[发明专利]用于表面处理工艺的工作液主盐浓度监测及补偿装置和方法

说明书

本发明公开了一种用于表面处理工艺的工作液主盐浓度监测及补偿装置和方法，包括监测机构和药剂补偿泵，监测机构包括设置于表面处理工作区工作液内的一个或多个主盐离子浓度传感器和与主盐离子浓度传感器电连接的嵌入式处理器，嵌入式处理器与药剂补偿泵连接。本发明针对表面处理时工作液的主盐离子，通过一个或多个传感器进行测量，通过高斯滤波或均值滤波对观测值进行平滑，通过卡尔曼滤波进行融合和进一步的修正降噪，从而获得较为准确的当前浓度。驱动相关的执行机构，释放药剂进行补偿。同时，传感器实时的监测补偿效果，并调整补偿量，最终达到闭环控制调节的目的。

技术领域

本发明属于工作液主盐浓度监测及补偿装置和方法，具体涉及一种用于表面处理工艺的工作液主盐浓度监测及补偿装置和方法。

背景技术

用于表面处理工艺的工作液主盐浓度是表面处理工艺的重要影响参数，一般在表面处理过程中需要随时监测，并根据监测结果对于用于表面处理工艺的工作液的盐浓度进行补充。

现有技术中存在类似的专利，如专利CN 206741327 U中公开了一种通过出水口测量排放自动加药的装置；CN 106145208 A中公开了一种不检测所标的物质的浓度直接添加的方法和装置。

上述专利中，对于待添加或待补偿的药剂不进行或仅简单进行测量，未考虑实际工况下，由于物质混合不均匀、传感器响应漂移等带来的误差，在实际应用时往往出现过度添加或不足的情况。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种用于表面处理工艺的工作液主盐浓度监测及补偿装置和方法。

本发明的技术方案是：

一种用于表面处理工艺的工作液主盐浓度监测及补偿装置，包括监测机构和药剂补偿泵，监测机构包括设置于表面处理工作区工作液内的一个或多个主盐离子浓度传感器和与主盐离子浓度传感器电连接的嵌入式处理器，嵌入式处理器与药剂补偿泵连接。

所述主盐离子浓度传感器为铜离子浓度监测仪。

所述主盐离子浓度传感器测量范围是0.006-6400ppm，响应精度是±1%FS。

所述嵌入式处理器为嵌入式单片机系统、可编程逻辑控制器或可编程门阵列控制器。

所述药剂补偿泵是蠕动泵、定量泵或计量泵中的任意一种。

一种用于表面处理工艺的工作液主盐浓度监测及补偿方法，包括以下步骤：

（Ⅰ）装置设置

将多个主盐离子浓度传感器分别设置于工作液不同位置，将主盐离子浓度传感器和药剂补偿泵分别与嵌入式处理器连接；

（Ⅱ）数据测量

通过多个主盐离子浓度传感器对不同位置的主盐离子浓度进行测量；设置观测窗口带宽为N，测量值的序列为Y_N；

（Ⅲ）补偿过程

根据补偿值，取1/10倍率，进行缓步补偿，补偿过程利用卡尔曼滤波方法，推测补偿后的浓度。

所述降噪处理方法为小波卡尔曼滤波方式、低通滤波、自适应蒙特拉罗滤波、粒子滤波或高斯均值中的任意一种。

所述步骤（ⅱ）中观测窗口和测量值的具体方法为：

（ⅰ）在每一个带宽窗口内，对获得的加速度测量序列进行小波变换A（Y_N）；

（ⅱ）在小波域内，进行低通滤波，假设算子设为B，获得新序列为B（A（Y_N））；

（ⅲ）对粗降噪后的序列，进行小波变换逆变换；