CN101532938A - 一种sdi测试仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种SDI测试仪，其包括：PLC、进水路的水电磁阀、出水电磁阀、滤膜过滤机构、自动换膜机构，所述的PLC控制电路里加入了温度传感器；所述滤膜过滤机构用压缩空气作为动力源，所述自动换膜机构包括步进电机驱动器、步进电机动力轴、膜片、联轴器、主动轴、从动轴、至少两个导向轴、锁紧螺母以及固定零件背板；所述的步进电机驱动器由与步进电机动力轴相连接；所述的步进电机动力轴通过联轴器与主动轴连接；所述的从动轴与主动轴平行设置并通过螺纹连接固定在零件背板上；所述的导向轴通过螺纹连接固定在零件背板上；所述膜片的起始端安装在从动轴上且绕过导向轴，固定在主动轴和从动轴上；所述的缩紧螺母设置在主动轴和从动轴顶端。本发明的测试仪更方便、准确。
Description
技术领域
本发明涉及一种水质测试仪，应用于SDI淤泥密度指数(SDI-Silt DensityIndex)测试仪，主要应用于膜法反渗透过滤系统进水中SDI值的测定。
背景技术
污染指数(SDI)值，也称之为FI(Fouling Index)值，是水质指标的重要参数之一，它表征了水中颗粒、胶体和其他能阻塞各种水纯化设备的物体的含量。通过测定SDI值，可以选定相应的水纯化技术或设备。在反渗透水处理过程中，SDI值是测定反渗透系统进水的重要指标之一；是检验预处理系统出水是否达到反渗透进水要求的主要手段。它的大小对反渗透系统运行寿命至关重要。
2004年10月，天津泰达新水源科技开发有限公司推出一种全自动SDI污泥密度指数测量法及其测量仪。该测量法将原水经0.45μm微滤膜过滤，流入内含电磁式流量传感器的电磁流量变送器，产生的4~20mA的模拟量信号送入单片机，计算出SDI值，送入显示器显示。主要特征包括采用电磁流量变送器、单片机、数据显示器与看门狗电路-WATERDOG。该测试方法及测试仪相对省时省力地完成SDI值的测定。
但该装置中仍存在一些较为明显的缺陷；
其一、其现有测试仪的换膜装置并未说明是手动更换膜片还是自动更换膜片。如果采用手动更换膜片，存在人工更换膜片的麻烦和由此带来的测量结果产生较大的误差、更换不及时、不能准确地反映R0预处理系统SDI值等问题。
其二、按照国际通用的标准，SDI测试过程中，若温度变化超过1度，则测得的SDI值将失去意义。
其三、SDI测试仪用于系统中，往往需要与主控室进行状态及信号远输，且根据不同的进水要求，进行自动操作及手动操作的灵活切换，而现有的测试仪对此未做说明，没有解决这一问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述缺陷，提供一种具有自动换膜装置和温度实时报警功能的自动SDI测试仪。
为了达到上述目的，本发明提供了一种SDI测试仪，其包括：PLC、进水路的水电磁阀、出水电磁阀、滤膜过滤机构、自动换膜机构，所述滤膜过滤机构用压缩空气作为动力源，所述动力源包括外部压缩空气进口管路、控制元件、气压调节阀、两位五通电磁阀、执行元件、气缸和辅助元件，各元件之间采用管路联结；所述自动换膜机构包括步进电机驱动器、步进电机动力轴、膜片、联轴器、主动轴、从动轴、至少两个导向轴、锁紧螺母以及零件背板；所述的步进电机驱动器由与步进电机动力轴相连接；所述的步进电机动力轴通过联轴器与主动轴连接；所述的从动轴与主动轴平行设置并通过螺纹连接固定在零件背板上；所述的导向轴通过螺纹连接固定在零件背板上；所述膜片的起始端安装在从动轴上且绕过导向轴，固定在主动轴和从动轴上；所述的缩紧螺母设置在主动轴和从动轴顶端。
为了实现温度实时报警功能，在所述的PLC控制电路里加入了温度传感器。
作为本发明的优化方案，所述的导向轴设为四个，这样可以保证所述膜片运转测试过程中的平整。
作为本发明的优化方案，所述PLC的输入端设置有触摸屏，所述PLC的输出端设置有液晶显示屏，所述触摸屏上设置手动与自动两种状态。
作为本发明的优化方案，所述进水路水电磁阀连接有1-3路进水管路，同时接受来自PLC的控制信号，这样可以满足用户的设定或实际的操作需要，提供了进行进水通路数目及路号的人性化选择。
本发明与现有技术相比的技术效果是：
第一，由于设置有自动换膜机构免去人工更换膜片的麻烦和减小由此带来的测量结果产生较大的误差、更换不及时、不能准确地反映RO预处理系统SDI值等问题。
第二，在所述的PLC控制电路里加入了温度传感器，全过程自动温度检测、温差补偿计算(符合ASTM标准要求)，解决了温度变化超过1度，则测得的SDI值将失去意义的问题，进一步实现SDI数值的精确测量。
第三，由于SDI测试仪系统中加入PLC控制，按照系统设定自动启动监测及停止监测，可以显示SDI值，设定各参数，并可以随时查询SDI值历史记录情况，系统报警记录，可以和外部设备连接打印测量结果；还可以根据用户的设定或实际的操作需要，进行进水通路数目及路号的人性化选择，由于SDI测试仪系统中加入PLC控制，进水电磁阀连接有1-3路进水管路，可同时监测3路不同水质，每个通道的测量周期可在1-999小时之间自由设定。
附图说明
图1为本仪器的总体框图；
图2为图1中自动换膜机构图；
图3为图1中的滤膜过滤机构图；
图4为命令流程图。
图中编号说明：
步进电机动力轴1、连轴器2、零件背板3、主动轴4、导向轴5、膜片6、缩紧螺母7、从动轴8、洁净除水压缩空气9、气体调压阀10、两位五通电磁阀11、汽缸12、测试筒13。
具体实施方式
下面结合附图1、2、3、4对本发明作进一步详细的说明：
本发明提供了一种SDI测试仪，其包括：用于发送控制信号给自动换膜机构、电磁阀、流量传感器和滤膜过滤器机构并计算出SDI值的PLC；所述PLC的输入端设置有触摸屏，所述PLC的输出端设置有液晶显示屏，所述触摸屏上设置有手动与自动两种状态；进水路的水电磁阀、出水电磁阀；用于将原水加压过滤的滤膜过滤机构；用于接受PLC发出的信号指令，配合滤膜过滤器按照设定的时间状态完成膜片的更换操作的自动换膜机构；所述滤膜过滤机构用压缩空气9作为动力源，所述动力源包括外部压缩空气进口管路、控制元件、气压调节阀10、两位五通电磁阀11、执行元件、气缸12和辅助元件，各元件之间采用管路联结；所述自动换膜机构包括步进电机驱动器、步进电机动力轴1、膜片6、联轴器2、主动轴4、从动轴8、至少两个导向轴5、锁紧螺母7以及固定背板3；所述的步进电机驱动器与步进电机动力轴1相连接；所述的步进电机动力轴1通过联轴器2与主动轴4连接；所述的从动轴8与主动轴4平行设置并通过螺纹连接固定在零件背板3上；所述的导向轴5通过螺纹连接固定在零件背板3上；所述膜片6的起始端安装在从动轴8上且绕过导向轴5，固定在主动轴4和从动轴8上；所述的缩紧螺母7设置在主动轴4和从动轴8顶端。
为了实现温度实时报警功能，在所述的PLC控制电路里加入了温度传感器。
如图1所示，当测试开始后，PLC输出控制信号给电磁阀，打开电磁阀，可使原水流过电磁阀，PLC发送控制信号给滤膜过滤器机构和自动换膜机构。滤膜过滤器和自动换膜机构依据设定的参数值完成气缸12的提起、步进电机的转动(即膜片的自动更换过程)、气缸12的压下密封及清洗滤膜过滤器及排除空气等连续的动作后，原水进入压力调节阀调节给水压力为恒定值30psi(2.07bar)，恒定压力的水流进入流量传感器，每流过1000mL水流量传感器发送10200个脉冲信号给PLC，恒定压力的水流过0.45μm微滤膜过滤，每隔5分钟，PLC进行一次采水时间测试，15分钟为一次循环，分别记录下在30psi给水压力下，0.45μm微滤膜过滤500mL原水所需要的时间，即PLC接受5100个脉冲信号所用的时间。并存入PLC内RAM中，PLC自动计算出SDI值并显示在液晶显示屏上。
如图2所示，所述自动换膜机构包括步进电机驱动器、步进电机动力轴1、膜片6、联轴器2、主动轴4、从动轴8、至少两个导向轴5、锁紧螺母7以及固定背板3；所述的步进电机驱动器与步进电机动力轴1相连接；所述的步进电机动力轴1通过联轴器2与主动轴4连接；所述的从动轴8与主动轴4平行设置并通过螺纹连接固定在零件背板3上；所述的导向轴5通过螺纹连接固定在零件背板3上；所述膜片6的起始端安装在从动轴8上，且绕过导向轴5，固定在主动轴4和从动轴上8；所述的缩紧螺母7设置在主动轴4和从动轴8顶端；为了使所述膜片6保持平整，所述的导向轴8为可以设为四个。
所述自动换膜机构的工作过程为：
PLC输出控制信号给控制汽缸的电磁阀11，电磁阀11动作，汽缸12抬起；
延时一段时间，PLC输出脉冲信号给步进电机驱动器的OPTO端，在每个脉冲信号的高电平时，会在OPTO和CP间形成一个电压差，此时步进电机驱动器驱动步进电机动力轴1转过一个固定偏转角度(此角度值通常为1.8度)；
步进电机动力轴1通过联轴器2带动自动换膜机构主动轴4转过一个固定的角度(此角度值通常为1.8度)；膜片6固定在主动轴4和从动轴8上，主动轴4的转动带动导向轴5和从动轴8以及膜片6转过一定的长度；
在每个脉冲信号的低电平时，OPTO和CP之间没有电压差，则步进电机停止转动，这样就完成了一个脉冲信号的输出和动作；
按照上述的一个脉冲信号的转动长度通过计算得出在一次的换膜过程中需要发送的脉冲信号的数量；
通过PLC输出这样固定的脉冲信号数量给步进电机驱动器，完成步进电机的一组转动动作，使步进电机动力轴1通过联轴器2以及主动轴4/导向轴5/从动轴8，带动膜片6转过指定长度，从而完成一次自动换膜；
换膜结束后延时一定时间，PLC输出控制信号给控制汽缸12的电磁阀11，电磁阀11动作，汽缸12落下，进入下步任务。
如图3所示，所述滤膜过滤机构采用压缩空气9作为动力源，首先手动调定气体调压阀10到适当值，开启所述测试仪，PLC发送控制信号给两位五通气电磁阀11，滤膜过滤器机构开始动作，滤膜过滤器依据设定的参数值完成气缸12的提起，等待自动换膜机构动作，然后气缸12压下密封。
如图4所示，预冲洗，工作开始后，首先对管路进行预冲洗，洗去管路中存留的杂质，延时T1；
换膜机构动作，汽缸12抬起，延时T2；
脉冲输出端口输出步进电机设定脉冲数，延时T3；
汽缸12压下，完成换膜机构的动作，延时T4；
排气阀打开，排除管路中空气，延时T5；
记录下此时温度WD1，流量传感器开始计算流量，同时计时器开始计时，当流量达到标准的收集量V时，记录下此时所用的时间STO，单位为秒；
延时5分钟后，流量传感器重新计算流量，同时计时器重新开始计时，当流量达到标准的收集量V时，记录下此时所用的时间ST5；
延时10分钟后，流量传感器重新计算流量，同时计时器重新开始计时，当流量达到标准的收集量V时，记录下此时所用的时间ST10；
延时15分钟后，流量传感器重新计算流量，同时计时器重新开始计时，当流量达到标准的收集量V时，记录下此时所用的时间ST15，并记录下此时温度WD2；
第一路测试结束，所有计时器复位，根据测试数据进行SDI值的计算，延时10秒后进行第二路测试。如果测试过程中瞬时流量小于等于设定值“L”时，延时5秒，如果在5秒内瞬时流量回升到大于“L”，则继续进行测试，如果5秒内瞬时流量始终小于“L”，则按另外一套公式进行SDI值的计算。
作为本发明的优化方案，所述的导向轴5可以设为四个，这样可以保证所述膜片运转测试过程中的平整。
作为本发明的优化方案，所述PLC的输入端设置有触摸屏，所述PLC的输出端设置有液晶显示屏，所述触摸屏上设置手动与自动两种状态。
作为本发明的优化方案，所述进水路电磁阀连接有1-3路进水管路，同时接受来自PLC的控制信号，这样可以满足用户的设定或实际的操作需要，提供了进行进水通路数目及路号的人性化选择。
Claims (7)
1、一种SDI测试仪，其包括：PLC、进水路的水电磁阀、出水电磁阀、滤膜过滤机构、自动换膜机构，所述的PLC控制电路里加入了温度传感器，所述滤膜过滤机构用压缩空气作为动力源，所述动力源包括外部压缩空气进口管路、控制元件、气压调节阀、两位五通电磁阀、执行元件、气缸和辅助元件，各元件之间采用管路联结；所述自动换膜机构包括步进电机驱动器、步进电机动力轴、膜片、联轴器、主动轴、从动轴、至少两个导向轴、锁紧螺母以及零件背板；所述的步进电机驱动器由与步进电机动力轴相连接；所述的步进电机动力轴通过联轴器与主动轴连接；所述的从动轴与主动轴平行设置并通过螺纹连接固定在零件背板上；所述的导向轴通过螺纹连接固定在零件背板上；所述膜片的起始端安装在从动轴上且绕过导向轴，固定在主动轴和从动轴上；所述的缩紧螺母设置在主动轴和从动轴顶端。
2、如权利要求1所述的一种SDI测试仪，所述的导向轴设为四个。
3、如权利要求1或2所述的一种SDI测试仪，所述PLC的输入端设置有触摸屏，所述PLC的输出端设置有液晶显示屏。
4、如权利要求3所述的一种SDI测试仪，所述触摸屏上设置手动与自动两种状态。
5、如权利要求1或2所述的一种SDI测试仪，所述进水路进水电磁阀连接有1-3路进水管路，同时接受来自PLC的控制信号。
6、如权利要求3所述的一种SDI测试仪，所述进水路进水电磁阀连接有1-3路进水管路，同时接受来自PLC的控制信号。
7、如权利要求4所述的一种SDI测试仪，所述进水路进水电磁阀连接有1-3路进水管路，同时接受来自PLC的控制信号。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: HORIZON ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY LTD. Assignor: Tian Xufeng Contract record no.: 2011990000893 Denomination of invention: SDI tester Granted publication date: 20110817 License type: Exclusive License Open date: 20090916 Record date: 20110914 |
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| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Li Qian Document name: Notification of Passing Examination on Formalities |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HORIZON (BEIJING) ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO., LT Free format text: FORMER OWNER: TIAN XUFENG Effective date: 20150528 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 100022 CHAOYANG, BEIJING TO: 100027 CHAOYANG, BEIJING |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20150528 Address after: 100027 Beijing city Chaoyang District Xiaguang Hospital No. 66, building 1, No. 707 Patentee after: HORIZON ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY LTD. Address before: 100022, room 1205, building 212, Chenguang home, ten North Fort, Chaoyang District, Beijing Patentee before: Tian Xufeng |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110817 |