CN106706536A - 一种管网末梢的浊度检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于管网末梢的浊度检测装置，包括：壳体，电机，活塞组件，比色皿，所述比色皿的上部位于壳体内部，所述活塞组件的下部套设在比色皿内；浊度测量部，所述浊度测量部套接比色皿下部的外侧并与壳体固定连接，所述浊度测量部的内部设有LED光源和至少两个光信号检测装置，底盖，所述底盖内设有进水孔道；所述进水孔道的一端与比色皿相连通，另一端通过第一稳压阀与管网管路相连通。本发明的适用于管网末梢的浊度检测装置可以带压采集水样，测量室具有稳压功能，消除了气泡释放的条件，免去了额外的消泡装置；此外采用LED光源，免去了光源更换；带压工作模式直接保证了采样水量明显低于常规设备，大大降低了运行成本。

Description

一种管网末梢的浊度检测装置
技术领域
本发明涉及环境检测装置领域，具体的说，涉及一种管网末梢的浊度检测装置。
背景技术
近年来，随着城镇建设的快速发展和高层建筑数量的不断增多，二次供水的安全稳定特别是水质安全已经成为当前城镇供水安全中的薄弱环节，“水十条”明确要求全力保障水生态环境安全。建立从水源到水龙头全过程监管机制，定期公布饮水安全状况，科学防治地下水污染，确保饮用水安全。出厂水一般都配备了相应的水质在线检测设备，而管网大部分只配备了压力流量等监测仪表，水质监测尚不健全，长远来看，有条件的供水单位应结合自己的供水情况(如出水水质、供水压力、管径、长度、流速等)，建立管网水质(如：余氯、浊度等)模型系统，模拟上述水质项目随时间、空间的变化规律。通过长期的数据积累和大数据分析更好的进行预警和预防，更好的保障饮用水安全。管网水质检测参数主要包括浊度、余氯和PH三项。
其中浊度测量现有方案大多采用消泡装置对水样进行预处理后，在流通池内进行90°散射光测量，以此实现浊度测量。其消泡原理都是基于常压开放状态下，水样在消泡装置中靠重力翻动，气泡会从水面上自然溢出至空气中。对于低浊度的饮用水其检测光源一般采用钨灯，需要定期清洗消泡装置和流通池，光源钨灯作为耗材需要定期更换，为了保证测量的可靠性对采样水量也有要求，而耗材和采样水量都会引起运行成本的增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够带压工作，水量少，光源寿命长，维护量小的浊度测量装置。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明提供一种适用于管网末梢的浊度检测装置，包括：
壳体，所述壳体为中空的柱状体，
电机，所述电机连接在壳体上端，
活塞组件，所述活塞组件设置在所述壳体内部；所述活塞组件与电机相连接；
比色皿，所述比色皿的上部位于壳体内部，所述活塞组件的下部套设在比色皿内；
浊度测量部，所述浊度测量部套接比色皿下部的外侧并与壳体下部密封连接，所述浊度测量部的内部设有LED光源和至少两个光信号检测装置，所述至少两个光信号检测装置分别位于LED光源发出的光束的90°和180°的方向上；
底盖，所述底盖与浊度测量部的下端相连接，所述底盖与比色皿的下端相连接，所述底盖内设有进水孔道；所述进水孔道的一端与比色皿相连通，另一端通过第一稳压阀与进水管网管路相连通。
本发明的有益效果是：所述比色皿内的压力与管网管路内的压力相近，消除了气泡释放的条件，免去了额外的消泡装置；并且稳压阀的设置使得该装置可以带压采集水样，并使测量区域内具有稳压功能，避免因管网管路内的压力变化而对测量设备造成压力波动，损坏设备，影响测量结果；并且由于和管网直接相连，所以水温变化也会小；此外采用LED光源，免去了光源更换；带压工作模式直接保证了采样水量明显低于常规设备，对于量大面广的管网应用而言，大大降低了运行成本；活塞自动清洗比色皿，不仅提高了测量可靠性更减少了维护工作量。
进一步，所述活塞组件包括:
丝杠，所述丝杠的上端与电机输出轴相连接；
活塞，所述活塞与丝杠的下端连接，所述活塞套接在比色皿内并在电机的带动下在比色皿内上下往复运动；所述活塞内部设有出水孔道，所述出水孔道的一端与比色皿相连通另一端通过第二稳压阀与外部管路相连通。
进一步，所述丝杠与活塞通过法兰连接。
进一步，所述活塞的下表面呈倒漏斗状。
采用上述进一步方案的有益效果是：活塞式的装置能够实现设备的自动清洗；使维护更加简单易行。
进一步，所述浊度测量部与壳体的连接处夹设有用于密封的第一密封圈；所述比色皿的下端与底盖连接处夹设有用于密封的第二密封圈；所述活塞的外壁上套接有用于密封的第三密封圈，所述比色皿内形成密封腔体。
采用上述进一步方案的有益效果是：密封的比色皿测量室配合稳压阀的使用，使其具有稳压功能，消除了气泡释放的条件，免去了额外的消泡装置。
进一步，所述活塞上套接有上下并列设置的两个第三密封圈。
采用上述进一步方案的有益效果是：两个第三密封圈的设置使活塞与比色皿之间的密封效果更好。
进一步，所述比色皿的下端所在平面和浊度测量部的所在平面为平行平面。
采用上述进一步方案的有益效果是：减少检测的误差，从而使检测数据更加准确。
进一步，所述进水孔道为曲线形孔道,所述曲线形孔道呈螺旋线状。
采用上述进一步方案的有益效果是：曲线形孔道的设置能够保证水流沿着比色皿内壁切线方向螺旋旋转，起到自清洗的作用。
进一步，所述LED光源为两个LED灯，所述两个LED灯位的光照方向相互垂直，所述信号检测装置为两个并分别与LED灯相对设置并位于LED灯的光照方向上，所述LED灯和光信号检测装置位于同一水平平面上。
采用上述进一步方案的有益效果是：实现光的补偿和预警使测量数据更为准确。
本方案主要针对管网及管网末梢的浊度测量，其浊度值较低，达标时应低于1NTU，所以依据美国EPA180.1标准，光源色温为2200-3000°K，接收光为400nm-700nm,随着LED技术的成熟，能够满足该要求的LED已经成熟，本方案采用led代替标准示例中的钨灯有明显的优势。测量光电探测器位于和光束呈90度方向的比色皿外，主要探测波峰为400-700nm的可见光。180度方向的探测器主要用来做补偿和报警。
其补偿报警原理如下：其中180度光I1＝I0e-K1CL，在L和C很小的条件下，我们可以近似认为180度光代表了光源强度，I1＝k3I0；90度光近似I2＝KCI0。由此I2/I1近似等于k/K3C,在小浊度范围内消除了光源变化带来的误差。
其中，C为浊度值，K，K3为系数；I0为光源强度；I1为180度方向光强；I2为90度方向光强。
基于上述原理，当变化值在合理范围内时，180度光I1为90度光I2提供补偿，从而使计算小范围的浊度值更为准确；而当其变化值超出合理范围时，则发出报警，提示使用者进行设备的检测、维修。
进一步，所述壳体上设有活塞上限位开关和活塞下限位开关，所述活塞上设有定位杆，所述活塞上限位开关和活塞下限位开关及电机均与控制器电连接，所述活塞上限位开关和活塞下限位开关感应其与定位杆之间的位置关系并传递至控制，当定位杆达到活塞上限位开关或活塞下限位开关的位置时，控制器控制电机停止转动。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过活塞上限位开关和活塞下限位开关和活塞上的定位杆从而更好的限制活塞的运动区间。
进一步，所述电机为步进电机。
进一步，所述电机上方设有顶盖，所述顶盖与壳体相连接形成中空腔体，所述电机位于所述中空腔体中。
采用上述进一步方案的有益效果是：顶盖的设置能够更好的保护电机。
附图说明
图1为本发明的适用于管网末梢的浊度检测装置的结构示意图；
图2为本发明的适用于管网末梢的浊度检测装置的一种浊度测量部的横剖面结构示意图；
图3为本发明的适用于管网末梢的浊度检测装置的一种浊度测量部的横剖面结构示意图；
图4为本发明的适用于管网末梢的浊度检测装置的一种浊度测量部的横剖面结构示意图；
图5为本发明的适用于管网末梢的浊度检测装置的底盖和进水孔道的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图1和图2所示本发明提供一种适用于管网末梢的浊度检测装置，包括：
壳体4，所述壳体4为中空的柱状体，
电机2，所述电机2连接在壳体4上端，
活塞组件，所述活塞组件设置在所述壳体4内部；所述活塞组件与电机2相连接；
比色皿5，所述比色皿5的上部位于壳体4内部，所述活塞组件的下部套设在比色皿5内；
浊度测量部6，所述浊度测量部6套接比色皿5下部的外侧并与壳体4下部密封连接，所述浊度测量部6的内部设有LED光源11和两个光信号检测装置12，所述两个光信号检测装置12分别位于LED光源发出的光束的90°和180°的方向上；
底盖7，所述底盖7与浊度测量部6的下端相连接，所述底盖7与比色皿5的下端相连接，所述底盖7内设有进水孔道；所述进水孔道的一端与比色皿5相连通，另一端通过第一稳压阀71与进水管网管路相连通。所述比色皿内的压力与管网管路内的压力相近，消除了气泡释放的条件，免去了额外的消泡装置；并且稳压阀的设置使得该装置可以带压采集水样，并使测量区域内具有稳压功能，避免因管网管路内的压力变化而对测量设备造成压力波动，损坏设备，影响测量结果；并且由于和管网直接相连，所以水温变化也会小；此外采用LED光源，免去了光源更换；带压工作模式直接保证了采样水量明显低于常规设备，对于量大面广的管网应用而言，大大降低了运行成本。
作为本实施例的进一步方案，所述活塞组件包括:丝杠8，所述丝杠8的上端与电机2输出轴相连接或丝杠8与为输出轴的延长部分电机2的输出轴一体成型；活塞3，所述活塞3与丝杠8的下端通过通过法兰连接，所述活塞3套接在比色皿5内并在电机2的带动下在比色皿5内上下往复运动；所述活塞3内部设有出水孔道，所述出水孔道的一端与比色皿5相连通另一端通过第二稳压阀31与外部管路相连通。所述活塞3的下表面呈倒漏斗状。活塞式的装置能够实现设备的自动清洗；使维护更加简单易行。
作为本实施例的进一步方案，所述浊度测量部6与壳体4的连接处夹设有用于密封的第一密封圈21；所述比色皿5的下端与底盖7的连接处夹设有用于密封的第二密封圈22；所述活塞3的外壁上套接有用于密封的第三密封圈23，所述比色皿5内形成密封腔体。密封的比色皿测量室配合稳压阀的使用，使其具有稳压功能，消除了气泡释放的条件，免去了额外的消泡装置。
作为本实施例的进一步方案，所述活塞3上套接有上下并列设置的两个第三密封圈23。两个第三密封圈23的设置使活塞与比色皿之间的密封效果更好。
作为本实施例的进一步方案，所述比色皿的下端所在平面和浊度测量部的所在平面为平行平面，所述两个平面的高度差小于等于第二密封圈的厚度。这一设置方式能够减少检测的误差，从而使检测数据更加准确。
作为本实施例的进一步方案，如图5所示，所述进水孔道为曲线形孔道,所述曲线形孔道呈螺旋线状。曲线形孔道的设置能够保证水流沿着比色皿内壁切线方向螺旋旋转，起到自清洗的作用。水流闯过瓶盖中的螺旋状的孔道，在其进入比色皿时，对比色皿的内壁有着轴向和切向两个方向的剪切力，从而使比色皿的内壁能够得到更好的清洗。
作为本实施例的进一步方案，所述壳体4上设有活塞上限位开关9和活塞下限位开关10，所述活塞3上设有定位杆，所述活塞上限位开关和活塞下限位开关及电机均与控制器电连接，所述活塞上限位开关和活塞下限位开关感应其与定位杆之间的位置关系并传递至控制，当定位杆达到活塞上限位开关或活塞下限位开关的位置时，控制器控制电机停止转动。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过活塞上限位开关9和活塞下限位开关10和活塞上的定位杆从而更好的限制活塞的运动区间。
作为本实施例的进一步方案，所述电机2为步进电机；所述电机2上方设有顶盖1，所述顶盖1与壳体4相连接形成中空腔体，所述电机2位于所述中空腔体中。顶盖的设置能够更好的保护电机。
实施例2
如图1和图3所示，本发明提供一种适用于管网末梢的浊度检测装置，包括：
壳体4，所述壳体4为中空的柱状体，
电机2，所述电机2连接在壳体4上方，
活塞组件，所述活塞组件设置在所述壳体4内部；所述活塞组件与电机2相连接；
比色皿5，所述比色皿5的上部位于壳体4内部，所述活塞组件的下部套设在比色皿5内；
浊度测量部6，所述浊度测量部6套接比色皿5下部的外侧并与壳体4固定连接，所述浊度测量部6的内部设有LED光源11和两个光信号检测装置12，所述LED光源两个LED灯，所述两个LED灯位的光照方向相互垂直，所述两个信号检测装置分别与LED灯相对设置，所述LED灯和光信号检测装置位于同一水平平面上；
底盖7，所述底盖7与浊度测量部6的下端相连接，所述底盖7与比色皿5的下端相连接，所述底盖7内设有进水孔道；所述进水孔道的一端与比色皿5相连通，另一端通过第一稳压阀71与进水管网管路相连通。所述比色皿内的压力与管网管路内的压力相近，消除了气泡释放的条件，免去了额外的消泡装置；并且稳压阀的设置使得该装置可以带压采集水样，并使测量区域内具有稳压功能，避免因管网管路内的压力变化而对测量设备造成压力波动，损坏设备，影响测量结果；并且由于和管网直接相连，所以水温变化也会小；此外采用LED光源，免去了光源更换；带压工作模式直接保证了采样水量明显低于常规设备，对于量大面广的管网应用而言，大大降低了运行成本。
作为本实施例的进一步方案，所述活塞组件包括:丝杠8，所述丝杠8的上端与电机2输出轴相连接或丝杠8与为输出轴的延长部分电机2的输出轴一体成型；活塞3，所述活塞3与丝杠8的下端通过通过法兰连接，所述活塞3套接在比色皿5内并在电机2的带动下在比色皿5内上下往复运动；所述活塞3内部设有出水孔道，所述出水孔道的一端与比色皿5相连通另一端通过第二稳压阀31与外部管路相连通。所述活塞3的下表面呈倒漏斗状。活塞式的装置能够实现设备的自动清洗；使维护更加简单易行。
作为本实施例的进一步方案，所述浊度测量部6与壳体4的连接处夹设有用于密封的第一密封圈21；所述比色皿5的下端与底盖7的连接处夹设有用于密封的第二密封圈22；所述活塞3的外壁上套接有用于密封的第三密封圈23，所述比色皿5内形成密封腔体。密封的比色皿测量室配合稳压阀的使用，使其具有稳压功能，消除了气泡释放的条件，免去了额外的消泡装置。
作为本实施例的进一步方案，所述活塞3上套接有上下并列设置的两个第三密封圈23。两个第三密封圈23的设置使活塞与比色皿之间的密封效果更好。
作为本实施例的进一步方案，所述比色皿的下端所在平面和浊度测量部的所在平面为平行平面，所述两个平面的高度差小于等于第二密封圈的厚度。这一设置方式能够减少检测的误差，从而使检测数据更加准确。
作为本实施例的进一步方案，如图5所示，所述进水孔道为曲线形孔道,所述曲线形孔道呈螺旋线状。曲线形孔道的设置能够保证水流沿着比色皿内壁切线方向螺旋旋转，起到自清洗的作用。水流闯过瓶盖中的螺旋状的孔道，在其进入比色皿时，对比色皿的内壁有着轴向和切向两个方向的剪切力，从而使比色皿的内壁能够得到更好的清洗。
作为本实施例的进一步方案，所述壳体4上设有活塞上限位开关9和活塞下限位开关10，所述活塞3上设有定位杆，所述活塞上限位开关和活塞下限位开关及电机均与控制器电连接，所述活塞上限位开关和活塞下限位开关感应其与定位杆之间的位置关系并传递至控制，当定位杆达到活塞上限位开关或活塞下限位开关的位置时，控制器控制电机停止转动。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过活塞上限位开关9和活塞下限位开关10和活塞上的定位杆从而更好的限制活塞的运动区间。
作为本实施例的进一步方案，所述电机2为步进电机；所述电机2上方设有顶盖1，所述顶盖1与壳体4相连接形成中空腔体，所述电机2位于所述中空腔体中。顶盖的设置能够更好的保护电机。
实施例3
如图1和图4所示，本发明提供一种适用于管网末梢的浊度检测装置，包括：
壳体4，所述壳体4为中空的柱状体，
电机2，所述电机2连接在壳体4上方，
活塞组件，所述活塞组件设置在所述壳体4内部；所述活塞组件与电机2相连接；
比色皿5，所述比色皿5的上部位于壳体4内部，所述活塞组件的下部套设在比色皿5内；
浊度测量部6，所述浊度测量部6套接比色皿5下部的外侧并与壳体4固定连接，所述浊度测量部6的内部设有LED光源11和三个光信号检测装置12，所述三个光信号检测装置12中的两个位于LED光源发出的光束的90°方向上和一个位于LED光源发出的光束的180°的方向上；
底盖7，所述底盖7与浊度测量部6的下端相连接，所述底盖7与比色皿5的下端相连接，所述底盖7内设有进水孔道；所述进水孔道的一端与比色皿5相连通，另一端通过第一稳压阀71与进水管网管路相连通。所述比色皿内的压力与管网管路内的压力相近，消除了气泡释放的条件，免去了额外的消泡装置；并且稳压阀的设置使得该装置可以带压采集水样，并使测量区域内具有稳压功能，避免因管网管路内的压力变化而对测量设备造成压力波动，损坏设备，影响测量结果；并且由于和管网直接相连，所以水温变化也会小；此外采用LED光源，免去了光源更换；带压工作模式直接保证了采样水量明显低于常规设备，对于量大面广的管网应用而言，大大降低了运行成本。
作为本实施例的进一步方案，所述活塞组件包括:丝杠8，所述丝杠8的上端与电机2输出轴相连接或丝杠8与为输出轴的延长部分电机2的输出轴一体成型；活塞3，所述活塞3与丝杠8的下端通过通过法兰连接，所述活塞3套接在比色皿5内并在电机2的带动下在比色皿5内上下往复运动；所述活塞3内部设有出水孔道，所述出水孔道的一端与比色皿5相连通另一端通过第二稳压阀31与外部管路相连通。所述活塞3的下表面呈倒漏斗状。活塞式的装置能够实现设备的自动清洗；使维护更加简单易行。
作为本实施例的进一步方案，所述浊度测量部6与壳体4的连接处夹设有用于密封的第一密封圈21；所述比色皿5的下端与底盖7的连接处夹设有用于密封的第二密封圈22；所述活塞3的外壁上套接有用于密封的第三密封圈23，所述比色皿5内形成密封腔体。密封的比色皿测量室配合稳压阀的使用，使其具有稳压功能，消除了气泡释放的条件，免去了额外的消泡装置。
作为本实施例的进一步方案，所述活塞3上套接有上下并列设置的两个第三密封圈23。两个第三密封圈23的设置使活塞与比色皿之间的密封效果更好。
作为本实施例的进一步方案，所述比色皿的下端所在平面和浊度测量部的所在平面为平行平面，所述两个平面的高度差小于等于第二密封圈的厚度。这一设置方式能够减少检测的误差，从而使检测数据更加准确。
作为本实施例的进一步方案，如图5所示，所述进水孔道为曲线形孔道,所述曲线形孔道呈螺旋线状。曲线形孔道的设置能够保证水流沿着比色皿内壁切线方向螺旋旋转，起到自清洗的作用。水流闯过瓶盖中的螺旋状的孔道，在其进入比色皿时，对比色皿的内壁有着轴向和切向两个方向的剪切力，从而使比色皿的内壁能够得到更好的清洗。
作为本实施例的进一步方案，所述壳体4上设有活塞上限位开关9和活塞下限位开关10，所述活塞3上设有定位杆，所述活塞上限位开关和活塞下限位开关及电机均与控制器电连接，所述活塞上限位开关和活塞下限位开关感应其与定位杆之间的位置关系并传递至控制，当定位杆达到活塞上限位开关或活塞下限位开关的位置时，控制器控制电机停止转动。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过活塞上限位开关9和活塞下限位开关10和活塞上的定位杆从而更好的限制活塞的运动区间。
作为本实施例的进一步方案，所述电机2为步进电机；所述电机2上方设有顶盖1，所述顶盖1与壳体4相连接形成中空腔体，所述电机2位于所述中空腔体中。顶盖的设置能够更好的保护电机。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于管网末梢的浊度检测装置，其特征在于，包括：
壳体(4)，所述壳体(4)为中空的柱状体，
电机(2)，所述电机(2)连接在壳体(4)上端，
活塞组件，所述活塞组件设置在所述壳体(4)内部；所述活塞组件与电机(2)相连接；
比色皿(5)，所述比色皿(5)的上部位于壳体(4)内部，所述活塞组件的下部套设在比色皿(5)内；
浊度测量部(6)，所述浊度测量部(6)套接比色皿(5)下部的外侧并与壳体(4)下部密封连接，所述浊度测量部(6)的内部设有LED光源(11)和至少两个光信号检测装置(12)，所述至少两个光信号检测装置(12)分别位于LED光源发出的光束的90°和180°的方向上；
底盖(7)，所述底盖(7)与浊度测量部(6)的下端相连接，所述底盖(7)与比色皿(5)的下端相连接，所述底盖(7)内设有进水孔道；所述进水孔道的一端与比色皿(5)相连通，另一端通过第一稳压阀(71)与进水管网管路相连通。
2.根据权利要求1所述的适用于管网末梢的浊度检测装置，其特征在于，所述活塞组件包括:
丝杠(8)，所述丝杠(8)的上端与电机(2)输出轴相连接；
活塞(3)，所述活塞(3)与丝杠(8)的下端连接，所述活塞(3)套接在比色皿(5)内并在电机(2)的带动下在比色皿(5)内上下往复运动；所述活塞(3)内部设有出水孔道，所述出水孔道的一端与比色皿(5)相连通另一端通过第二稳压阀(31)与外部管路相连通。
3.根据权利要求2所述的适用于管网末梢的浊度检测装置，其特征在于，所述活塞(3)的下表面呈倒漏斗状。
4.根据权利要求2所述的适用于管网末梢的浊度检测装置，其特征在于，所述浊度测量部(6)与壳体(4)的连接处夹设有用于密封的第一密封圈(21)；所述比色皿(5)的下端与底盖(7)的连接处夹设有用于密封的第二密封圈(22)；所述活塞(3)的外壁上套接有用于密封的第三密封圈(23)，所述比色皿(5)内形成密封腔体。
5.根据权利要求4所述的适用于管网末梢的浊度检测装置，其特征在于，所述活塞(3)上套接有上下并列设置的两个第三密封圈(23)。
6.根据权利要求4所述的适用于管网末梢的浊度检测装置，其特征在于，所述比色皿(5)的下端所在平面和浊度测量部(6)的所在平面为平行平面。
7.根据权利要求1所述的适用于管网末梢的浊度检测装置，其特征在于，所述进水孔道为曲线形孔道。
8.根据权利要求1所述的适用于管网末梢的浊度检测装置，其特征在于，所述LED光源为两个LED灯，所述两个LED灯位的光照方向相互垂直，所述信号检测装置为两个并分别与LED灯相对设置，所述LED灯和光信号检测装置位于同一水平平面上。
9.根据权利要求2所述的适用于管网末梢的浊度检测装置，其特征在于，所述壳体(4)上设有活塞上限位开关(9)和活塞下限位开关(10)，所述活塞(3)上设有定位杆。
10.根据权利要求1-9任一所述的适用于管网末梢的浊度检测装置，其特征在于，所述电机(2)上方设有顶盖(1)，所述顶盖(1)与壳体(4)相连接形成中空腔体，所述电机(2)位于所述中空腔体中。
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