CN107064223A - 一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统及方法，包括测量装置和校准装置；所述测量装置为在管道上设置的待校准溶解氧分析仪；所述校准装置包括在管道上首尾连接的氧化还原树脂除氧器、法拉第电解装置、待校准溶解氧分析仪、低氧水桶、循环泵；以及测量方法和校准方法。本发明的有益效果：设计理论可靠，方法简单，设计新颖，可以在测量模式与校准模式自由切换，在线智能校准避免了微量溶解氧分析仪氧电极的取出，并且随时查看、下载校准数据；采用现场样水作为校准进水，避免了溶解氧电极被水样交叉污染而导致的测量误差。

Description

一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统及方法

技术领域

本发明涉及一种检测和校准系统，尤其涉及的是一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统及方法。

背景技术

水中的微量溶解氧超标是造成电厂锅炉腐蚀的主要原因。水中微量溶解氧的准确监测，对防止锅炉或其他设备的腐蚀，保证其安全运行具有重要意义，是安全生产的重要保障。传统的人工目视比色法已经被新兴的微量溶解氧分析仪所取代，但是微量溶解氧分析仪在使用过程中，需要定期校准以保证其测量的准确性。目前，常见的校准方法主要包括化学法校准、空气校准以及空气饱和水校准等方法。其中空气饱和水校准法对设备要较高且操作繁琐，化学校准法虽然精度高，但是需要大量的试剂。空气校准最为简单，但是空气校准的数值范围与监测的微量溶解氧相差太大，而且校准时需要将电极取出，多次取出势必对电极与测量池密闭性产生影响。目前虽然有相关技术人员已经研制出基于法拉第电解定律的微量溶解氧产生装置，但是只能定期送检。当溶解氧分析仪出现异常时，无法及时对溶解氧分析仪进行校准。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统及方法，能够使得微量溶解氧分析实现智能、实时、准确的在线测量与校准。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本发明包括测量装置和校准装置；所述测量装置包括包括测量装置和校准装置；所述测量装置为在管道上设置的待校准溶解氧分析仪；所述校准装置包括在管道上首尾连接的氧化还原树脂除氧器、法拉第电解装置、待校准溶解氧分析仪、低氧水桶、循环泵。

优选的，还包括若干电磁阀和流量控制装置；所述测量装置包括在管道上依次连接测量第一电磁阀、测量流量控制装置、测量第三电磁阀、测量第四电磁阀、待校准溶解氧分析仪、排水电磁阀；所述校准装置包括在管道上依次连接的校准第一电磁阀、氧化还原树脂除氧器、校准流量控制装置、法拉第电解装置、待校准溶解氧分析仪、循环第一电磁阀、低氧水桶、循环泵、循环第二电磁阀，且循环第二电磁阀另一端连接氧化还原树脂除氧器；所述样水进水电磁阀一分两路分别连接测量第一电磁阀和校准第一电磁阀。

优选的，所述测量流量控制装置为测量第二电磁阀和电子流量计，测量第二电磁阀一端连接测量第一电磁阀，一端连接电子流量计，电子流量计另一端连接测量第三电磁阀；所述校准流量控制装置为校准第二电磁阀和和电子流量计，所述校准第二电磁阀一端连接氧化还原树脂除氧器、一端连接电子流量计，电子流量计另一端连接法拉第电解装置；所述测量流量控制装置和校准流量控制装置中电子流量计为同一电子流量计。

优选的，所述氧化还原树脂除氧器出水口处安装可以监测氧化还原树脂除氧器出水溶氧含量的标准溶解氧电极，标准溶解氧电极出水口连接校准第二电磁阀再至电子流量计。

优选的，所述法拉第电解装置包括电解池、插入电解池的电解电极和连接到电解电极供电的恒流源；电解池的进水口连接到电子流量计的出水口，电解池上端的出水口连接至待校准微量溶解氧分析仪；待校准微量溶解氧分析仪出水口经过循环第一电磁阀至低氧水桶，经过循环泵以及循环第二电磁阀至氧化还原树脂除氧器。

优选的，所述的待校准溶解氧分析仪包括溶解氧电极以及溶解氧分析仪。

优选的，还包括智能控制装置，所述智能控制装置包括工控机，数据采集器、显示屏以及输入设备，该智能控制装置通过电缆控制电子流量计、待校准溶解氧分析仪、法拉第电解装置以及管路中的所有电磁阀。

一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统的测量和校准方法，通过待校准溶解氧分析仪测量样水中微量氧容量，当高于标准时，样水进入氧化还原树脂除氧器进行除氧，除氧处理之后的样水进入电子流量计进行流量控制，随后样水进入法拉第电解装置电解，电解出水即为标准微量溶解氧水，通过标准微量溶解氧水对待校验微量溶解氧分析仪进行校准。

一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统的测量方法，包括如下步骤：

步骤一：测量步骤如下：

(1)打开智能控制装置，选择测量选项；

(2)开启样水进水电磁阀，水样依次流经测量管路，包括测量第一电磁阀、测量第二电磁阀、电子流量计、测量第三电磁阀、测量第四电磁阀、待校准溶解氧分析仪、排水电磁阀，出口水样排至机组排水槽。

步骤二：校准步骤如下：

(1)首先打开智能控制装置，选择校准选项；

(2)启动氧化还原树脂除氧器，开启样水进水电磁阀，经过氧化还原树脂除氧器除氧后的水样进入标准溶解氧电极，智能控制装置上显示水样中溶解氧含量；

(3)标准氧电极出水进入流量控制装置；依次流经校准第二电磁阀以及电子流量计，通过智能控制装置精确控制进入法拉第电解装置的水样流量，经过法拉第电解装置进水口进入电解装置；

(4)启动法拉第电解装置，开启恒流源，通过智能控制系统精确控制电解电流，通过待校准微量溶解氧分析仪中的溶解氧含量应等于法拉第电解产生的溶解氧数值加上氧化还原树脂除氧器出口水样溶解氧数值。然后对待校准溶解氧分析仪进行校准。

(5)待校准微量溶解氧出水口经过循环第一电磁阀至低氧水桶，经过循环泵以及循环第二电磁阀至氧化还原树脂除氧器。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明的设计理论可靠，方法简单，设计新颖。可以在测量模式与校准模式自由切换，在线校准避免了微量溶解氧分析仪氧电极的取出；

2、本发明校准实现全部智能化，可以通过工控机远程操作对微量溶解氧分析仪进行校准，并且随时查看、下载校准数据；

3、采用现场样水作为校准进水，既省去了制备超纯水的复杂过程，又保证了进入微量溶解氧分析仪的水样为监测水样，避免了溶解氧电极被水样交叉污染而导致的测量误差。

附图说明

图1为本发明的结构组成示意图；

图2为本发明的工作原理方框图；

图3为本发明的测量模式流程图；

图4为本发明的校准模式流程图。

样水进水电磁阀1、校准第一电磁阀2、测量第一电磁阀3、氧化还原树脂除氧器4、标准溶解氧电极5、校准第二电磁阀6、测量第二电磁阀7、电子流量计8、测量第三电磁阀9、测量第四电磁阀10、待校准溶解氧分析仪11、法拉第电解装置12、法拉第电解装置进水口13、恒流源14、法拉第电解装置出水口15、电解电极16、循环第一电磁阀17、低氧水桶18、循环泵19、循环第二电磁阀20、排水电磁阀21。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例包括测量装置(实心箭头指向)和校准装置(空心箭头指向)；所述测量装置为在管道上设置的待校准溶解氧分析仪11；所述校准装置包括在管道上首尾连接的氧化还原树脂除氧器4，法拉第电解装置12、待校准溶解氧分析仪11、低氧水桶18、循环泵19。

还包括若干电磁阀和流量控制装置，所述测量装置包括在管道上依次连接测量第一电磁阀3、测量流量控制装置、测量第三电磁阀9、测量第四电磁阀10、待校准溶解氧分析仪11、排水电磁阀21；所述校准装置包括在管道上依次连接的校准第一电磁阀2、氧化还原树脂除氧器4，校准流量控制装置、法拉第电解装置12、待校准溶解氧分析仪11、循环第一电磁阀17、低氧水桶18、循环泵19、循环第二电磁阀20，且循环第二电磁阀20另一端连接氧化还原树脂除氧器4；所述样水进水电磁阀1一分两路分别连接测量第一电磁阀3和校准第一电磁阀2。

所述测量流量控制装置为测量第二电磁阀7和电子流量计8，测量第二电磁阀7一端连接测量第一电磁阀3，一端连接电子流量计8，电子流量计8另一端连接测量第三电磁阀9；所述校准流量控制装置为校准第二电磁阀6和和电子流量计8，所述校准第二电磁阀6一端连接氧化还原树脂除氧器4、一端连接电子流量计8，电子流量计8另一端连接法拉第电解装置12；所述测量流量控制装置和校准流量控制装置中电子流量计8为同一电子流量计8。

所述氧化还原树脂除氧器4出水口处安装可以监测氧化还原树脂除氧器4出水溶氧含量的标准溶解氧电极5，标准溶解氧电极5出水口连接校准第二电磁阀6再至电子流量计8。

所述法拉第电解装置12包括电解池、插入电解池的电解电极16(图中未标注)和连接到电解电极供电的恒流源14；电解池的进水口13连接到电子流量计8的出水口，电解池上端的出水口15连接至待校准微量溶解氧分析仪11；待校准微量溶解氧分析仪11出水口经过循环第一电磁阀17至低氧水桶18，经过循环泵19以及循环第二电磁阀20至氧化还原树脂除氧器4。

该待校准溶解氧分析仪包括溶解氧电极以及溶解氧分析仪。

该智能控制系统包括工控机，数据采集器、显示屏以及输入设备，该智能控制系统控制流量控制系统、显示标准溶解氧电极测量数值、法拉第电解装置以及测量以及校准管路中的所有电磁阀，并能够实现自动切换测量以及校准功能，完成数据分析、处理、储存以及自动上传。

如图2所示的工作原理方框图，空心三角箭头指向为测量模式，线条箭头为校准模式，本发明装置包括氧化还原树脂除氧器、智能控制装置、流量控制装置、标准氧电极、法拉第电解装置和待校准溶解氧分析仪。该校准装置的校准思路是：通过智能控制系统，选择校准模式，打开样水进水电磁阀，样水进入氧化还原树脂除氧器进行除氧，除氧处理之后的样水进入流量控制系统，通过流量控制系统的电子流量计，精确控制流量。随后样水进入法拉第电解装置电解，电解出水即为标准微量溶解氧水，通过标准微量溶解氧水对待校验微量溶解氧分析仪进行校准。该智能控制系统包括工控机，数据采集器、显示屏以及输入设备，该智能控制系统控制流量控制系统、显示标准溶解氧电极测量数值、法拉第电解装置以及测量以及校准管路中的所有电磁阀，并能够实现自动切换测量以及校准功能，完成数据分析、处理、储存以及自动上传。

一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统的测量和校准方法，通过待校准溶解氧分析仪测量样水中微量氧容量，当高于标准时，样水进入氧化还原树脂除氧器进行除氧，除氧处理之后的样水进入电子流量计进行流量流量控制，随后样水进入法拉第电解装置电解，电解出水即为标准微量溶解氧水，通过标准微量溶解氧水对待校验微量溶解氧分析仪进行校准。

如图3所示，为本发明一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准方法的步骤一，测量模式流程图，测量的过程是：

(1)首先打开智能控制系统，选择测量选项，则校准选项涉及的所有校准电磁阀、循环泵以及循环电磁阀均处于关闭状态；

(2)开启样水进水电磁阀，水样依次流经测量管路，直接进入待校准溶解氧分析仪，出口水样排至机组排水槽。

如图4所示，为本发明一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准方法的步骤二，校准模式流程图，校准的过程是：

(1)首先打开智能控制装置，选择校准选项，则测量选项涉及的所有测量电磁阀以及排水电磁阀均处于关闭状态；

(2)启动氧化还原树脂除氧器，开启样水进水电磁阀，经过氧化还原树脂除氧器除氧后的水样进入标准溶解氧电极，智能控制系统上应显示水样中溶解氧含量；

(3)标准氧电极出水进入流量控制系统，依次流经校准电磁阀以及电子流量计，通过智能控制系统精确控制进入法拉第电解装置的水样流量，经过法拉第电解装置进水口进入电解装置；

(4)启动法拉第电解装置，开启恒流源，通过智能控制系统精确控制电解电流，通过待校准微量溶解氧分析仪中的溶解氧含量应等于法拉第电解产生的溶解氧数值加上氧化还原树脂除氧器出口水样溶解氧数值。然后对待校准溶解氧分析仪进行校准。

通过待校准微量溶解氧分析仪中的溶解氧含量应为：

C_O2＝C_{O2树脂出水}+C_{O2法拉第点解}＝C_{O2树脂出水}+4974.85×η×I/V

其中：C_O2为通过待校准微量溶解氧分析仪中的溶解氧含量，μg/L；

C_{O2树脂出水}为氧化还原树脂除氧器出水溶解氧含量，μg/L；

C_{O2法拉第电解}为法拉第电解产生的溶解氧含量，μg/L；

η为水样的电解效率；

I为电解电流，mA；

V为电子流量计控制的水流量，ml。

(5)待校准微量溶解氧出水口经过循环第一电磁阀至低氧水桶，经过循环泵以及循环第二电磁阀至氧化还原树脂除氧器。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统，其特征在于，包括测量装置和校准装置；所述测量装置为在管道上设置的待校准溶解氧分析仪；

所述校准装置包括在管道上首尾连接的氧化还原树脂除氧器、法拉第电解装置、待校准溶解氧分析仪、低氧水桶、循环泵。

2.根据权利要求1所述的一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统，其特征在于，还包括若干电磁阀和流量控制装置；所述测量装置包括在管道上依次连接测量第一电磁阀、测量流量控制装置、测量第三电磁阀、测量第四电磁阀、待校准溶解氧分析仪、排水电磁阀；

所述校准装置包括在管道上依次连接的校准第一电磁阀、氧化还原树脂除氧器、校准流量控制装置、法拉第电解装置、待校准溶解氧分析仪、循环第一电磁阀、低氧水桶、循环泵、循环第二电磁阀，且循环第二电磁阀另一端连接氧化还原树脂除氧器；

所述样水进水电磁阀一分两路分别连接测量第一电磁阀和校准第一电磁阀。

3.根据权利要求2所述的一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统，其特征在于，所述测量流量控制装置为测量第二电磁阀和电子流量计，测量第二电磁阀一端连接测量第一电磁阀，一端连接电子流量计，电子流量计另一端连接测量第三电磁阀；所述校准流量控制装置为校准第二电磁阀和和电子流量计，所述校准第二电磁阀一端连接氧化还原树脂除氧器、一端连接电子流量计，电子流量计另一端连接法拉第电解装置；所述测量流量控制装置和校准流量控制装置中电子流量计为同一电子流量计。

4.根据权利要求3所述的一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统，其特征在于，所述氧化还原树脂除氧器出水口处安装可以监测氧化还原树脂除氧器出水溶氧含量的标准溶解氧电极，标准溶解氧电极出水口连接校准第二电磁阀再至电子流量计。

5.根据权利要求2或3所述的一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统，其特征在于，所述法拉第电解装置包括电解池、插入电解池的电解电极和连接到电解电极供电的恒流源；电解池的进水口连接到电子流量计的出水口，电解池上端的出水口连接至待校准微量溶解氧分析仪；待校准微量溶解氧分析仪出水口经过循环第一电磁阀至低氧水桶，经过循环泵以及循环第二电磁阀至氧化还原树脂除氧器。

6.根据权利要求1所述的一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统，其特征在于，所述的待校准溶解氧分析仪包括溶解氧电极以及溶解氧分析仪。

7.根据权利要求2所述的一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统，其特征在于，还包括智能控制装置，所述智能控制装置包括工控机，数据采集器、显示屏以及输入设备，该智能控制装置通过电缆控制电子流量计、待校准溶解氧分析仪、法拉第电解装置以及管路中的所有电磁阀。

8.一种利用权利要求1-7所述的一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统的测量和校准方法，其特征在于，通过待校准溶解氧分析仪测量样水中微量氧容量，当高于标准时，样水进入氧化还原树脂除氧器进行除氧，除氧处理之后的样水进入电子流量计进行流量控制，随后样水进入法拉第电解装置电解，电解出水即为标准微量溶解氧水，通过标准微量溶解氧水对待校验微量溶解氧分析仪进行校准。

9.一种利用权利要求8所述的一种采用智能微量溶解氧分析仪在线测量和校准系统的测量和校准方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：测量步骤如下：

(1)打开智能控制装置，选择测量选项；

(2)开启样水进水电磁阀，水样依次流经测量管路，包括测量第一电磁阀、测量第二电磁阀、电子流量计、测量第三电磁阀、测量第四电磁阀、待校准溶解氧分析仪、排水电磁阀，出口水样排至机组排水槽。

步骤二：校准步骤如下：

(1)首先打开智能控制装置，选择校准选项；

(2)启动氧化还原树脂除氧器，开启样水进水电磁阀，经过氧化还原树脂除氧器除氧后的水样进入标准溶解氧电极，智能控制装置上显示水样中溶解氧含量；

(3)对标准氧电极出水进行流量控制，依次流经校准第二电磁阀以及电子流量计，通过智能控制装置精确控制进入法拉第电解装置的水样流量，经过法拉第电解装置进水口进入电解装置；

(4)启动法拉第电解装置，开启恒流源，通过智能控制系统精确控制电解电流，通过待校准微量溶解氧分析仪中的溶解氧含量应等于法拉第电解产生的溶解氧数值加上氧化还原树脂除氧器出口水样溶解氧数值。然后对待校准溶解氧分析仪进行校准。

(5)待校准微量溶解氧出水口经过循环第一电磁阀至低氧水桶，经过循环泵以及循环第二电磁阀至氧化还原树脂除氧器。