CN105372261B - 一种实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪以及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪以及检测方法，分析仪包括用于安装膜元件的固定工位、用于与膜元件中心管第一端连接的充气接头以及二氧化碳气源、用于封堵膜元件中心管第二端的充气盲堵、用于放置在膜元件待检测端面的酸碱试纸、用于扫描膜元件待检测端面图像和酸碱试纸变色图像的摄像头以及用于显示及处理图像信息的工控机，所述酸碱试纸为能够与二氧化碳接触变色的试纸。与现有技术相比，本发明提高了对不良产品的修复效率及修复率，节约了生产成本。

Description

一种实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪以及检测 方法

技术领域

本发明属于反渗透膜分离技术领域，具体涉及一种实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪以及检测方法。

背景技术

反渗透膜元件生产厂商，在生产过程中不可避免地出现不良品。只有要找到这些不良品的漏点，才可将其修复，并分析出不良品的生成原因，进而找到生产过程中的纰漏环节，以改进工艺或设备，从而大幅度提高生产合格率。目前，行业内并没有反渗透膜元件不良品漏点分析仪；一般采用以下措施用于应急：

1.用眼睛观察，如果漏点非常明显，并且发生在膜元件端面上。这样的漏点是可以用眼睛及身体贴近漏点观察并感觉到。但仅限于较明显的漏点。

2.通过反渗透膜元件的集水管向膜元件内部的水袋打气压，通过肉眼观察、并用耳朵听，来寻找漏点。如漏点过于隐蔽，可以通过点燃的火苗摆动来找漏点。此方法仅限于细小但漏气的漏点寻找。

3.在原水中掺入工业染料，用泵将这种染料原水打到膜元件里，运行一段时间。行业内称此过程为“染色”。染色后，再将膜元件拆开，红色印记格外突出的地方为漏点。此方法适用于细微且不容易发现的位置的漏点的寻找。

现行的应急措施有以下缺点：

1.费时费力。漏点往往很小，观察很久才能找到，浪费人工，成本上升。

2.对于细微的漏点，前两条措施找不到，只能用第三种措施即染色来找。染色后整个膜元件报废，无法再修复，造成很多不必要的浪费。

发明内容

本发明就是要克服现有技术的不足，提供一种实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪以及检测方法，其能够解决现有技术漏点检测工序繁琐、费时费力且可能对膜原件造成损坏报废的缺陷。

本发明基于的原理是：首先让摄像头扫描膜元件待检测端面的图像，并传输给工控机；其次在待检测的膜元件端面设置酸碱试纸（该试纸能够遇二氧化碳变色），通过中心管（即集水管）向膜元件中充压缩二氧化碳，二氧化碳压力小于膜元件正常工作压力，如果膜元件中存在漏点，二氧化碳就会由膜元件端面流出，在二氧化碳泄露的地方，酸碱试纸会变色。通过摄像头扫描酸碱试纸的变色图像，定期采样然后传输给工控机。累积一段时间以后，工控机（预设处理软件）将酸碱试纸变色图像与第一步扫描的端面图像对比，即可判断出是膜元件端面特定位置渗漏，还是浓水流道布位置漏；这样可进一步判断出是膜元件卷制过程中胶水渗漏或是膜片造成损伤。

首先，本发明提供一种实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪，包括用于安装膜元件的固定工位、用于与膜元件中心管第一端连接的充气接头以及二氧化碳气源、用于封堵膜元件中心管第二端的充气盲堵、用于放置在膜元件待检测端面的酸碱试纸、用于扫描膜元件待检测端面图像和酸碱试纸变色图像的摄像头以及用于显示及处理图像信息的工控机，所述酸碱试纸为能够与二氧化碳接触变色的试纸。

上述方案进一步优选为：

优选的，所述分析仪还包括用于安装在膜元件待检测端面和酸碱试纸之间的网状支撑层，其作用是防止酸碱试纸弄脏膜元件端面；网状支撑层优选采用1毫米厚的铁丝网。

优选的，所述分析仪还包括用于安装在膜元件待检测端面所对应的另一端面的防漏气盖板，其作用是防止二氧化碳由另一端面漏出后向上移动污染空气。

优选的，所述酸碱试纸选择为石蕊试纸，进一步优选为0.5毫米厚的紫色石蕊试纸；在二氧化碳泄露的地方，紫色石蕊试纸会变成红色。

优选的，所述固定工位为布有若干个针孔的玻璃桌面，所述玻璃桌面上设有能够与膜元件中心管第二端配合安装的中心孔；所述酸碱试纸上布有若干个针孔，所述酸碱试纸上设有能够通过膜元件中心管第二端的中心孔；所述网状支撑层上设有能够通过膜元件中心管第二端的中心孔；所述网状支撑层、酸碱试纸自上而下依次敷设在玻璃桌面上；所述摄像头安装在玻璃桌面下方；所述玻璃桌面下方还设有用于吸收二氧化碳的碱性溶液池。网状支撑层、酸碱试纸以及玻璃桌面上面的中心孔，是为膜元件中心管（集水管）安装预留的空间；玻璃桌面和酸碱试纸布满针孔的作用是让漏出来的二氧化碳导流进入碱性溶液池。碱性溶液池的作用是吸收漏出来的二氧化碳，防止其污染工作环境；进一步优选的，碱性溶液池选择为氢氧化纳溶液池。

接着，给出应用上述实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪的检测方法，包括以下步骤：

第一步，首先将膜元件安装在固定工位上，让摄像头扫描其待检测端面的图像，并传输给工控机；

第二步，然后在膜元件待检测端面安装酸碱试纸，通过膜元件另一端的充气接头和中心管由二氧化碳气源向膜元件内充压缩二氧化碳，所述压缩二氧化碳的压力小于膜原件的正常工作压力；同时通过摄像头定期扫描膜元件待检测端面酸碱试纸的变色图像，并全部传输给工控机；

第三步，最后将第二步扫描的酸碱试纸变色图像与第一步扫描的膜元件端面图像对比，确定膜元件漏点的位置。

上述方案进一步优化为：

优选的，检测方法包括以下步骤：

第一步，首先直接将膜元件安装在固定工位上，让摄像头扫描其待检测端面的图像，并传输给工控机；

第二步，然后取下膜元件，在固定工位上敷设酸碱试纸，在酸碱试纸上敷设网状支撑层，再将膜元件装在固定工位上；

第三步，再通过充气接头和膜元件的中心管向膜元件内充压缩二氧化碳，所述压缩二氧化碳的压力小于膜原件的正常工作压力；通过摄像头将酸碱试纸的变色图像定期采样一帧然后传输工控机；

第四步，累积多帧以后，将酸碱试纸的变色图像与第一步扫描的膜元件端面图像对比，确定膜元件漏点的位置。

优选的，所述压缩二氧化碳的压力小于膜原件的正常工作压力，即在无漏点的前提下，该压力不足以使二氧化碳透过膜层并由膜端面流出；因此所述压缩二氧化碳优选为40Kpa的压缩二氧化碳，远远膜原件的正常工作压力（一般膜原件的正常工作压力在400-1600Kpa）。

优选的，所述第三步中，每隔0.1秒采样一帧然后传输给工控机；所述第四步中，累积100帧以后，将酸碱试纸的变色图像与第一步扫描的膜元件端面图像对比，确定膜元件漏点的位置。

与现有技术相比，本发明大大提高了膜原件漏点检测效率，并且不会对膜原件造成损坏。同时该分析仪投入使用后，生产过程中的参数变化与不良品的特性变化，及两者对应关系的历史数据，得到了有效的积累。方便了工艺人员从中找出规律，指导了工艺人员下一步的调整方向，从而降低了生产不良率；并提高了对不良产品的修复效率及修复率，节约了生产成本。

附图说明

图1是实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪的结构分解示意图；

图中：1、二氧化碳钢瓶，2、充气接头，3、防漏气盖板，4、膜原件，5、充气盲堵，6、1毫米厚的铁丝网，7、0.5毫米厚的紫色石蕊试纸，8、玻璃桌面，9、氢氧化钠溶液池，10、摄像头，11、工控机主机，12、工控机显示器。

具体实施方式

以下结合具体的实施例对本发明做进一步的说明，但不作为对本发明的限定。

实施例1

参见图1，一种实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪，包括用于安装膜元件的固定工位、用于与膜元件中心管第一端连接的充气接头2以及二氧化碳钢瓶1、用于封堵膜元件中心管第二端的充气盲堵5、用于放置在膜元件待检测端面的酸碱试纸、用于安装在膜元件待检测端面和酸碱试纸试纸之间的网状支撑层、用于安装在膜元件待检测端面所对应的另一端面的防漏气盖板3；用于扫描膜元件待检测端面图像和酸碱试纸变色图像的摄像头10以及用于显示及处理图像信息的工控机（包括工控机主机11和工控机显示器12）。固定工位为布有若干个针孔的玻璃桌面8，玻璃桌面8上设有能够与膜元件中心管第二端配合安装的中心孔；酸碱试纸上布有若干个针孔，酸碱试纸上设有能够通过膜元件中心管第二端的中心孔；网状支撑层上设有能够通过膜元件中心管第二端的中心孔；网状支撑层、酸碱试纸自上而下依次敷设在玻璃桌面上；摄像头10安装在玻璃桌面8下方；玻璃桌面8下方还设有用于吸收二氧化碳的碱性溶液池。网状支撑层为1毫米厚的铁丝网6,酸碱试纸为0.5毫米厚的紫色石蕊试纸7。碱性溶液池为氢氧化钠溶液池9。

通气操作前，各部件组装过程如下：将膜原件4竖直设置，膜原件上端面用防漏气盖板3盖住后中心管的上端通过充气接头2连接二氧化碳钢瓶1，将中心管下端依次穿过1毫米厚的铁丝网6、0.5毫米厚的紫色石蕊试纸7以及玻璃桌面的中心孔后安装在玻璃桌面8（膜原件端面图像扫描时，不安装1毫米厚的铁丝网6、0.5毫米厚的紫色石蕊试纸7），中心管下端用充气盲堵5封堵；摄像头10、氢氧化钠溶液池9依次布置在玻璃桌面8下方且与膜原件下端面（待检测端面）在空间上相对应。

实施例2

实施例1中实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪的检测方法，其主要工作步骤如下：

第一步，先直接将膜元件安装在固定工位（即如图所示带针孔玻璃桌面）上，让摄像头扫描其被检测的端面（即下端面）的图像，并传输给工控机。

第二步，然后取下膜元件，在安装工位玻璃桌面上敷设0.5毫米厚的紫色石蕊试纸，在石蕊试纸上敷设1毫米厚的铁丝网，以防止石蕊污染膜元件的端面，再将膜元件装在安装工位上。

第三步，再通过充气接头和膜元件的集水管向膜元件的水袋内充40Kpa的压缩二氧化碳。在二氧化碳泄露的地方，紫色石蕊试纸会变成红色。通过摄像头将石蕊试纸的变色图像，每隔0.1秒采样一帧然后传输给工控机。累积100帧以后，通过工控机内预装的软件将其与第一步扫描的端面图像对比，即可判断出是膜元件端面特定位置渗漏，还是浓水流道布位置漏。这样可判断出是膜元件卷制过程中胶水渗漏或是膜片造成损伤。

第四步，通过软件调用数据库，判断出漏点成因，并给出改进机器和工艺的方向及生产中可能存在的纰漏。可指导工艺人员及时得到准确信息，对工艺及设备进行调整修复，大大了提高了产品合格率，有效的降低了生产成本。

下面选取300支1812-50不良品膜元件为例，分别采用普通方法和本发明中的检测方法，进行检测、修复对比实验，结果见下表：

通过上表中对比可见，本检测方法检测速度更快，效率更高；并且检测的准确度更高，根据检测到的漏点修复率更高；指导了工艺人员调整工艺方向，从而降低了生产不良率，明显提高了后续产品的合格率。

该分析仪投入使用后，生产过程中的参数变化与不良品的特性变化，及两者对应关系的历史数据，得到了有效的积累。方便了工艺人员从中找出规律，指导了工艺人员下一步的调整方向，从而降低了生产不良率；并提高了对不良产品的修复效率及修复率，节约了生产成本。并且本领域技术人员应当理解，以上实施例仅仅是本发明的典型实施例，在不超出或不偏离本发明保护范围的情况下，本发明的技术方案及其实施方式有多种修饰、改进或等价变化，这些均应落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪，其特征在于：包括用于安装膜元件的固定工位、用于与膜元件中心管第一端连接的充气接头以及二氧化碳气源、用于封堵膜元件中心管第二端的充气盲堵、用于放置在膜元件待检测端面的酸碱试纸、用于扫描膜元件待检测端面图像和酸碱试纸变色图像的摄像头以及用于显示及处理图像信息的工控机，所述酸碱试纸为能够与二氧化碳接触变色的试纸；

所述分析仪还包括用于安装在膜元件待检测端面和酸碱试纸试纸之间的网状支撑层；

所述固定工位为布有若干个针孔的玻璃桌面，所述玻璃桌面上设有能够与膜元件中心管第二端配合安装的中心孔；所述酸碱试纸上布有若干个针孔，所述酸碱试纸上设有能够通过膜元件中心管第二端的中心孔；所述网状支撑层上设有能够通过膜元件中心管第二端的中心孔；所述网状支撑层、酸碱试纸自上而下依次敷设在玻璃桌面上；所述摄像头安装在玻璃桌面下方；所述玻璃桌面下方还设有用于吸收二氧化碳的碱性溶液池。

2.根据权利要求1所述的实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪，其特征在于：所述网状支撑层为1毫米厚的铁丝网。

3.根据权利要求1或2所述的实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪，其特征在于：所述分析仪还包括用于安装在膜元件待检测端面所对应的另一端面的防漏气盖板。

4.根据权利要求1或2所述的实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪，其特征在于：所述酸碱试纸为0.5毫米厚的紫色石蕊试纸。

5.应用权利要求1-4任一所述实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，首先将膜元件安装在固定工位上，让摄像头扫描其待检测端面的图像，并传输给工控机；

第二步，然后在膜元件待检测端面安装酸碱试纸，通过膜元件另一端的充气接头和中心管由二氧化碳气源向膜元件内充压缩二氧化碳，所述压缩二氧化碳的压力小于膜原件的正常工作压力；同时通过摄像头定期扫描膜元件待检测端面酸碱试纸的变色图像，并全部传输给工控机；

第三步，最后将第二步扫描的酸碱试纸变色图像与第一步扫描的膜元件端面图像对比，确定膜元件漏点的位置。

6.应用权利要求1-4任一所述实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，首先直接将膜元件安装在固定工位上，让摄像头扫描其待检测端面的图像，并传输给工控机；

第二步，然后取下膜元件，在固定工位上敷设酸碱试纸，在酸碱试纸上敷设网状支撑层，再将膜元件装在固定工位上；

第三步，再通过充气接头和膜元件的中心管向膜元件内充压缩二氧化碳，所述压缩二氧化碳的压力小于膜原件的正常工作压力；通过摄像头将酸碱试纸的变色图像，定期采样一帧然后传输工控机；

第四步，累积多帧以后，将酸碱试纸的变色图像与第一步扫描的膜元件端面图像对比，确定膜元件漏点的位置。

7.根据权利要求5或6所述的实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪的检测方法，其特征在于，所述压缩二氧化碳为40Kpa的压缩二氧化碳。

8.根据权利要求6所述的实现反渗透膜元件不良品漏点检测的分析仪的检测方法，其特征在于，所述第三步中，每隔0.1秒采样一帧然后传输给工控机；所述第四步中，累积100帧以后，将酸碱试纸的变色图像与第一步扫描的膜元件端面图像对比，确定膜元件漏点的位置。