CN106706541A - 分散剂浓度检测装置 - Google Patents

Abstract

一种分散剂浓度检测装置，包含进水管、反应槽、红外线发射器、红外线接收器及处理器。利用检测通过该反应槽内的混合液的红外线信号强度而获得分散剂浓度，以克服人工检测无法实时取得分散剂浓度的问题。

Description

分散剂浓度检测装置

技术领域

本发明涉及一种浓度检测装置，特别是关于一种用于检测循环冷却水系统的浓度异常与否的分散剂浓度检测装置。

背景技术

一般循环冷却水系统或使用逆渗透、超过滤膜的废水处理系统，因水系统中含有的金属离子，例如钙、镁等，以及无机性离子，例如碳酸根与硫酸根离子等，当水系统因浓缩效应的缘故，而使得阴、阳离子的结合产生结垢的现象，所生成的积垢会沉积于热交换管的表面，进而导致热交换效率降低，以及破坏薄膜系统的空隙结构而降低产水率。

现行的阻垢方式包括物理及化学方法，其中最为经济可行的方式，在于利用化学品的药剂添加，通过化学品所提供的离子分散及晶格畸变的能力，除了降低钙垢形成的机率外，还可驱使碳酸钙垢型态转换为容易随着液体流动的型态(vaterite或arrogate)，避免沉积于水管表面及薄膜孔洞中，其中此类结垢抑制的化学品以高分子聚合物与有机磷酸盐为最大宗。

在所使用的循环冷却水系统的化学品中，几乎所有化学品均有高分子分散剂作为钙、镁垢的抑制剂，而且该水系统中的分散剂须控制于一定的浓度区间内，以避免对该水系统造成负面的影响。现行确认水系统稳定性的方式为每周一次的分析频率进行水质、化学品的状况追踪，然而以人工每周追踪一次的方式无法实时反应化学品在水系统中的浓度，因此当浓度异常的状况发生时，水务人员无法立即进行相应的处理。另外，由于化学品的检测技术层次较高，化学品的的检测设备仅国际性水处理商可提供，即一般水处理商难以自行建立该化学品的检测装置。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种分散剂浓度检测装置，利用检测通过混合液的红外线信号强度而获得水系统的液体中的分散剂浓度，以克服人工检测的方式所造成的水务人员无法立即进行处理的问题。

本发明的另一目的在于提供一种分散剂浓度监测方法，利用检测通过混合液的红外线信号强度而获得水系统的液体中的分散剂浓度，以克服一般水处理商难以自行建立该化学品的检测装置的问题。

为达上述目的，本发明提供一种分散剂浓度检测装置，包含进水管、反应槽、红外线发射器、红外线接收器及处理器；该进水管用以导入液体，其中该液体含有分散剂；该反应槽连通该进水管，用以供该液体及乳化剂进行乳化反应而成为混合液；该红外线发射器设置在该反应槽中，用以对该混合液发射红外线信号；该红外线接收器设置在该反应槽中，用以接收通过该混合液的红外线信号；该处理器电性连接该红外线接收器，并分析该红外线接收器接收的红外线信号，以获得该混合液中的分散剂浓度。

在本发明的一个实施例中，该分散剂浓度检测装置还包含药剂桶及泵，其中该药剂桶用以盛装该乳化剂，该泵连通于该药剂桶及该反应槽之间。

在本发明的一个实施例中，该药剂桶包含桶体及隔热件，该隔热件包覆在该桶体外，用以维持该桶体内的温度。

在本发明的一个实施例中，该分散剂为高分子聚合物或有机磷酸盐，且该乳化剂包含界面活性剂、金属离子螯合剂、非氧化型杀菌剂及具酸碱缓冲功能的化学品。

在本发明的一个实施例中，该红外线信号的波长为880纳米。

在本发明的一个实施例中，该分散剂浓度检测装置还包含第一电磁阀、第二电磁阀、制水阀及出水管，其中该第一电磁阀及制水阀设置在该进水管及该反应槽之间，该第二电磁阀设置在该出水管及该反应槽之间。

在本发明的一个实施例中，该分散剂浓度检测装置还包含过滤器，设置在该进水管上，用以过滤该液体中的杂质。

为达上述目的，本发明提供一种分散剂浓度监测方法，包含导入步骤、反应步骤及分析步骤。该导入步骤为将液体导入反应槽，其中该液体含有分散剂；该反应步骤为将乳化剂导入该反应槽，使该液体及该乳化剂进行乳化反应而成为混合液；该分析步骤为利用红外线发射器对该混合液发射红外线信号，再利用红外线接收器接收通过该混合液的红外线信号，以处理器分析该红外线接收器接收的红外线信号，而获得该混合液中的分散剂浓度。

在本发明的一个实施例中，该分散剂浓度监测方法还包含在该反应步骤之前的前置步骤，利用该红外线发射器对该液体发射该红外线信号，再利用该红外线接收器接收通过该液体的红外线信号，以该处理器分析该红外线接收器接收的红外线信号。

在本发明的一个实施例中，在该导入步骤中，该液体导入该反应槽维持10分钟以上，使该反应槽内的液体自溢流管流出，且在该反应步骤中，该乳化剂导入该反应槽后静置20分钟以上。

如上所述，利用该反应槽导入该水系统的液体及乳化剂，并通过该液体中的分散剂的乳化反应，检测通过该混合液的红外线信号强度，进而获得该液体中的分散剂浓度，以克服人工检测的方式所造成的水务人员无法立即进行处理以及一般水处理商难以自行建立该化学品的检测装置的问题。

附图说明

图1是说明本发明的分散剂浓度检测装置的一个优选实施例的结构示意图；

图2是说明本发明的分散剂浓度检测装置的一个优选实施例的红外线强度及分散剂浓度的关系表；及

图3是说明本发明的分散剂浓度监测方法的一个优选实施例的流程图。

实施方式

为了让本发明的上述及其它目的、特征、优点能更明显易懂，下文将特举本发明优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。再者，本发明所提到的方向用语，例如上、下、顶、底、前、后、左、右、内、外、侧面、周围、中央、水平、横向、垂直、纵向、轴向、径向、最上层或最下层等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

请参照图1所示，本发明的分散剂浓度检测装置的一个优选实施例，该分散剂浓度检测装置100设置在柜体101中，且连接于水系统的管道中，用以检测该水系统的液体的分散剂浓度，其中该水系统可为循环冷却水系统或使用逆渗透、超过滤膜的废水处理系统。该分散剂浓度检测装置100包含进水管21、出水管22、反应槽3、红外线发射器41、红外线接收器42、处理器5、药剂桶6、泵7、第一电磁阀81、第二电磁阀82、制水阀83及过滤器9。本发明将于下文详细说明各组件的详细构造、组装关系及其运作原理。

继续参照图1所示，该进水管21连接于该水系统，且用以导入该水系统的液体至该反应槽3中，其中该水系统的液体含有分散剂；另外，该出水管22连接于该反应槽3，用以将检测完毕的液体自该反应槽3排出。在本实施例中，该第一电磁阀81设置在该进水管21及该反应槽3之间，用以控制该液体是否导入该反应槽3中；该第二电磁阀82设置在该出水管22及该反应槽3之间，用以控制该液体是否自该反应槽3排除；另外，该制水阀83也设置在该进水管21及该反应槽3之间，用以调节该液体导入该反应槽3中的流量。

继续参照图1所示，该反应槽3连通该进水管21，该反应槽3连可导入该液体及乳化剂，该液体及乳化剂于该反应槽3中进行乳化反应而成为混合液。在本实施例中，该反应槽3具有溢流管31，当该反应槽3内的液体达到预定水位时，超过该预定水位的液体即由该溢流管31排出。

继续参照图1所示，该红外线发射器41设置在该反应槽3中，用以对该混合液发射红外线信号。在本实施例中，该红外线发射器41为发光二极管(Light Emitting Diode， LED)的发射光源，该红外线信号的波长为880纳米。

继续参照图1所示，该红外线接收器42设置在该反应槽3中，且与该红外线发射器41相面对，该红外线接收器42系用以接收通过该混合液的红外线信号。在本实施例中，该红外线接收器42具有温度补偿功能，可自动回馈受温度效应所造成动影响，而且另具有刷头43，该刷头43用以刷洗该红外线接收器42的侦测头，且能够定时清洗粘附于该红外线接收器42的侦测头上的悬浮微粒。

继续参照图1所示，该处理器5电性连接该红外线发射器41及红外线接收器42，并用以分析该红外线接收器42接收的红外线信号，以获得该混合液中的分散剂浓度。在本实施例中，该处理器5具有界面控制器((Peripheral Interface Controller，PCI)的控制面板51及红外线信号显示面板52，该控制面板51用以控制上述各组件的作动，该红外线信号显示面板52则用以显示该红外线信号的强度数值。

继续参照图1所示，该药剂桶6用以盛装该乳化剂，且该药剂桶6包含桶体61及隔热件62，其中该隔热件62包覆在该桶体61外，用以维持该桶体61内的温度。在本实施例中，该隔热件62为玻璃纤维、石棉、岩棉或硅酸盐等材料制成的包覆垫。另外，该泵7连通于该药剂桶6的桶体61及该反应槽3之间，该泵7用以将该药剂桶6的桶体61内的乳化剂抽送至该反应槽3中。在本实施例中，该分散剂可为高分子聚合物或有机磷酸盐，且该乳化剂包含界面活性剂、金属离子螯合剂、非氧化型杀菌剂及具酸碱缓冲功能的化学品。

继续参照图1所示，该过滤器9设置在该进水管21上，用以过滤该液体中的杂质。在本实施例中，该过滤器9分别装配1微米及5微米网眼孔径的滤网，用以过滤该水系统的液体中的悬浮微粒。

依据上述的结构，首先，开通该第一电磁阀81及关闭该第二电磁阀82，使该水系统的液体持续导入该反应槽3；接着，关闭该第一电磁阀81及第二电磁阀82，使该反应槽3内的液体停止导入及排除，并利用该红外线发射器41对该液体发射该红外线信号，再利用该红外线接收器42接收通过该液体的红外线信号，以供该处理器5分析而获得该液体在乳化反应之前的红外线信号；再利用该泵7将该药剂桶6的乳化剂抽送至该反应槽3中，使该液体及该乳化剂进行乳化反应而成为混合液；最后，利用该红外线发射器41对该混合液发射红外线信号，再利用该红外线接收器42接收通过该混合液的红外线信号，使该处理器5通过获取该混合液的红外线信号的数值并扣除该液体在乳化反应之前的红外线信号的数值，进而获得对应于该液体的分散剂乳化程度的红外线信号强度(如图2所示)；又由于该液体中的分散剂浓度(如左向箭头所示)与红外线信号强度(如左向箭头所示)的连动性高而具有比例关系，即，本发明以该红外线信号强度进行该比例关系的运算，运算得出该混合液中的分散剂浓度。

通过上述的设计，本发明的分散剂浓度检测装置100利用该反应槽3导入该水系统的液体并加入该乳化剂，使该液体中的分散剂产生乳化反应，同时通过该处理器5的控制面板51控制该液体的进水量、乳化剂的添加量及反应时间，以检测通过该混合液的红外线信号强度，而能够分析该液体中的分散剂浓度，进而克服如现有技术以人工检测的方式所造成的水务人员无法立即进行处理，以及一般水处理商难以自行建立该化学品的检测装置的问题。

参阅图3并配合图1所示，本发明的分散剂浓度监测方法的一个优选实施例，通过上述实施例的分散剂浓度检测装置100对该水系统中的液体进行分散剂浓度的检测，其中该液体内含有分散剂。该分散剂浓度监测方法包含步骤：导入步骤S201、前置步骤S202、反应步骤S203及分析步骤S204。本发明将于下文对各步骤详细说明。

继续参阅图3所示，在该导入步骤S201中，开通在进水管21及反应槽3之间的第一电磁阀81，及关闭在出水管22及该反应槽3之间的第二电磁阀82，使该水系统的液体持续导入该反应槽3。在本实施例中，该液体导入该反应槽3的时间维持10分钟以上，使该反应槽3内的液体超过该反应槽3的预定水位，并持续由该溢流管31排出，以保持该水系统的液体为活水的状态。

继续参阅图3所示，在该前置步骤S202中，关闭该第一电磁阀81及第二电磁阀82，使该反应槽3内的液体停止导入及排除，并利用红外线发射器41对该液体发射红外线信号(如图1虚线箭头所示)，再利用红外线接收器42接收通过该液体的红外线信号，以供处理器5分析该红外线接收器接收的红外线信号，而设立该液体在乳化反应之前的背景资料。

继续参阅图3所示，在该反应步骤S203中，利用泵7将药剂桶6的乳化剂抽送至该反应槽3中，使该液体及该乳化剂进行乳化反应而成为混合液。在本实施例中，该乳化剂导入该反应槽3后，该反应槽3即静置20分钟以上，使该混合液呈稳定状态，其中该液体及该乳化剂的体积比为33.3：1。

继续参阅图3所示，在该分析步骤S204中，利用该红外线发射器41对该混合液发射红外线信号，再利用该红外线接收器42接收通过该混合液的红外线信号，以该处理器5分析该红外线接收器接收的红外线信号，通过获取该红外线信号的数值并扣除该背景资料的数值，进而获得该混合液中的分散剂浓度；最后，开通该第二电磁阀82，使该混合液由该出水管22排出。要说明的是，本实施例执行一次水系统的液体的分散剂浓度分析时间约为40分钟，即一天内可取得36次该分散剂浓度的资料。

如上所述，利用该反应槽3导入该水系统的液体并加入该乳化剂，使该液体中的分散剂产生乳化反应，同时通过该处理器5的控制面板51控制该液体的进水量、乳化剂的添加量及反应时间，以检测通过该混合液的红外线信号强度，而能够分析该液体中的分散剂浓度，进而克服如现有技术以人工检测的方式所造成的水务人员无法立即进行处理，以及一般水处理商难以自行建立该化学品的检测装置的问题。

虽然本发明已以优选实施例揭露，然其并非用以限制本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与修饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定者为准。

符号说明

100 分散剂浓度检测装置

101 柜体

21 进水管

22 出水管

3 反应槽

31 溢流管

41 红外线发射器

42 红外线接收器

43 刷头

5 处理器

51 控制面板

52 显示面板

6 药剂桶

61 桶体

62 隔热件

7 泵

81 第一电磁阀

82 第二电磁阀

83 制水阀

9 过滤器

S201 导入步骤

S202 前置步骤

S203 反应步骤

S204 分析步骤。

Claims (10)

1. 一种分散剂浓度检测装置，包含：

进水管，用以导入液体，其中该液体含有分散剂；

反应槽，连通该进水管，用以供该液体及乳化剂进行乳化反应而成为混合液；

红外线发射器，设置在该反应槽中，用以对该混合液发射红外线信号；

红外线接收器，设置在该反应槽中，用以接收通过该混合液的红外线信号；及

处理器，电性连接该红外线接收器，并分析该红外线接收器接收的红外线信号，以获得该混合液中的分散剂浓度。

2. 根据权利要求1所述的分散剂浓度检测装置，还包含药剂桶及泵，其中该药剂桶用以盛装该乳化剂，该泵连通于该药剂桶及该反应槽之间。

3. 根据权利要求2所述的分散剂浓度检测装置，其中该药剂桶包含桶体及隔热件，该隔热件包覆在该桶体外，用以维持该桶体内的温度。

4. 根据权利要求2所述的分散剂浓度检测装置，其中该分散剂为高分子聚合物或有机磷酸盐，且该乳化剂包含界面活性剂、金属离子螯合剂、非氧化型杀菌剂及具酸碱缓冲功能的化学品。

5. 根据权利要求1所述的分散剂浓度检测装置，其中该红外线信号的波长为880纳米。

6. 根据权利要求1所述的分散剂浓度检测装置，还包含第一电磁阀、第二电磁阀、制水阀及出水管，其中该第一电磁阀及制水阀设置在该进水管及该反应槽之间，该第二电磁阀设置在该出水管及该反应槽之间。

7. 根据权利要求1所述的分散剂浓度检测装置，还包含过滤器，设置在该进水管上，用以过滤该液体中的杂质。

8. 一种分散剂浓度监测方法，包含步骤：

导入步骤，将液体导入反应槽，其中该液体含有分散剂；

反应步骤，将乳化剂导入该反应槽，使该液体及该乳化剂进行乳化反应而成为混合液；及

分析步骤，利用红外线发射器对该混合液发射红外线信号，再利用红外线接收器接收通过该混合液的红外线信号，以处理器分析该红外线接收器接收的红外线信号，而获得该混合液中的分散剂浓度。

9. 根据权利要求8所述的分散剂浓度监测方法，还包含在该反应步骤之前的前置步骤，利用该红外线发射器对该液体发射该红外线信号，再利用该红外线接收器接收通过该液体的红外线信号，以该处理器分析该红外线接收器接收的红外线信号。

10. 根据权利要求8所述的分散剂浓度监测方法，其中在该导入步骤中，该液体导入该反应槽维持10分钟以上，使该反应槽内的液体自溢流管流出，且在该反应步骤中，该乳化剂导入该反应槽后静置20分钟以上。