CN108287231A - 一种深度脱水污泥含水量检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深度脱水污泥含水量检测装置，至少三个电动滑台可以实现探头在空间上三个自由度运动，并可以控制探头的在污泥泥饼内的进给量，当快接触泥饼时，进行气吸式动作，金属锥形外壳插入泥饼，将少量的污泥吸入进去，当污泥颗粒经过水分传感器时，记录含水量，测量一点后，第三电动滑台上升，为方便下次测量另外一点的污泥含水量，通过气管进行通气，将已有的污泥颗粒吐出，再次测量。本发明能够精确和高效地测量泥饼不同位置和厚度的含水率，通过对含水率检测探头的改进，提高了检测的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及污泥含水量检测技术领域，具体涉及一种深度脱水污泥含水量检测装置。
背景技术
污泥含水率检测是判断和评价污泥脱水效果的重要指标。深度脱水压榨后的污泥泥饼一般比较坚硬，现有技术一般通过从污泥泥饼中取下一小块，再通过重量测量和烘干等工序来进行污泥含水率的计算。
上述现有技术的污泥含水率检测方式存在诸多缺陷，例如，需要耗费大量人力去操作；对于不同厚度处的污泥，其含水率是不同的，现有技术的方式很难直接测量不同厚度的污泥含水量，只能凭借人工并配合测量工具来完成。然而，污泥泥饼的不同位置和厚度的含水率对于污泥的脱水特性研究有着重要的表征和对比的作用，如何精确和高效地完成上述检测要求是污泥含水率检测的重要课题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种精确和高效地测量泥饼不同位置和厚度含水率的深度脱水污泥含水量检测装置，用以解决现有技术存在的技术问题。
本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的深度脱水污泥含水量检测装置，包括含水率检测探头和至少三个电动滑台，所述三个电动滑台包括第一电动滑台、第二电动滑台和第三电动滑台，所述第一电动滑台和所述第二电动滑台垂直设置，所述第二电动滑台固定于所述第一电动滑台的滑块上，所述第三电动滑台分别与第一电动滑台、第二电动滑台垂直，且所述第三电动滑台固定于所述第二电动滑台的滑块上；所述含水率检测探头通过连接件连接于所述第三电动滑台的滑块上。
可选的，所述第一电动滑台、第二电动滑台和第三电动滑台均分别包括电机、丝杆和滑块，所述电机的输出轴与所述丝杆轴向连接，所述滑块设置于相应电动滑台的滑轨上，所述丝杆螺旋穿置于所述滑块内。
可选的，所述含水率检测探头包括锥形外壳和第一水分传感器，所述锥形外壳内开设有锥形孔，所述第一水分传感器设置于所述锥形孔的孔壁上，所述锥形外壳上还设有气管连接口，所述气管连接口与所述锥形孔相连通。
可选的，所述锥形孔的开口处设置在所述锥形外壳的尖端部，所述开口处作为含水率检测的取样口，所述尖端部外套设有弹性应变套，所述弹性应变套内设有压力传感器。
可选的，所述锥形外壳的底面端连接有柱体，所述的气管连接口设置在所述柱体上。
可选的，所述连接件为L型结构，所述L型结构的一边与所述第三电动滑台的滑块贴合固定，所述L型结构的另一边设有螺旋孔，所述柱体上设有外螺纹，所述柱体通过其上的外螺纹旋合于所述螺旋孔内。
可选的，所述柱体内设有锥形导路，所述锥形导路的小径端与所述锥形孔连通，其大径端与气管连接口连通。
可选的，所述含水量检测装置还包括吹吸气装置，所述吹吸气装置通过气管与所述气管连接口相连接，在所述气管内设有第二水分传感器。
可选的，所述锥形外壳内设有污泥颗粒容纳腔，所述污泥颗粒容纳腔与所述锥形孔的大径端连接，所述锥形外壳壁上开设有出气孔，所述出气孔与所述污泥颗粒容纳腔相连通，出气孔的外端连接气吸式设备。
可选的，所述锥形外壳上连接有导电棒，在含水量测量时通过给导电棒通入负电荷，使锥形外壳带负电；测量完成后，给予导电棒正电荷，利用排斥原理，将水分子析出，向气管通气，将水分排出。
采用本发明结构，与现有技术相比，具有以下优点：至少三个电动滑台可以实现探头在空间上三个自由度运动，并可以控制探头的在污泥泥饼内的进给量，当快接触泥饼时，进行气吸式动作，金属锥形外壳插入泥饼，将少量的污泥吸入进去，当污泥颗粒经过水分传感器时，记录含水量，测量一点后，第三电动滑台上升，为方便下次测量另外一点的污泥含水量，通过气管进行通气，将已有的污泥颗粒吐出，再次测量。本发明能够精确和高效地测量泥饼不同位置和厚度的含水率，通过对含水率检测探头的改进，提高了检测的可靠性。
附图说明
图1为本发明深度脱水污泥含水量检测装置的结构示意图；
图2为电动滑台的结构示意图；
图3为含水率检测探头的结构示意图。
图中所示，1、电机，2、丝杆3、滑块，4、锥形外壳，5、锥形导路，6、气管连接口，7、第一水分传感器，8、气管，9、第二水分传感器，10、出气孔，11、污泥颗粒容纳腔，12、弹性应变套，13、导电棒，14、柱体，15、连接件，16污泥泥饼，17、含水率检测探头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
参考图1所示，示意了本发明深度脱水污泥含水量检测装置的结构，包括含水率检测探头和至少三个电动滑台，本实施例以三个为例，所述三个电动滑台包括第一电动滑台X、第二电动滑台Y和第三电动滑台Z，所述第一电动滑台X和所述第二电动滑台Y垂直设置，所述第二电动滑台Y固定于所述第一电动滑台X的滑块上，所述第三电动滑台Z分别与第一电动滑台X、第二电动滑台Y垂直，且所述第三电动滑台Z固定于所述第二电动滑台Y的滑块上；所述含水率检测探头17通过连接件15连接于所述第三电动滑台Z的滑块上。
所述连接件15为L型结构，所述L型结构的一边与所述第三电动滑台Z的滑块3贴合固定，所述L型结构的另一边设有螺旋孔，所述柱体14上设有外螺纹，所述柱体通过其上的外螺纹旋合于所述螺旋孔内。
参考图2所示，示意了电动滑台的一种具体结构。其中所述第一电动滑台X、第二电动滑台Y和第三电动滑台Z均可采用这一结构，也就是说三者均分别包括电机1、丝杆2和滑块3，所述电机1的输出轴与所述丝杆2轴向连接，所述滑块3设置于相应电动滑台的滑轨上，所述丝杆2螺旋穿置于所述滑块3内。三个电动滑台分别实现了空间三个自由度的运动，使得探头能够在一定范围内达到空间任意一点。
参考图3所示，示意了含水率检测探头的一种具体结构，从正视、剖视和轴侧示意了含水率检测探头。所述含水率检测探头17包括锥形外壳4和第一水分传感器7，所述锥形外壳4内开设有锥形孔，所述第一水分传感器7设置于所述锥形孔的孔壁上，所述锥形外壳4上还设有气管连接口6，所述气管连接口6与所述锥形孔相连通。
所述锥形孔的开口处设置在所述锥形外壳4的尖端部，所述开口处作为含水率检测的取样口，所述尖端部外套设有弹性应变套12，所述弹性应变套12内设有压力传感器。
所述锥形外壳4的底面端(虽然从几何学角度来说，为底面端，但其在视图中位于锥形外壳4的上部)连接有柱体14，所述的气管连接口6设置在所述柱体14上。
所述柱体14内设有锥形导路5，所述锥形导路5的小径端与所述锥形孔连通，其大径端与气管连接口6连通。此外，为了进一步实现本发明的目的。所述含水量检测装置还包括吹吸气装置，所述吹吸气装置通过气管8与所述气管连接口6相连接，在所述气管8内设有第二水分传感器9。虽然，未采用附图示意所述吹吸气装置，但本领域普通技术人员人员根据本发明的教导能够予以实施。
所述锥形外壳4内设有污泥颗粒容纳腔11，所述污泥颗粒容纳腔11与所述锥形孔的大径端连接，所述锥形外壳4壁上开设有出气孔10，所述出气孔10与所述污泥颗粒容纳腔11相连通，出气孔10的外端连接气吸式设备。
所述锥形外壳4上连接有导电棒13，在含水量测量时通过给导电棒13通入负电荷，使锥形外壳4带负电；测量完成后，给予导电棒13正电荷，利用排斥原理，将水分子析出，向气管8通气，将水分排出。
本发明的基本原理如下：至少三个电动滑台可以实现探头在空间上三个自由度运动，并可以控制探头的在污泥泥饼内的进给量，当快接触泥饼时，进行气吸式动作，金属锥形外壳插入泥饼，将少量的污泥吸入进去，当污泥颗粒经过水分传感器时，记录含水量，测量一点后，第三电动滑台上升，为方便下次测量另外一点的污泥含水量，通过气管进行通气，将已有的污泥颗粒吐出，再次测量。若碰到污泥颗粒较大，故设计锥形孔，当吐不出污泥颗粒时候，将锥形外壳拆下，将颗粒倒出。所述锥形外壳采用金属材质，例如，钢制，以有足够刚度和强度来插入泥饼。
本发明包括以下工作阶段：
预测量阶段：当含水率检测探头17快要接触到污泥层的时候，给予前端的弹性应变套里面的压力传感器以控制信号，当预先接触到污泥泥饼，对触碰污泥的压力进行测量。若污泥层的压力太大或污泥板结过大，可能会对锥形外壳4损坏。此时反馈信号，即换一处坐标进行测量。若在承受范围内，即进行Z轴下降，进行正式检测。
正式检测阶段：在锥形外壳4已经插入到污泥泥层中，气管8进行吸气，将少量污泥颗粒吸入探头内，会经过第一水分检测传感器7。第一水分检测传感器7阵列在内部锥形孔内。进行数据采集。为了防止吸入的污泥颗粒过小和吸入过快，会经过锥形导路5进入气泵，特设计气管8内的第二水分检测传感器9，对水分再次进行检测，若第二水分检测传感器9中无新数据产生，表示正常。若第二水分检测传感器9中有新数据，则表明测量不准，需要调节降低气吸力。
由于设置了了污泥颗粒容纳腔11，因为仪器只是吸取少量污泥，为了能较快并且能多点测量，增加其容纳功能，但是为了防止较大污泥颗粒会堵住或者已经容纳的污泥很多，特开出气孔10，此孔与外接的气吸式设备连接，当仪器数据未能捕捉到新数据，开始抽取污泥颗粒，将已经吸入的污泥颗粒吸出。
当测量经过电渗透处理的污泥时，污泥中的水分子带正电荷，故设计导电棒13，当含水率检测探头17已经吸入少量污泥，给予导电棒13负电荷使得锥形外壳带负电。此时，因为正负电荷吸引作用，污泥中的水分子更能进入传感器7中。测量数据更准确。当完成测量后，给予导电棒13正电荷，利用排斥原理，将传感器中的水分子析出，然后气管8通气，将水分排出。
当全部完成后，8气管进行吐气，将所有污泥排除。当有较大的污泥在壁上，难以取出时候，将锥形外壳4和柱体14分离，因为柱体14设有锥形导路5，可以清洗。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种深度脱水污泥含水量检测装置，其特征在于：包括含水率检测探头(9)和至少三个电动滑台，所述三个电动滑台包括第一电动滑台X、第二电动滑台Y和第三电动滑台Z，所述第一电动滑台X和所述第二电动滑台Y垂直设置，所述第二电动滑台Y固定于所述第一电动滑台X的滑块上，所述第三电动滑台Z分别与第一电动滑台X、第二电动滑台Y垂直，且所述第三电动滑台Z固定于所述第二电动滑台Y的滑块上；所述含水率检测探头(17)通过连接件(15)连接于所述第三电动滑台Z的滑块上。
2.根据权利要求1所述的深度脱水污泥含水量检测装置，其特征在于：所述第一电动滑台X、第二电动滑台Y和第三电动滑台Z均分别包括电机(1)、丝杆(2)和滑块(3)，所述电机(1)的输出轴与所述丝杆(2)轴向连接，所述滑块(3)设置于相应电动滑台的滑轨上，所述丝杆(2)螺旋穿置于所述滑块(3)内。
3.根据权利要求2所述的深度脱水污泥含水量检测装置，其特征在于：所述含水率检测探头(9)包括锥形外壳(4)和第一水分传感器(7)，所述锥形外壳(4)内开设有锥形孔，所述第一水分传感器(7)设置于所述锥形孔的孔壁上，所述锥形外壳(4)上还设有气管连接口(6)，所述气管连接口(6)与所述锥形孔相连通。
4.根据权利要求3所述的深度脱水污泥含水量检测装置，其特征在于：所述锥形孔(5)的开口处设置在所述锥形外壳(4)的尖端部，所述开口处作为含水率检测的取样口，所述尖端部外套设有弹性应变套(12)，所述弹性应变套(12)内设有压力传感器。
5.根据权利要求3所述的深度脱水污泥含水量检测装置，其特征在于：所述锥形外壳(4)的底面端连接有柱体(14)，所述的气管连接口(6)设置在所述柱体(14)上。
6.根据权利要求1所述的深度脱水污泥含水量检测装置，其特征在于：所述连接件(15)为L型结构，所述L型结构的一边与所述第三电动滑台Z的滑块贴合固定，所述L型结构的另一边设有螺旋孔，所述柱体(14)上设有外螺纹，所述柱体(14)通过其上的外螺纹旋合于所述螺旋孔内。
7.根据权利要求5所述的深度脱水污泥含水量检测装置，其特征在于：所述柱体(14)内设有锥形导路(5)，所述锥形导路(5)的小径端与所述锥形孔连通，其大径端与气管连接口(6)连通。
8.根据权利要求7所述的深度脱水污泥含水量检测装置，其特征在于：所述含水量检测装置还包括吹吸气装置，所述吹吸气装置通过气管(8)与所述气管连接口(6)相连接，在所述气管(8)内设有第二水分传感器(9)。
9.根据权利要求7所述的深度脱水污泥含水量检测装置，其特征在于：所述锥形外壳(4)内设有污泥颗粒容纳腔(11)，所述污泥颗粒容纳腔(11)与所述锥形孔的大径端连接，所述锥形外壳(4)壁上开设有出气孔(10)，所述出气孔(10)与所述污泥颗粒容纳腔(11)相连通，出气孔(10)的外端连接气吸式设备。
10.根据权利要求8所述的深度脱水污泥含水量检测装置，其特征在于：所述锥形外壳(4)上连接有导电棒(13)，在含水量测量时通过给导电棒(13)通入负电荷，使锥形外壳(4)带负电；测量完成后，给予导电棒(13)正电荷，利用排斥原理，将水分子析出，向气管(8)通气，将水分排出。
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