CN102519550A - 一种在线污染指数分析仪表液位光学检测方法与装置 - Google Patents
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Abstract
在线污染指数分析仪表液位光学检测方法，测量用容器采用金属制造，金属底部贴有反光或偏振反光标志，容器上部安装直线发射光源和光电测量装置，直线发射光源在容器内有液位时通过折射照射到金属底部贴有偏振反光标志上，直线发射不直接照射金属底部贴有的偏振反光标志；光电发射和测量装置发出偏振光，当容器内无水时，发出的偏振光，照不到金属底部贴有偏振反光标志上；通过调整光电测量装置和容器内偏振反光板的夹角，使得水正好在500mL时测量装置能接收到反光板反光的信号。液位到达的位置对应测量用容器装好500mL水，得到用容器收集500mL水样并记录收集水样所花的时间，从而SDI分析运算值。
Description
技术领域
本发明涉及一种在线SDI（污染指数）分析仪表，可以实现液位非接触测量方法，而且可以根据标准容器校验调整测量液位的高度。
背景技术
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标志之一；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。SDI值是测量通过47mm直径，0.45um孔径膜的流速衰减。之所以选择0.45um孔径的膜，是因为在这个孔径下，胶体物质比硬颗粒物质（如沙子、水垢等）更容易堵塞膜。流速的衰减被转换成1到100之间的数值，即SDI值。SDI值越低，水对膜的污染阻塞趋势越小。
SDI（污染指数）分析仪表测定方法：
把0.45μm的滤膜放入滤膜夹具内，开阀门，并调整压力至30psi并保持，收集水样并开始计时，记录收取500mL水样所需的时间为T0（秒）。水样流动15分钟后，再次用容器收集500mL水样并记录收集水样所花的时间，记作T15（秒）。按照下式计算SDI 值： SDI=（1-T0/T15）X100/15。
在线SDI分析仪表测量水量的精度直接影响SDI计算结果。
发明内容
本发明的目的是，根据光学折射原理，提出一种在线污染指数分析仪表液位光学检测方法；尤其是提出一种新的非接触式的测量水SDI 值的方法。尤其是一种在线SDI（污染指数）分析仪表液位光学检测方法中水量和时间的精确计量的方法。
本发明的技术方案是：在线污染指数分析仪表液位光学检测方法，测量用容器采用金属制造，金属底部贴有反光或偏振反光标志，容器上部安装直线发射光源和光电测量装置，直线发射光源在容器内有液位时通过折射照射到金属底部贴有偏振反光标志上，直线发射不直接照射金属底部贴有的偏振反光标志，即与底部偏振反光不在一条直线上，直线发射光源光线与直线发射光源至金属底部偏振反光标志的直线形成夹角，如图。
光电发射和测量装置发出偏振光，当容器内无水时，发出的偏振光，照不到金属底部贴有偏振反光标志上，故无反射，所以光电测量装置不能检测到信号；当水渐渐进入测量容器内，由于水对光线的折射，当液位到达一定位置时，光正好能折射到光电检测装置，可以通过调整光电测量装置和容器内偏振反光板的夹角，使得水正好在500mL时测量装置能接收到反光板反光的信号。液位到达的位置对应测量用容器装好500mL水，得到用容器收集500mL水样并记录收集水样所花的时间，从而SDI分析运算值。
根据几何光学原理，光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光和入射光分居法线两侧；折射角小于入射角；在折射中光路可逆。入射角i与折射角r的正弦之比n叫做介质的“绝对折射率”，符合斯涅尔公式：n=sini/sinr。
以往SDI仪表测量水量通常采用电磁流量式、液位接触式等，电磁流量式采用测量液体流速，产生脉冲，计算得到流量；液位接触式设定容器液位，也是接触式的。本发明其实是在线SDI（污染指数）分析仪表液位光学检测方法中水量和时间的精确计量的方法和装置。
本发明的有益效果是：本发明方法简明可靠，无接触部件，不会磨损；测量精度高，当容器容量一定时，测量容积只和夹角有关；调整便捷，校验时，只需要调整直线发射光源照射的夹角即可。
附图说明
图1 一种在线SDI（污染指数）分析仪表液位光学检测方法的示意图。
具体实施方式
结合附图，实施方案说明如下：
实现在线污染指数分析仪表液位光学检测方法的装置，包括采用金属制造测量用容器，金属底部贴有偏振反光片1（标志），容器上部安装直线发射偏振光源（如采用直线LED光源，加偏振镜更好，偏振角度与偏振反光片的偏振角度能够一致，使偏振反光片能够反射）和光电测量装置2，直线发射偏振光源在容器内有液位3时通过折射照射到金属底部贴有偏振反光标志上，直线发射不直接照射金属底部贴有的偏振反光标志，即与底部偏振反光不在一条直线上，直线发射光源光线与直线发射光源至金属底部偏振反光标志的直线形成夹角，如图。光电测量装置接收偏振反光片反射，可使直线发射偏振光源同一角度（正反射，这发射与接收的光路实际上偏角应该是相同的），亦可以使偏振反光片偏转一角度走不同的反射与折射光路，从而使光电测量装置（光电接收器，可采用光电池等）在另一位置接收。
直线发射的偏振光源向容器内照射，当容器内无水时，发出的偏振光，照不到金属底部贴有偏振反光标志上，故无反射，所以光电测量装置不能检测到信号；当水渐渐进入测量容器内，由于水对光线的折射，当液位到达一定位置时，光正好能折射到光电检测装置，可以通过调整光电测量装置和容器内偏振反光板的夹角，使得水正好在500mL时测量装置能接收到反光板反光的信号。金属容器底部安装偏振光反射装置，当液位上升到一定位置时，正好光线折射到接收端，触发信号。
Claims (5)
1.在线污染指数分析仪表液位光学检测方法，其特征是测量用容器采用金属制造，金属底部贴有反光或偏振反光标志，容器上部安装直线发射光源和光电测量装置，直线发射光源在容器内有液位时通过折射照射到金属底部贴有偏振反光标志上，直线发射不直接照射金属底部贴有的偏振反光标志，即直线发射光源光线与直线发射光源至金属底部偏振反光标志的直线形成夹角；
光电发射和测量装置发出偏振光，当容器内无水时，发出的偏振光，照不到金属底部贴有偏振反光标志上，故无反射，所以光电测量装置不能检测到信号；当水渐渐进入测量容器内，由于水对光线的折射，当液位到达一定位置时，光正好能折射到光电检测装置，可以通过调整光电测量装置和容器内偏振反光板的夹角，使得水正好在500mL时测量装置能接收到反光板反光的信号；液位到达的位置对应测量用容器装好500mL水，得到用容器收集500mL水样并记录收集水样所花的时间，从而SDI分析运算值。
2.根据权利要求1所述的在线污染指数分析仪表液位光学检测方法，其特征是采用偏振光测量，直线发射光源为偏振光，反光标志为偏振反光标志。
3.在线污染指数分析仪表液位光学检测方法的装置，包括采用金属制造测量用容器，金属底部贴有偏振反光片，容器上部安装直线发射偏振光源和光电测量装置，直线发射偏振光源在容器内有液位时通过折射照射到金属底部贴有偏振反光标志上。
4.根据权利要求1所述的在线污染指数分析仪表液位光学检测方法，其特征是金属容器底部安装偏振光反射装置。
5.根据权利要求1所述的在线污染指数分析仪表液位光学检测方法，其特征是光电测量装置的夹角可调整。
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