一种快速原样液体分流配送系统及其配送方法

本发明涉及流程工业，具体为一种快速原样液体分流配送系统及其配送方法。

背景技术：

1、流程工业也称过程工业，是指通过物理变化、化学变化或两种变化的结合进行的生产过程，其原料和产品多为均一相(固、液或气体)的物料，而非由零部件组装成的物品。化工、炼油、冶金、轻工、建材、制药等行业均涉及流程工业。由于流程工业主要是通过混合成型或化学反应让原料产生价值，如生产药品、化学品以及食品饮料的过程，因此，流程型制造业的加工过程必然存在大量的物理变化和化学变化。随着流程工业加工生产的数字化转型，在进行均一相物料加工时，对液体的分流配送的精度提出了更高的要求。

2、然而流程工业多元反应过程普遍存在反应速度快、反应物种类多、气固液共存的现象，且不同反应单元内液体的浓度、温度、盐度、粘度等特性也具有较大差异。

3、虽然现有的液体样品采集系统能够对样品进行连续采样，却只能在预设的配送流量控制下对液体进行输送，而无法根据配送模块的实际流量需求实时调整各模块之间所需流量的分流比，从而难以满足长距离的供液需求；另一方面，流程工业所涉及的化学反应速度较快，使得采样物料的物化性质易发生改变，若不能保证液体配送的时效性，性质改变的物料将对检测结果造成不良影响，影响检测结果的准确性，为此，我们提出一种能够实时调整各模块之间所需流量的分流比、能够提高检测结果准确性的快速原样液体分流配送系统及其配送方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种快速原样液体分流配送系统及其配送方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一方面，提供一种快速原样液体分流配送系统，包括plc输配控制模块、样品连续采集模块、液体分流配送模块、原样实时监测模块、液体汇流回用模块、反应单元组和溢流通道；

4、plc输配控制模块、样品连续采集模块、液体分流配送模块、原样实时监测模块和液体汇流回用模块均包括至少一个信号收发器；

5、plc输配控制模块对液体分流配送实施闭环控制，并动态调整液体输配时间、流量及流速，plc输配控制模块的输出端分别与样品连续采集模块、液体分流配送模块、原样实时监测模块、液体汇流回用模块电连接，plc输配控制模块对样品连续采集模块、液体分流配送模块、原样实时监测模块和液体汇流回用模块分别发送控制指令；

6、原样液体可以是生活用水、污水、工业用水或者工业中反应液体中的一种或若干种的组合；

7、所述样品连续采集模块的上游管道连通有反应单元组，反应单元组的下游管道连通液体汇流回用模块，所述样品连续采集模块通过接收plc输配控制模块的输配控制指令动态调整样品的采集总量，以满足所述系统液体输配的总体用时长度及用液总量；

8、所述液体分流配送模块的上游与所述样品连续采集模块管道连通，所述液体分流配送模块的下游管道连接原样实时监测模块；所述液体分流配送模块通过接收来自所述plc输配控制模块的分配控制指令动态调整所述原样实时监测模块的进液流量；

9、所述原样实时监测模块检测分析反应单元组内液体样品的光谱信噪比，并将信噪比检测结果以正反馈或负反馈的形式发送至所述plc输配控制模块，以动态调整适配原样实时监测模块的进液流量与流速；

10、所述液体汇流回用模块监测回流液并将回流液输配至反应单元组内适配的反应单元内，以便对回流液分质与回收利用。

11、作为本发明进一步的方案：反应单元组包括若干个并行连接的子反应单元，相邻所述子反应单元分别连接的输送管道相互独立并行，若干个子反应单元分别连接在样品连续采集模块与液体汇流回用模块之间，不同的子反应单元内所装载的液体样品的浓度、温度、盐度、粘度不完全相同。

12、作为本发明进一步的方案：不同的子反应单元内所装载的液体样品的浓度、温度、盐度、粘度完全不相同。

13、作为本发明进一步的方案：反应单元组包括第一反应单元、第二反应单元和第三反应单元，第一反应单元、第二反应单元和第三反应单元均为液体反应容器。

14、作为本发明进一步的方案：所述样品连续采集模块连续采集第一反应单元、第二反应单元和第三反应单元内装载的液体样品，并将所采集的液体样品输送至液体分流配送模块，样品连续采集模块根据plc输配控制模块发送的控制指令调整液体的采集流量与流速。

15、作为本发明进一步的方案：所述系统还包括溢流通道，所述溢流通道连接于所述液体分流配送模块与所述液体汇流回用模块之间，所述溢流通道将液体分流配送模块对原样实时监测模块分配的过量液体汇流至所述液体汇流回用模块；所述溢流通道与所述液体分流配送模块的连接处形成溢流口，过量的液体通过溢流口进入溢流通道内，并由对应的溢流通道输送至液体汇流回用模块，以便调整进入原样实时监测模块内的流量大小。

16、作为本发明进一步的方案：所述液体汇流回用模块包括信号收发器和液泵，所述信号收发器接收来自plc输配控制模块的分质控制指令，液泵作为分质泵将过量液体输送至适配的子反应单元，通过采用分质泵主动泵出液体，能够保证子反应单元被动接收汇流液体。

17、另一方面，还提供一种快速原样液体分流配送方法，应用于所述配送系统，包括以下步骤：

18、s1：根据输送距离l和管路横截面积s，动态调整不同反应单元液体的吸入流量q和流速v，

19、输配时间t＝输配距离l÷流速v；

20、流速v＝流量q÷管路横截面积s；

21、s2：根据输配用时t和输送距离l计算获得流速v：

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

23、s3：根据输送流速v和管路横截面积s计算获得流量q：

24、v(m/min)＝q(ml/min)÷s(mm2)→q(ml/min)，确定不同反应单元动态连续采集及输配的流量q(ml/min)和流速v(m/min)；其中，

25、输配距离现场可测量获得，流量可现场直接调整控制，流速是计算的结果；

26、s4：根据在静态条件下监测不同反应单元内液体的光谱信号，获取静态条件下不同反应单元内液体浓度对应的吸光强度和噪声波动；

27、监测时，采用动态和静态噪声条件下相似度≥99％的原则，分别监测静态和动态条件不同浓度物种的光谱信号，光谱信号为被监测液体样品在180nm-900nm波长范围的每个波长条件下对应的吸光强度abs值信号，监测光谱信号采用的是原样实时监测装置；

28、根据plc输配控制模块的流量与流速标准预设值，plc输配控制模块自动匹配进液的最佳流量和流速，液体流量通过蠕动泵负压吸引，能够通过调整蠕动泵的转速调整液体流量的大小；

29、流速的计算公式为：流速＝流量÷管径，在管径固定不变的前提下，流速的大小由流量的大小来决定流速的大小对原样实时监测模块中流通池内样品的扰动影响较大，当流速过小样品易在池内发生流场死区影响检测灵敏度，而当流速过大，则样品噪声对信号影响较大，因此，需要对不同浓度样品检测静态时的光谱信号，再在不同进液流速条件下比对光谱信号，并将其与相应静态进行比对，选择重合度最高、噪声最小光谱所对应的进液流速，以确定相应的最佳最佳流量；

30、s5：动态监测不同流量流速进液条件下目标液体光谱信号，获取动态条件下不同浓度的目标液体对应的吸光强度和噪声波动。

31、作为本发明进一步的方案：在所述步骤s2中，样品采样至汇流返回输配总用时t≤1min。

32、作为本发明进一步的方案：静态条件下，不同反应单元内液体浓度为c1、c2、……cn；

33、所述不同反应单元内液体浓度对应的吸光强度为ia1、ia2、……ian；

34、所述不同反应单元内液体浓度对应的噪声波动为δia1、δia2、……δian。

35、作为本发明进一步的方案：动态条件下，不同反应单元内液体浓度为c1’、c2’、……cn’；

36、不同反应单元内液体对应的吸光强度为ia1’、ia2’、……ian’；

37、不同反应单元内液体对应的噪声波动为δia1’、δia2’、……δian’。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

39、本发明通过原样实时监测模块检测不同浓度样品处于静态条件下的光谱信号，能够在不同进液流速条件下比对静态条件下的光谱信号，快速选择重合度最高、噪声最小时光谱所对应的进液流速，以便plc输配控制模块1确定相应模块中液体流过的最佳流量与流速，实现对配送系统内液体样品流量、流速的实时动态调整，满足长距离的供液需求，同时能够保证液体配送的时效性，避免性质改变的物料对检测结果造成不良影响，有利于提升液体物料检测结果的准确性。