盐湖富集钾、钠、镁、锂等多种矿物元素,如何将它们进行有效区分以满足不同的需求是选矿过程的重要任务。要实现真正的选矿自动化,需对选矿过程中从给矿到烘干各个作业环节的实时浓度进行检测。传统的浓度检测过程需人工滴定完成,滴定终点的判断依赖于目视判决。滴定过程的重复操作、夜间操作等不稳定因素都将引入测量误差,从而不能及时给予相应的工艺指导,影响工艺生产环节和产品质量。基于以上,本文研制的基于色度分析的自动滴定仪系统可用来测定样品中各种元素的浓度,利用自研的非接触透射式色度传感器、专有的图形图像处理算法、高精度液相滴定系统以及复杂的数据处理方式,解决了传统离子浓度检测中操作复杂度高、检测精度低、检测周期长等问题,填补了盐湖行业矿物元素浓度快速分析仪器的空白。论文主要完成的工作有:(1)自动滴定仪系统的详细方案设计。本文通过对比实际工况及相关技术,分析出现行手段存在的优劣。选择容量法作为仪器设计的核心技术准则进行离子检测,以此设计了自动滴定仪系统的详细方案,并提出了仪器系统各个子模块的组成结构。(2)非接触透射式色度传感器的研制。非接触透射式色度传感器在不接触试剂的前提下捕获试剂颜色的实时变化过程。该色度传感器依据R、G、B三色光与C白光4种颜色分量的组合实现测量过程。与传统色度传感器相比,该色度传感器的检测结果更加准确、稳定,检测效率、分辨率更高。(3)自动滴定仪的硬件和软件实现。滴定仪的硬件部分分为控制模块、传感器模块、HMI模块、运动部件等。滴定仪的软件部分移植了uC/OS-II系统,同时按功能将软件部分划分成多个任务模块,并设计了HMI交互界面。(4)自动滴定仪系统的工厂测试分析。色度传感器测试:对同一样品进行多次测试,从响应分析、准确度和精确度等方面对测试结果进行分析处理,结果显示色度传感器符合设计要求。自动滴定仪系统测试:对自动滴定仪系统与人工实验测试结果进行多次对比,分析其计算准确度和精确度,发现自动滴定仪系统测试结果均优于人工检测结果。