《日用陶瓷鉛鎘溶出浸泡室自動(dòng)加液裝置及配套設(shè)施的研制》項(xiàng)目，首次利用人機(jī)界面可視化操作和自動(dòng)體積定量、自動(dòng)三維定位、自動(dòng)溫度控制、pH值實(shí)時(shí)傳感、自動(dòng)液位檢測(cè)等智能手段，實(shí)現(xiàn)了日用陶瓷鉛鎘溶出量檢測(cè)浸泡自動(dòng)加液系統(tǒng)的精確配酸、自動(dòng)定位定容加液、廢酸液自動(dòng)中和自動(dòng)排放、自動(dòng)溫度控制、自動(dòng)酸霧排放等功能，提高了檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，在陶瓷檢測(cè)領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
檢測(cè)人員進(jìn)行日用陶瓷鉛鎘溶出量檢測(cè)
日用陶瓷鉛鎘溶出浸泡室自動(dòng)加液裝置主體
由山東淄博檢驗(yàn)檢疫局主持研制的“日用陶瓷鉛鎘溶出浸泡柜自動(dòng)加液設(shè)備”獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的發(fā)明專(zhuān)利證書(shū)，這是淄博局建局以來(lái)獲得的首個(gè)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。而就在兩個(gè)多月前，2011年12月20日，此項(xiàng)課題還獲得了“2011年度國(guó)家質(zhì)檢總局科技興檢三等獎(jiǎng)”，成為該局獲得的第3個(gè)總局科技興檢獎(jiǎng)。淄博檢驗(yàn)檢疫局科技興檢工作由此走上了一個(gè)新的臺(tái)階。
隨著這項(xiàng)技術(shù)的研制成功，一直以來(lái)，日用陶瓷鉛鎘溶出量檢測(cè)浸泡加液依靠人工手動(dòng)配置實(shí)施的做法可望成為歷史。
傳統(tǒng)檢測(cè)方法多不足
淄博，我國(guó)北方著名的瓷都。日用陶瓷是淄博大宗出口商品之一，主要出口歐美等市場(chǎng)。鉛鎘溶出量是日用陶瓷產(chǎn)品重要的安全衛(wèi)生指標(biāo)。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)日用陶瓷鉛鎘溶出量設(shè)置了嚴(yán)格的限量要求。
日用陶瓷樣品的前處理——醋酸浸泡，是鉛鎘溶出量實(shí)驗(yàn)的重要步驟，該環(huán)節(jié)對(duì)環(huán)境溫度、浸泡用酸的濃度、避光性等要求甚嚴(yán)。國(guó)內(nèi)最常用的浸泡室為柜式浸泡室，由人工負(fù)責(zé)配置和添加醋酸溶液，存在占地面積大、勞動(dòng)防護(hù)差、自動(dòng)化程度低、勞動(dòng)效率低、精準(zhǔn)度難保證等諸多不足。
近幾年，隨著日用陶瓷產(chǎn)品出口的不斷增長(zhǎng)以及檢驗(yàn)檢疫機(jī)構(gòu)對(duì)產(chǎn)品抽查密度和檢驗(yàn)檢測(cè)力度的加大，大大增加了陶瓷實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)的工作量。提高檢測(cè)的自動(dòng)化程度，加快產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測(cè)和放行速度，成為當(dāng)務(wù)之急。
因此，研制一套根據(jù)產(chǎn)品的器型和容積，既能對(duì)多個(gè)樣品定量自動(dòng)加入浸泡用標(biāo)準(zhǔn)濃度的醋酸，又能及時(shí)排除醋酸揮發(fā)成份等有害物質(zhì)的裝置，對(duì)有效保護(hù)實(shí)驗(yàn)人員安全、提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性、提高工作效率、加快產(chǎn)品檢測(cè)和驗(yàn)放速度，具有極其重要的意義。
走別人沒(méi)走過(guò)的路
淄博局陶瓷實(shí)驗(yàn)室通過(guò)對(duì)2007年承擔(dān)的全國(guó)日用陶瓷鉛鎘溶出量能力驗(yàn)證的返回調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)全國(guó)幾個(gè)陶瓷主產(chǎn)區(qū)的檢驗(yàn)檢疫部門(mén)在相關(guān)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)從總體上提高浸泡室的自動(dòng)化程度以及勞動(dòng)者防護(hù)方面的研究還未展開(kāi)。國(guó)內(nèi)大部分浸泡室采用的依然是傳統(tǒng)的手動(dòng)/半自動(dòng)加液方式。根據(jù)陶瓷器形不同設(shè)定不同加液量的全自動(dòng)加液裝置還沒(méi)有被研究開(kāi)發(fā)過(guò)。經(jīng)向權(quán)威部門(mén)檢索查新，國(guó)外也沒(méi)有這方面的研究。
作為國(guó)家級(jí)陶瓷檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，也是全國(guó)第四家、山東省第一家獲得能力驗(yàn)證提供者認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室，淄博局領(lǐng)導(dǎo)和陶瓷實(shí)驗(yàn)室相關(guān)人員感到，自己有責(zé)任、有義務(wù)在提高日用陶瓷鉛鎘溶出量檢測(cè)前處理自動(dòng)化程度方面進(jìn)行革新攻關(guān)，勇走別人沒(méi)走過(guò)的路。他們根據(jù)掌握的情況，在充分研討的基礎(chǔ)上，及時(shí)組織申報(bào)了《日用陶瓷鉛鎘溶出浸泡室自動(dòng)加液裝置及配套設(shè)施的研制》課題，并被山東檢驗(yàn)檢疫局推薦上報(bào)國(guó)家質(zhì)檢總局立項(xiàng)。2009年3月，課題獲得國(guó)家質(zhì)檢總局批準(zhǔn)立項(xiàng)后，該局立即成立了由分管副局長(zhǎng)王克剛?cè)谓M長(zhǎng)的課題研究小組，通過(guò)廣泛進(jìn)行資料調(diào)研，收集相關(guān)測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合檢測(cè)實(shí)踐，認(rèn)真整理分析，制定了課題研究思路及方案。
課題采用目前世界上最先進(jìn)的控制系統(tǒng)——德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的PLC作為主控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集及分析控制；使用最直觀、最人性化的人機(jī)界面——觸摸屏作為操作界面；為減少控制誤差，采用最先進(jìn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)——步進(jìn)電機(jī)和燕尾軌道來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的精確定位；使用國(guó)內(nèi)最先進(jìn)、全密封、無(wú)泄漏、耐腐蝕的磁力計(jì)量驅(qū)動(dòng)泵來(lái)實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量。
自動(dòng)化裝置提速增效
經(jīng)過(guò)一年多的努力，淄博檢驗(yàn)檢疫局成功研制出“日用陶瓷鉛鎘溶出浸泡室自動(dòng)加液裝置及配套設(shè)施”。
該設(shè)備主要由防醋酸腐蝕裝置、自動(dòng)設(shè)定加入醋酸體積裝置、自動(dòng)定位裝置、醋酸揮發(fā)物質(zhì)及時(shí)排除實(shí)驗(yàn)室裝置組成。課題小組通過(guò)對(duì)醋酸性能的反復(fù)試驗(yàn)，設(shè)計(jì)出了能夠配制4％標(biāo)準(zhǔn)濃度醋酸的混液裝置。操作人員可從人機(jī)操控界面按照預(yù)先設(shè)定的比值抽取去離子水和醋酸，經(jīng)配液箱攪拌均勻后，將配置好的醋酸溶液自動(dòng)輸入儲(chǔ)液箱。醋酸由儲(chǔ)液箱經(jīng)酸液輸送管道進(jìn)入可控流量的加液槍?zhuān)偻ㄟ^(guò)自動(dòng)定位裝置的控制，實(shí)現(xiàn)各位置點(diǎn)的酸液自動(dòng)加液。
經(jīng)過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，該套系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)酸液的自動(dòng)稀釋和自動(dòng)計(jì)量，能夠?qū)崿F(xiàn)不同位置的多點(diǎn)控制加液和準(zhǔn)確計(jì)量，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)行，大大提高了檢測(cè)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了工作環(huán)境。目前，該設(shè)備已應(yīng)用于淄博檢驗(yàn)檢疫局國(guó)家級(jí)陶瓷檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鉛鎘溶出量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，效果良好。
