所述阻垢检测污水样本加热至设定温度w，并按照设定方向和速度进行搅拌；

13、在搅拌了t1时刻后，检测所述阻垢检测污水样本和所述第一对照污水样本中的沉积物含量，并获取所述阻垢检测污水样本对应的污水子样本的阻垢性能值，计算公式为：

14、

15、其中，zgxn(i,j)表示为第i个污水样本中第j个污水子样本对应的阻垢性能值；表示为第i个污水样本中第j个污水子样本对应的第一对照污水样本在搅拌了t1时刻后的沉积物含量；表示为第i个污水样本中第j个污水子样本对应的第一对照污水样本的初始沉积物含量；表示为第i个污水样本中第j个污水子样本对应的阻垢检测污水样本在搅拌t1时刻后的沉积物含量；表示为第i个污水样本中第j个污水子样本对应的阻垢检测污水样本的初始沉积物含量；

16、根据第i个污水样本中每个所述污水子样本对应的阻垢性能值，获取第i个污水样本对应的阻垢性能值。

17、进一步地，所述第i个污水样本对应的阻垢性能值的计算公式为：

18、

19、其中，zgxni表示为第i个污水样本对应的阻垢性能值；表示为第i个污水样本的污水参数对阻垢性能的影响值；所述影响值的计算公式为：

20、

21、其中，wscs(i,q)表示为第i个污水样本的第q个污水参数的值；q＝1时，表示为污水样本的硬度；q＝2时，表示为污水样本的总碱度；q＝3时，表示为污水样本的含盐量；q＝4时，表示为污水样本的ph值；χq表示为第q个污水参数的阻垢影响系数。

22、向所述缓蚀检测污水样本中投入低磷阻垢缓蚀剂，并结合所述第二对照污水样本进行缓蚀性能检测，获取缓蚀性能值。

23、进一步地，所述缓蚀性能值包括：获取多个金属样本，所述金属样本的尺寸、材质、形状和重量相同；

24、对所述金属样本通过金属缺陷检测模型进行缺陷检测，并将缺陷检测不合格的金属样本进行更换，直至获取到2*n*m个缺陷检测合格的金属样本；

25、选取n*m个缺陷检测合格的金属样本作为检测金属样本；将n*m个所述检测金属样本分别放置在n*m个缓蚀检测污水样本中，将所述缓蚀检测污水样本加热至设定温度w，并按照设定方向和速度进行搅拌；

26、在所述检测金属样本放置在所述缓蚀检测污水样本中的t2时刻后，将所述检测金属样本取出，并清理表面残留溶液和腐蚀产物；在清理后，对所述检测金属样本进行称重，获取检测缓蚀重量；同时采用所述金属缺陷检测模型对所述检测金属样本进行第二次缺陷检测，获取所述检测金属样本的缺陷面积和缺陷比例；

27、将剩余的n*m个缺陷检测合格的金属样本作为对照金属样本；

28、将n*m个对照金属样本分别放置在n*m个第二对照污水样本中，并参照所述检测金属样本的检测缓蚀重量和缺陷面积的获取步骤，获得所述对照金属样本的对照缓蚀重量和缺陷面积；根据获取到的数据，计算每个所述缓蚀检测污水样本对应的污水子样本的缓蚀性能值，计算公式为：

29、hsxn(i,j)＝α1*max{0,(jczl(i,j)-dzzl(i,j))}+α2*(1-jcbl(i,j))*max{0,(dzmj(i,j)-jcmj(i,j))}；

30、其中，hsxn(i,j)表示为第i个污水样本中第j个污水子样本对应的缓蚀性能值；jczl(i,j)表示为所述污水子样本对应的缓蚀检测污水样本中检测金属样本的检测缓蚀重量；dzzl(i,j)表示为所述污水子样本对应的第二对照污水样本中对照金属样本的对照缓蚀重量；jcbl(i,j)表示为所述污水子样本对应的缓蚀检测污水样本中检测金属样本的缺陷比例；dzmj(i,j)表示为所述污水子样本对应的第二对照污水样本中对照金属样本的缺陷面积；jcmj(i,j)表示为所述污水子样本对应的缓蚀检测污水样本中检测金属样本的缺陷面积；α1表示为缓蚀重量系数；α2表示为缺陷面积系数；

31、根据第i个污水样本中每个所述污水子样本对应的缓蚀性能值，获取第i个污水样本对应的缓蚀性能值。

32、进一步地，所述金属缺陷检测模型包括输入层、金属缺陷特征图提取层、金属缺陷特征图融合层、金属缺陷分类层和金属缺陷检测结果输出层：

33、所述输入层用于将金属样本的金属表面图像输入到所述金属缺陷检测模型中；

34、所述金属缺陷特征图提取层用于对所述金属表面图像进行卷积操作，获取多个金属缺陷特征图；所述金属缺陷特征图融合层用于对多个所述金属缺陷特征图进行融合，获取缺陷区域；

35、所述金属缺陷分类层用于根据所述缺陷区域对所述金属样本进行分类，并获取金属样本的缺陷面积和缺陷比例；

36、当所述缺陷区域个数为0时，分类结果为缺陷检测合格，金属样本的所述缺陷面积为0；否则，所述分类结果为缺陷检测不合格，并将所有缺陷区域的像素点个数之和，作为金属样本的所述缺陷面积；

37、所述金属样本的所述缺陷比例为缺陷面积除以金属表面图像的像素点个数；所述结果输出层用于将所述分类结果、所述缺陷面积和所述缺陷比例进行输出。

38、进一步地，所述第i个污水样本对应的缓蚀性能值的计算公式为：

39、

40、其中，hsxni表示为第i个污水样本对应的缓蚀性能值；表示为第i个污水样本的污水参数对缓蚀性能的影响值；

41、

42、其中，wscs(i,q)表示为第i个污水样本的第q个污水参数的值；q＝1时，表示为污水样本的硬度；q＝2时，表示为污水样本的总碱度；q＝3时，表示为污水样本的含盐量；q＝4时，表示为污水样本的ph值；λq表示为第q个污水参数的缓蚀影响系数。

43、根据所述阻垢性能值和所述缓蚀性能值，获取低磷阻垢缓蚀剂的阻垢缓蚀质量检测值。

44、进一步地，所述阻垢缓蚀质量检测值的计算公式为：

45、

46、其中，zhzl表示为所述低磷阻垢缓蚀剂的阻垢缓蚀质量检测值；zgxni表示为根据第i个污水样本获取的阻垢性能值；hsxni表示为根据第i个污水样本获取的缓蚀性能值；β1表示为阻垢性能系数；β2表示为缓蚀性能系数；β3表示为综合性能系数；exp()表示为以自然常数为底的指数函数。

47、低磷阻垢缓蚀剂检测系统，包括：

48、污水样本获取单元：用于获取具有n个不同污水参数的污水样本；

49、污水子样本获取单元：将每个所述污水样本均分为m个污水子样本，获取n*m个污水子样本；

50、污水子样本划分单元：用于将每个所述污水子样本按设定的体积分为第一对照污水样本、第二对照污水样本、阻垢检测污水样本和缓蚀检测污水样本；

51、阻垢性能值获取单元：用于向所述阻垢检测污水样本中投入低磷阻垢缓蚀剂，并结合所述第一对照污水样本进行阻垢性能检测，获取阻垢性能值；

52、缓蚀性能值获取单元：用于向所述缓蚀检测污水样本中投入低磷阻垢缓蚀剂，并结合所述第二对照污水样本进行缓蚀性能检测，获取缓蚀性能值；

53、阻垢缓蚀质量检测值获取单元：用于根据所述阻垢性能值和所述缓蚀性能值，获取低磷阻垢缓蚀剂的阻垢缓蚀质量检测值。

54、进一步地，所述污水参数包括污水样本的硬度、总碱度、含盐量和ph值；同一个污水样本分出的污水子样本的污水参数相同。

55、进一步地，所述阻垢缓蚀质量检测值的计算公式为：

56、

57、其中，zhzl表示为所述低磷阻垢缓蚀剂的阻垢缓蚀质量检测值；zgxni表示为根据第i个污水样本获取的阻垢性能值；hsxni表示为根据第i个污水样本获取的缓蚀性能值；β1表示为阻垢性能系数；β2表示为缓蚀性能系数；β3表示为综合性能系数；exp()表示为以自然常数为底的指数函数。

58、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

59、1、本发明获取了阻垢检测污水样本在加入低磷阻垢缓蚀剂前后的沉积物含量变化，并结合第一对照污水样本的沉积物含量变化，获取对应污水子样本的阻垢性能值。本发明根据污水子样本的阻垢性能值和污水参数对阻垢性能的影响值，获取对应污水样本的阻垢性能值。此方法能提升污水子样本的阻垢性能值计算的准确性，同时，避免单一样本出现的偶然性，提升污水样本阻垢性能值获取的准确性，进而提升低磷阻垢缓蚀剂质量检测的准确性。

60、2、本发明在计算缓蚀性能值时，获取金属样本投入加了低磷阻垢缓蚀剂的缓蚀检测污水样本前后的重量变化和表面缺陷特征变化，并结合金属样本投入第二对照污水样本前后的重量变化和表面缺陷特征变化，获得缓蚀检测污水样本对应的污水子样本的缓蚀性能值。此方法能够准确地获取污水子样本的缓蚀性能值，进而提升低磷阻垢缓蚀剂质量检测的准确性。

61、3、本发明将每个污水样本对应的阻垢性能值和缓蚀性能值相结合，计算低磷阻垢缓蚀剂的阻垢缓蚀质量检测值。此公式结合了低磷阻垢缓蚀剂在不同污水参数的污水样本中的阻垢缓蚀效果，避免了低磷阻垢缓蚀剂只对单一污水样本有效，提升低磷阻垢缓蚀剂质量检测的准确性。