CN103196964A

CN103196964A - 检测功能材料活化水性能的装置及其检测方法

Info

Publication number: CN103196964A
Application number: CN2013101258410A
Authority: CN
Inventors: 丁燕; 梁金生; 孟军平; 朱海霞; 王丽敬
Original assignee: Hebei University of Technology
Current assignee: Hebei University of Technology
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2033-04-12
Also published as: CN103196964B

Abstract

本发明检测功能材料活化水性能的装置及其检测方法，涉及水的处理，主要包括原水储水箱、水处理床、活化水储水箱、检测及控制单元、水质检测及控制单元和数据处理单元六部分，通过原水pH电极和原水ORP电极及活化水pH电极和活化水ORP电极对原水及活化水的pH值和ORP进行在线实时检测，并由水质检测及控制单元将检测到的这些数据传送至数据处理单元，经过数据分析及运算即可显示实时及历史数据曲线，同时给出测试结果。本发明检测功能材料活化水性能的装置及其检测方法，能够简单快捷地检测功能材料活化水性能，进而筛选出性能优异的用于动物饮用水活化的材料。

Description

检测功能材料活化水性能的装置及其检测方法

技术领域

本发明的技术方案涉及水的处理，具体地说是检测功能材料活化水性能的装置及其检测方法。

背景技术

水是生物新陈代谢的重要媒介，它可将营养物质、氧气、各种酶和激素输运到机体的各个组织细胞内，同时带走细胞代谢的废物。研究证明：水是透过细胞膜上的蛋白通道进出细胞的，水分子团簇尺寸小于水分子通道尺寸即可通过这个通道。而自然界中的水是通过氢键构成的链式簇团，通常需要采用功能材料对水处理后，使之改变天然水的结构，成为能够进入细胞内的弱碱性小分子团簇水，这种小分子水常被称为活化水。饮用活化水可在一定程度上增强肌体的新陈代谢、血脂代谢、酶活性以及免疫功能。

获得活化水的方法一般是通过外界能量与水作用，使水分子结构由大分子团簇变为小分子。这些外界能量的获得方法分为：①间接能量法，如外加磁场、外加电场和激光辐射；②直接能量法，如将一般的水经过功能材料进行活化处理。间接能量法在提供外加能量场时所需费用昂贵，使用环境条件要求严格，因此不适宜用于动物饮用水处理上。

现有技术中，对检测功能材料活化水性能的评价方法仅限于如下一些描述CN200310115089.8提出经发射率>90%的陶瓷材料作用后，水分子团分子数减小，¹⁷O-NMR谱半峰宽由113.69Hz变为83.25Hz，但这种用核磁共振测试活化水性能的方法所用设备价格昂贵，也无法实现对活化后的现场水质进行实时监测；CN1361072公开了饮用水活化后水的表面张力减小，但水的表面张力测试变化量绝对值微小，很难得到有规律地重复性测量值；CN200510012684.8发明的多功能生态陶瓷球可制备活化水，其pH呈弱碱性；CN200580051382.X发明的活化水装置制备的活化水的氧化还原电位降低，但以上两项测试指标仅是对活化水进行水质观测，并未形成可实施的对功能材料活化水性能的评价装置和方法。总之，至今还未发现有检测功能材料活化水性能的装置的现有技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供检测功能材料活化水性能的装置及其检测方法，能够简单快捷地检测功能材料活化水性能，进而筛选出性能优异的用于动物饮用水活化的材料。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：检测功能材料活化水性能的装置，主要包括原水储水箱、水处理床、活化水储水箱、检测及控制单元、水质检测及控制单元和数据处理单元六部分，它们的连接方式是：原水储水箱、水处理床和活化水储水箱之间是通过水管依次连接的，其中原水储水箱与水处理床之间依次连接的有水处理床增压水泵、调节阀及电子流量计；检测及控制单元通过导线线路与原水储水箱的原水液位电极、进水电动球阀、电加热棒和温度传感器连接，检测及控制单元还通过导线线路与活化水储水箱的活化水液位电极连接，水质检测及控制单元通过导线线路与原水储水箱的原水pH电极和原水ORP电极连接，水质检测及控制单元还通过导线线路与活化水储水箱的活化水pH电极和活化水ORP电极连接，检测及控制单元、水质检测及控制单元和数据处理单元之间通过线路连接；所述原水储水箱的构成是：在该水箱本体的左上侧安装有进水电动球阀、右下侧设有原水出水口、左下侧设有原水循环水进水口、原水循环水进水口的下方安装有电加热棒、顶部装有温度传感器和原水液位电极，在该水箱本体的外面，原水循环水进水口通过水管连接原水循环水泵的出水口，原水出水口通过水管依次连接原水pH电极、原水ORP电极和水处理床增压水泵的进水口；所述水处理床的构成是：水处理床的顶部开有处理床进水口，处理床进水口与水处理床增压水泵之间依次用水管接有电子流量计和调节阀、水处理床的上部开有处理床出水口，该处理床出水口通过水管与活化水进水口相接；活化水储水箱的构成是：在该水箱本体的顶部装有活化水液位电极、左上侧设有活化水进水口、左下侧设有活化水循环水进水口和右下侧设有活化水出水口，在该水箱本体的外面，活化水循环水进水口通过水管接活化水循环水泵的进水口，活化水出水口通过水管依次接活化水pH电极、活化水ORP电极和活化水循环水泵的进水口；原水循环水泵的进水口通过水管与水处理床增压水泵的进水口连接，水处理床增压水泵的出水口通过水管与调节阀连接，调节阀与电子流量计用导线线路连接；检测及控制单元还通过导线线路与原水循环水泵、水处理床增压水泵、活化水循环水泵和调节阀、电子流量计连接。

上述检测功能材料活化水性能的装置，所述数据处理单元为HMI人机界面交互控制计算机及相应运算程序，其中的数据处理程序流程是：开始→初始化参数及界面→通过OPC读取数据→数据处理→数据是否合格返回通过OPC读取数据；

不合格提示。

上述检测功能材料活化水性能的装置，所述原水储水箱和活化水储水箱的外形尺寸均为长400mm、宽500mm和高600mm，用材质为厚度1.5mm的SUS304的不锈钢板焊接而成。

上述检测功能材料活化水性能的装置，所述原水液位电极和活化水液位电极均为PS-3S型不锈钢电极，测量范围均为0～450mm。

上述检测功能材料活化水性能的装置，所述电子流量计为LWGY型远传涡轮式电子流量计，其量程范围为0～180L/h。

上述检测功能材料活化水性能的装置，所述原水pH电极和活化水pH电极的安装方法是：pH电极外壳置于pH电极固定架上，通过pH电极固定架压盖及pH电极密封圈将pH电极外壳固定，使pH电极敏感头处于水管腔内中下部，pH电极固定架压盖与pH电极固定架采用G3/4螺纹连接；所述原水ORP电极和活化水ORP电极的安装方法是：ORP电极外壳置于ORP电极固定架上，通过固定架压盖及ORP电极密封圈将ORP电极外壳固定，使ORP电极敏感头处于水管腔内中下部，ORP电极固定架压盖与ORP电极固定架采用G3/4螺纹连接；pH电极敏感头和ORP电极敏感头位于水管之间，两个电极敏感头的间距至少相距50mm。

上述检测功能材料活化水性能的装置，所述检测及控制单元和水质检测及控制单元中均采用FX1S型多路模拟输入输出可编程控制器PLC。

上述检测功能材料活化水性能的装置，所述水处理床是直径为200～250mm圆柱体，其结构是：顶部的上盖中心处开有进水口，上部不同侧面开有装料孔和出水口，内部下方装有分水盘，在分水盘上方和装料孔及出水口下方的空间为样品池，分水盘下面设有分水槽，分水盘由分水盘支架支撑，分水槽底部中心处装有同心轴，与同心轴相连的是涡旋导流桨，进水管穿过上盖和分水盘中心进入分水槽中部，样品池与分水槽通过密封圈由紧固螺栓固定，被测样品由装料孔进入样品池。

上述检测功能材料活化水性能的装置的水处理床，所述分水盘的盘体上均匀分布分水孔，分水盘盘体直径为小于200～250mm，分水孔孔径为小于3mm。

上述检测功能材料活化水性能的装置的水处理床，所述分水盘支架位于距分水槽底部80mm处，并均匀设置6～8个。

上述检测功能材料活化水性能的装置的水处理床，所述涡旋导流桨具有四片流线型导流桨叶，导流桨叶中心设有同心轴套，同心轴套通过同心轴装置在分水槽底部圆心处。

上述检测功能材料活化水性能的装置，所述的检测及控制单元、水质检测及控制单元和数据处理单元均为现有技术，所用的pH电极的型号为5520，所用的ORP电极的型号为5520，所用的其他零部件均通过商购获得，所有部件的连接方式和安装方法是本技术领域的技术人员所能掌握的。

上述检测功能材料活化水性能的装置的检测方法，步骤如下：

第一步，称取15～20kg被检测功能材料，将其通过水处理床的装料孔放入样品池中，然后将装料孔、上盖、样品池和分水槽采用法兰密封；

第二步，开启电源，接通装置中的水管的水路，开启进水电动球阀通入自来水即原水，原水由进水电动球阀进入原水储水箱内，原水液位电极检测到的液位信号达到设定值时，通过检测及控制单元控制进水电动球阀关闭进水，随后电加热棒加热，原水循环水泵启动使原水经原水出水口和原水循环水进水口实现循环，在检测及控制单元控制下，当原水储水箱内水温达到设定值时停止电加热棒加热及原水循环水泵工作、开启水处理床增压水泵、调节阀和电子流量计，原水经调节阀、电子流量计和处理床进水口泵入水处理床，处理后的水经处理床出水口、活化水进水口进入活化水储水箱内，在检测及控制单元控制下，当活化水液位电极检测的液位信号达到设定值时，开启活化水循环水泵使活化水经活化水出水口和活化水循环水进水口实现循环，经过30min后，检测及控制单元检测出当原水的水温为25℃和水流速为90L/h时，将此信号传送给数据处理单元作为其启动信号，数据处理单元开始读取由水质检测及控制单元获得的原水pH电极和活化水pH电极分别检测到的原水的酸度值pH_原和活化水的酸度值pH_活化，以及原水ORP电极和活化水ORP电极分别检测到原水的氧化还原电位ORP_原和活化水的氧化还原电位ORP_活化值；

第三步，将第二步得到的检测信号pH_原、pH_活化、ORP_原和ORP_活化数据经线路传送给数据处理单元，再通过数据分析演算得到表征被测功能材料的活化水性能参数即活化系数，即在酸度pH=7.8～8.5范围内，活化系数为：

当（1）δ_ORP≤1.05时，为被检测功能材料具有弱活化水性能的功能材料，

（2）1.05<δ_ORP<1.25时，为被检测功能材料具有活化水性能的功能材料，

（3）δ_ORP≥1.25时，为被检测功能材料具有强活化水性能的功能材料。

上述检测功能材料活化水性能的装置的检测方法，所述在检测及控制单元控制下，当原水储水箱内水位及水温达到设定值的控制方法是：当水位达到设定值时，进水电动球阀关闭、电加热棒加热、原水循环水泵工作；当温度传感器检测到的原水储水箱内水温通过检测及控制单元控制原水循环水泵的启停，使水温保持在25±0.2℃。

上述检测功能材料活化水性能的装置的检测方法，所述被测功能材料为红外陶瓷和功能合金材料。

上述pH的中文意思是酸度，ORP的中文意思是氧化还原电位，下同。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的突出的实质性特点是：上述检测功能材料活化水性能的装置的检测方法的测试工作原理是，根据功能材料与水作用后，其¹⁷O-NMR半峰宽变窄，与之对应的水质参数为pH值呈弱碱性，氧化还原电位ORP降低，水被活化。选取评价指标pH值及ORP进行在线实时检测的测试工作过程是，原水经过一定质量的功能材料作用后，其水质会发生变化，通过原水pH电极和原水ORP电极及活化水pH电极和活化水ORP电极对原水及活化水的pH值和ORP进行在线实时检测，并由水质检测及控制单元将检测到的这些数据传送至数据处理单元，经过数据分析及运算即可显示实时及历史数据曲线，同时给出测试结果；温度和流量影响水质pH值和ORP的测试，因此在测试过程中应保持通过样品室的水温和水流量恒定，通过检测及控制单元对温度检测和流量检测，实现水温保持在25±0.2℃，并且流速恒定，此时检测及控制单元给出启动数据处理单元信号，数据处理单元开始工作。使被测试样品定量化、测试温度恒定和被处理水通过样品流速恒定，在条件上保证了测试的准确性和数据的可比性。

与现有技术相比，本发明的显著的进步是：本发明的检测功能材料活化水性能的装置使被检测功能材料样品定量化、测试温度恒定和被处理水通过被检测功能材料样品的流速恒定，这就为测试的准确性和数据的可比性提供了可靠的保证；本发明的检测方法能够简单快捷地检测功能材料活化水性能，进而筛选出性能优异的用于动物饮用水活化的材料。总之本发明填补了功能材料活化水性能的测试装置及测试方法的空白。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明检测功能材料活化水性能的装置的整体结构示意图。

图2为本发明检测功能材料活化水性能的装置中的水处理床的结构示意图。

图3为本发明检测功能材料活化水性能的装置中的分水盘结构示意图。

图4为本发明检测功能材料活化水性能的装置中的涡旋导流桨结构示意图。

图5为本发明检测功能材料活化水性能的装置中的电极安装示意图。

图6为本发明检测功能材料活化水性能的装置的检测方法中选取评价指标pH值及ORP进行在线检测的测试工作原理图。

图7为本发明检测功能材料活化水性能的装置中的数据处理单元中的数据处理程序流程图。

图中，1.原水储水箱，2.水处理床，3.活化水储水箱，4.检测及控制单元，5.水质检测及控制单元，6.数据处理单元，11.原水液位电极，12.活化水液位电极，21.原水循环水泵，22.水处理床增压水泵，23.活化水循环水泵，31.进水电动球阀32.原水循环水进水口，33.原水出水口，34.电加热棒，35.温度传感器，41.调节阀，42.电子流量计，51.原水的pH电极，52.原水ORP电极，53.活化水pH电极，54.活化水ORP电极，61.处理床进水口，62.处理床出水口，71.活化水进水口，72.活化水循环水进水口，73.活化水出水口，201.装料孔，202.样品池，203.密封圈，204.紧固螺栓，205.涡旋导流桨，206.同心轴，207.分水槽，208.分水盘支架，209.分水盘，210.出水口，211.上盖，212.进水口，213.被测样品，214.进水管，301.分水孔，302.盘体，401.导流桨叶，402.同心轴套，501.pH电极外壳，502.pH电极密封圈，503.pH电极固定架压盖，504.pH电极固定架，505.pH电极敏感头，506.ORP电极外壳，507.ORP电极密封圈，508.ORP电极固定架压盖，509.ORP电极固定架，510.ORP电极敏感头，511.水管。

具体实施方式

图1所示实施例表明，本实施例的检测功能材料活化水性能的装置，主要包括原水储水箱1、水处理床2、活化水储水箱3、检测及控制单元4、水质检测及控制单元5和数据处理单元6六部分，它们的连接方式是：原水储水箱1、水处理床2和活化水储水箱3之间是通过水管依次连接的，其中原水储水箱与水处理床之间依次连接的有水处理床增压水泵、调节阀及电子流量计；检测及控制单元4通过导线线路与原水储水箱1的原水液位电极11、进水电动球阀31、电加热棒34、温度传感器35连接，检测及控制单元4还通过导线线路与活化水储水箱3的活化水液位电极12连接，水质检测及控制单元5通过导线线路与原水储水箱1的原水pH电极51和原水ORP电极52连接，水质检测及控制单元5还通过导线线路与活化水储水箱3的活化水pH电极53和活化水ORP电极54连接，检测及控制单元4、水质检测及控制单元5和数据处理单元6之间通过线路连接；所述原水储水箱1的构成是：在该水箱本体的左上侧安装有进水电动球阀31、右下侧设有原水出水口33、左下侧设有原水循环水进水口32、原水循环水进水口32的下方安装有电加热棒34、顶部装有温度传感器35和原水液位电极11，在该水箱本体的外面，原水循环水进水口32通过水管连接原水循环水泵21的出水口，原水出水口33通过水管依次连接原水pH电极51、原水ORP电极52和水处理床增压水泵22的进水口；所述水处理床2的构成是：水处理床2的顶部开有处理床进水口61，处理床进水口61与水处理床增压水泵22之间依次用水管接有电子流量计42和调节阀41、水处理床2的上部开有处理床出水口62，该处理床出水口62通过水管与活化水进水口71相接；活化水储水箱3的构成是：在该水箱本体的顶部装有活化水液位电极12、左上侧设有活化水进水口71、左下侧设有活化水循环水进水口72和右下侧设有活化水出水口73，在该水箱本体的外面，活化水循环水进水口72通过水管接活化水循环水泵23的出水口，活化水出水口73通过水管依次接活化水pH电极53、活化水ORP电极54和活化水循环水泵23的进水口；原水循环水泵21的进水口通过水管与水处理床增压水泵22的进水口连接，水处理床增压水泵22的出水口通过水管与调节阀41连接，调节阀41与电子流量计42用管道连接；检测及控制单元4还通过导线线路与原水循环水泵21、水处理床增压水泵22、活化水循环水泵23和调节阀41、电子流量计42连接。

图2所示实施例表明，本实施例的检测功能材料活化水性能的装置中的水处理床2是直径为200～250mm圆柱体，其结构是：顶部的上盖211中心处开有进水口212，上部不同侧面开有装料孔201和出水口210，内部下方装有分水盘209，在分水盘209上方和装料孔201及出水口210下方的空间为样品池202，分水盘209下面设有分水槽207，分水盘209由分水盘支架208支撑，分水槽207底部中心处装有同心轴206，与同心轴206相连的是涡旋导流桨205，进水管214穿过上盖211和分水盘209中心进入分水槽207中部，样品池202与分水槽207通过密封圈203由紧固螺栓204固定，被测样品213置于样品池202中。

图3所示实施例表明，本实施例的检测功能材料活化水性能的装置中的分水盘209的盘体302上均匀分布分水孔301。

图4所示实施例表明，本实施例的检测功能材料活化水性能的装置中的涡旋导流桨205具有四片流线型导流桨叶401，四片导流桨叶401中心设有同心轴套402。

图5所示实施例表明，本实施例的检测功能材料活化水性能的装置中的电极安装方法是，所述原水pH电极51和活化水pH电极53的安装方法是：pH电极外壳501置于pH电极固定架504上，通过pH电极固定架压盖503及pH电极密封圈502将pH电极外壳501固定，使pH电极敏感头505处于水管511腔内中下部，pH电极固定架压盖503与pH电极固定架504采用G3/4螺纹连接；所述原水ORP电极52和活化水ORP电极54的安装方法是：ORP电极外壳506置于ORP电极固定架509上，通过固定架压盖508及ORP电极密封圈507将ORP电极外壳506固定，使ORP电极敏感头510处于水管511腔内中下部，ORP电极固定架压盖508与ORP电极固定架509采用G3/4螺纹连接；pH电极敏感头505和ORP电极敏感头510位于水管511之间。

图6所示实施例表明，本发明检测功能材料活化水性能的装置的检测方法中选取评价指标pH值及ORP进行在线检测的测试工作原理是：将一定质量的功能材料放入样品室内，原水经过样品室并与其内的功能材料作用使水活化，pH/ORP检测包括原水pH、ORP电极及活化水pH、ORP电极，这些电极将对原水和活化水的pH、ORP进行在线实时检测，检测结果送至水质检测及控制单元，水质检测及控制单元再将检测到的pH、ORP数据传送至数据处理单元，经过数据分析及运算即可显示pH、ORP实时及历史数据曲线，同时给出测试结果；温度和流量影响水质pH和ORP的测试，因此在测试过程中应保持通过样品室的水温和水流速恒定，所以通过检测及控制单元实现对原水的水温和流经样品室的水流速进行温度和流量检测及控制，实现水温保持在25±0.2℃，且流速恒定，此时检测及控制单元给出启动数据处理单元信号，数据处理单元开始工作；当原水液位达到设定值时开始对其加热，同时停止进水。

图7所示实施例表明，本发明检测功能材料活化水性能的装置中的数据处理单元中的数据处理程序流程是：开始→初始化参数及界面→通过OPC读取数据→数据处理→数据是否合格

返回通过OPC读取数据；

不合格提示。

实施例1

按照图1～图5所示实施例安装本实施例的检测功能材料活化水性能的装置，其中的原水储水箱1和活化水储水箱3的外形尺寸均为长400mm、宽500mm和高600mm，用材质为厚度1.5mm的SUS304的不锈钢板焊接而成；所述水处理床2是直径为200mm圆柱体，水处理床2中，同心轴套402通过同心轴206装置在分水槽207底部圆心处，分水盘209盘体302直径为小于200mm，分水孔301孔径为小于3mm，分水盘支架208位于距分水槽207底部80mm处，并均匀设置6个；两个电极敏感头的间距至少相距50mm；原水液位电极11和活化水液位电极12均为PS-3S型不锈钢电极，测量范围均为0～450mm；电子流量计42为LWGY型远传涡轮式电子流量计，其量程范围为0～180L/h。

用上述检测功能材料活化水性能的装置的检测方法的步骤如下：

第一步，将被检测功能材料铜锌合金10kg和红外陶瓷6kg通过水处理床2的装料孔201放入样品池202中，然后将装料孔201、上盖211、样品池202和分水槽207采用法兰密封；

第二步，开启电源，接通装置中的水管的水路，开启进水电动球阀31通入自来水即原水，原水由进水电动球阀31进入原水储水箱1内，原水液位电极11检测到的液位信号达到设定值时，通过检测及控制单元4控制进水电动球阀31关闭进水，随后电加热棒34加热，原水循环水泵21启动使原水经原水出水口33和原水循环水进水口32实现循环，在检测及控制单元4控制下，当原水储水箱1内水温达到设定值时停止原水循环水泵21工作、开启水处理床增压水泵22、调节阀41和电子流量计42，原水经调节阀41、电子流量计42和处理床进水口61泵入水处理床，处理后的水经处理床出水口62、活化水进水口71进入活化水储水箱3内，在检测及控制单元4控制下，当活化水液位电极12检测的液位信号达到设定值时，开启活化水循环水泵23使活化水经活化水出水口73和活化水循环水进水口72实现循环，经过30min后，检测及控制单元4检测出当原水的水温为25℃和水流速为90L/h时，将此信号传送给数据处理单元6作为其启动信号，数据处理单元6开始读取由水质检测及控制单元5获得的原水pH电极51和活化水pH电极53分别检测得到原水的酸度值pH_原=7.4和活化水的酸度值pH_活化=8.2，以及原水ORP电极52和活化水ORP电极54分别检测得到原水的氧化还原电位ORP_原=210mV和活化水的氧化还原电位ORP_活化值=170mV；

上述在检测及控制单元4控制下，当原水储水箱1内水位及水温达到设定值的控制方法是：当原水液位电极11检测到的原水储水箱1内的水位达到设定值时，检测及控制单元4控制启动原水循环水泵21启动、电加热棒34加热、进水电动球阀31关闭；当温度传感器35检测到的原水储水箱1内水温达到25℃时，通过检测及控制单元4控制停止电加热棒34加热及原水循环水泵21工作，使水温保持在25±0.2℃。

第三步，将第二步得到的检测信号pH_原、pH_活化、ORP_原和ORP_活化数据经线路传送给数据处理单元6，再通过数据分析演算得到表征被测功能材料的活化水性能参数即活化系数，即在酸度pH=7.8～8.5范围内，活化系数为：

可见，被检测功能材料铜锌合金10kg和红外陶瓷6kg为具有活化水性能的功能材料。实施例2

除所述水处理床2是直径为225mm圆柱体，水处理床2中的分水盘支架208位于距分水槽207底部80mm处，并均匀设置7个，分水盘209盘体302直径为小于225mm之外，所用检测功能材料活化水性能的装置其他部件均同实施例1。

第一步，将被检测功能材料铜锌合金15kg和红外陶瓷8kg通过水处理床2的装料孔201放入样品池202中，然后将装料孔201、上盖211、样品池202和分水槽207采用法兰密封；

第二步，开启电源，接通装置中的水管的水路，开启进水电动球阀31通入自来水即原水，原水由进水电动球阀31进入原水储水箱1内，原水液位电极11检测到的液位信号达到设定值时，通过检测及控制单元4控制进水电动球阀31关闭进水，随后电加热棒34加热，原水循环水泵21启动使原水经原水出水口33和原水循环水进水口32实现循环，在检测及控制单元4控制下，当原水储水箱1内水温达到设定值时停止原水循环水泵21、开启水处理床增压水泵22、调节阀41和电子流量计42，原水经调节阀41、电子流量计42和处理床进水口61泵入水处理床，处理后的水经处理床出水口62、活化水进水口71进入活化水储水箱3内，在检测及控制单元4控制下，当活化水液位电极12检测的液位信号达到设定值时，开启活化水循环水泵23使活化水经活化水出水口73和活化水循环水进水口72实现循，经过30min后，检测及控制单元4检测出当原水水温为25℃和水流速为90L/h时，将此信号传送给数据处理单元6作为其启动信号，数据处理单元6开始读取由检测及控制单元5获得的原水pH电极51和活化水pH电极53分别检测得到原水的酸度值pH_原=7.4和活化水的酸度值pH_活化=8.2，以及原水ORP电极52和活化水ORP电极54分别检测得到原水的氧化还原电位ORP_原=210mV和活化水的氧化还原电位ORP_活化值=155mV；

上述在检测及控制单元控制下，当原水储水箱1内水位及水温达到设定值的控制方法是：当原水液位电极11检测到的原水储水箱1内的水位达到设定值时，检测及控制单元4控制启动原水循环水泵21启动、电加热棒34加热、进水电动球阀31关闭；当温度传感器35检测到的原水储水箱1内水温达到25℃时，通过检测及控制单元4控制停止电加热棒34加热及原水循环水泵21工作，使水温保持在25±0.2℃。

可见，被检测功能材料铜锌合金15kg和红外陶瓷8kg为具有强活化水性能的功能材料。

实施例3

除所述水处理床2是直径为250mm圆柱体，水处理床2中的分水盘支架208位于距分水槽207底部80mm处，并均匀设置8个，分水盘209盘体302直径为小于250mm之外，所用检测功能材料进行活化水的性能的装置其他部件和被检测功能材料及测试方法步骤均同实施例1。

Claims

1.检测功能材料活化水性能的装置，其特征在于：主要包括原水储水箱、水处理床、活化水储水箱、检测及控制单元、水质检测及控制单元和数据处理单元六部分，它们的连接方式是：原水储水箱、水处理床和活化水储水箱之间是通过水管依次连接的，其中原水储水箱与水处理床之间依次连接的有水处理床增压水泵、调节阀及电子流量计；检测及控制单元通过导线线路与原水储水箱的原水液位电极、进水电动球阀、电加热棒和温度传感器连接，检测及控制单元还通过导线线路与活化水储水箱的活化水液位电极连接，水质检测及控制单元通过导线线路与原水储水箱的原水pH电极和原水ORP电极连接，水质检测及控制单元还通过导线线路与活化水储水箱的活化水pH电极和活化水ORP电极连接，检测及控制单元、水质检测及控制单元和数据处理单元之间通过线路连接；所述原水储水箱的构成是：在该水箱本体的左上侧安装有进水电动球阀、右下侧设有原水出水口、左下侧设有原水循环水进水口、原水循环水进水口的下方安装有电加热棒、顶部装有温度传感器和原水液位电极，在该水箱本体的外面，原水循环水进水口通过水管连接原水循环水泵的出水口，原水出水口通过水管依次连接原水pH电极、原水ORP电极和水处理床增压水泵的进水口；所述水处理床的构成是：水处理床的顶部开有处理床进水口，处理床进水口与水处理床增压水泵之间依次用水管接有电子流量计和调节阀、水处理床的上部开有处理床出水口，该处理床出水口通过水管与活化水进水口相接；活化水储水箱的构成是：在该水箱本体的顶部装有活化水液位电极、左上侧设有活化水进水口、左下侧设有活化水循环水进水口和右下侧设有活化水出水口，在该水箱本体的外面，活化水循环水进水口通过水管接活化水循环水泵的进水口，活化水出水口通过水管依次接活化水pH电极、活化水ORP电极和活化水循环水泵的进水口；原水循环水泵的进水口通过水管与水处理床增压水泵的进水口连接，水处理床增压水泵的出水口通过水管与调节阀连接，调节阀与电子流量计用导线线路连接；检测及控制单元还通过导线线路与原水循环水泵、水处理床增压水泵、活化水循环水泵和调节阀、电子流量计连接。

2.根据权利要求1所说检测功能材料活化水性能的装置，其特征在于：所述数据处理单元为HMI人机界面交互控制计算机及相应运算程序，其中的数据处理程序流程是：开始→初始化参数及界面→通过OPC读取数据→数据处理→数据是否合格

返回通过OPC读取数据；

不合格提示。

3.根据权利要求1所说检测功能材料活化水性能的装置，其特征在于：所述原水储水箱和活化水储水箱的外形尺寸均为长400mm、宽500mm和高600mm，用材质为厚度1.5mm的SUS304的不锈钢板焊接而成。

4.根据权利要求1所说检测功能材料活化水性能的装置，其特征在于：所述原水pH电极和活化水pH电极的安装方法是：pH电极外壳置于pH电极固定架上，通过pH电极固定架压盖及pH电极密封圈将pH电极外壳固定，使pH电极敏感头处于水管腔内中下部，pH电极固定架压盖与pH电极固定架采用G3/4螺纹连接；所述原水ORP电极和活化水ORP电极的安装方法是：ORP电极外壳置于ORP电极固定架上，通过固定架压盖及ORP电极密封圈将ORP电极外壳固定，使ORP电极敏感头处于水管腔内中下部，ORP电极固定架压盖与ORP电极固定架采用G3/4螺纹连接；pH电极敏感头和ORP电极敏感头位于水管之间，两个电极敏感头的间距至少相距50mm。

5.根据权利要求1所说检测功能材料活化水性能的装置，其特征在于：所述水处理床是直径为200～250mm圆柱体，其结构是：顶部的上盖中心处开有进水口，上部不同侧面开有装料孔和出水口，内部下方装有分水盘，在分水盘上方和装料孔及出水口下方的空间为样品池，分水盘下面设有分水槽，分水盘由分水盘支架支撑，分水槽底部中心处装有同心轴，与同心轴相连的是涡旋导流桨，进水管穿过上盖和分水盘中心进入分水槽中部，样品池与分水槽通过密封圈由紧固螺栓固定，被测样品由装料孔进入样品池。

6.根据权利要求1所说检测功能材料活化水性能的装置，其特征在于：所述分水盘的盘体上均匀分布分水孔，分水盘盘体直径为小于200～250mm，分水孔孔径为小于3mm。

7.根据权利要求1所说检测功能材料活化水性能的装置，其特征在于：所述分水盘支架位于距分水槽底部80mm处，并均匀设置6～8个。

8.根据权利要求1所说检测功能材料活化水性能的装置，其特征在于：所述涡旋导流桨具有四片流线型导流桨叶，导流桨叶中心设有同心轴套，同心轴套通过同心轴装置在分水槽底部圆心处。

9.权利要求1说所检测功能材料活化水性能的装置的检测方法，其特征在于步骤如下。

10.根据权利要求9所说检测功能材料活化水性能的装置的检测方法，其特征在于：所述在检测及控制单元控制下，当原水储水箱内水位及水温达到设定值的控制方法是：当水位达到设定值时，进水电动球阀关闭、电加热棒加热、原水循环水泵工作；当温度传感器检测到的原水储水箱内水温通过检测及控制单元控制原水循环水泵的启停，使水温保持在25±0.2℃。