CN112362548A - 液体中颗粒物监测系统 - Google Patents
液体中颗粒物监测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112362548A CN112362548A CN202110039462.4A CN202110039462A CN112362548A CN 112362548 A CN112362548 A CN 112362548A CN 202110039462 A CN202110039462 A CN 202110039462A CN 112362548 A CN112362548 A CN 112362548A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stage
- liquid
- baffle
- cavity
- particulate matter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 168
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 claims abstract description 105
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 101
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 24
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 27
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000013439 planning Methods 0.000 description 1
- 238000013441 quality evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000010223 real-time analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
- G01N15/0606—Investigating concentration of particle suspensions by collecting particles on a support
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本申请涉及水质监测技术领域，公开了一种液体中颗粒物监测系统，包括：腔体、多级挡板、颗粒物收集槽和流量传感器；腔体的一端设置有进液口，另一端设置有出液口；多级挡板设置在腔体内，多级挡板中的第一级挡板正对进液口，最后一级挡板正对出液口，其它级挡板位于第一级挡板和最后一级挡板之间，每一级挡板用于阻挡通过进液口或上一级挡板的液体，使得液体通过每一级挡板与腔体之间的空隙流向下一级挡板或从出液体口流出；每一级挡板下方设置有颗粒物收集槽，用于收集因每一级挡板阻挡而沉积的液体中的颗粒物；流量传感器设置在进液口或出液口，流量传感器用于测量流过腔体的液体总流量，以确定流过腔体的液体中的颗粒物浓度。
Description
技术领域
本申请涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种液体中颗粒物监测系统。
背景技术
水质监测的目的是为了及时、准确、全面地反映水质质量现状及发展趋势，并为水质管理、污染源控制、水质规划、水质评价提供科学依据。然而，现有的水质监测方法通常是定期到采样点进行人工取样，再带回实验室进行检验分析，由于水样采集量有限且采样时间较短，一旦水样中颗粒物浓度较小或颗粒物随时间波动较大时，会大大降低检测精度和准确度，甚至无法检测出颗粒物。
发明内容
本申请实施例提供了一种液体中颗粒物监测系统，提高了检测精度和准确度，并实现了在线监测。
本申请实施例提供的一种液体中颗粒物监测系统，包括：腔体、多级挡板、颗粒物收集槽和流量传感器；
所述腔体的一端设置有进液口，另一端设置有出液口；
所述多级挡板设置在所述腔体内，所述多级挡板中的第一级挡板正对所述进液口，最后一级挡板正对所述出液口，其它级挡板位于所述第一级挡板和所述最后一级挡板之间，其中，每一级挡板用于阻挡通过所述进液口或上一级挡板的液体，使得液体通过每一级挡板与所述腔体之间的空隙流向下一级挡板或从所述出液体口流出；
每一级挡板下方设置有颗粒物收集槽，用于收集因每一级挡板阻挡而沉积的液体中的颗粒物；
所述流量传感器设置在所述进液口或所述出液口，所述流量传感器用于测量流过所述腔体的液体总流量，所述液体总流量和各个颗粒物收集槽中的颗粒物用于确定流过所述腔体的液体中的颗粒物浓度。
可选地，每一级挡板包括至少一个挡板，除所述第一级挡板外的任一级挡板中的每个挡板分别正对上一级挡板与所述腔体之间的一处空隙。
可选地，每一级挡板与所述腔体之间的空隙的横截面积小于上一级挡板与所述腔体之间的空隙的横截面积，使得所述腔体内的液体流速逐级减小。
可选地，相邻两级挡板之间的腔体的横截面积逐级增大，使得所述腔体内的液体流速逐级减小。
可选地，每一级挡板与所述腔体之间的空隙的横截面积等于每一级挡板之前的腔体的横截面积。
可选地，所述颗粒物收集槽为在所述腔体侧壁的底部设置的下凹槽。
可选地，所述系统还包括颗粒物监测装置和数据处理装置；
所述颗粒物监测装置用于检测颗粒物收集槽中的颗粒物含量；
所述数据处理装置用于根据各个颗粒物收集槽中的颗粒物含量和所述液体总流量，确定流过所述腔体的液体中的颗粒物浓度。
可选地，每个颗粒物收集槽用于收集对应尺寸的颗粒物；
所述数据处理装置用于：
根据各个颗粒物收集槽中的颗粒物含量，确定颗粒物总含量；
根据所述颗粒物总含量和所述液体总流量，确定流过所述腔体的液体中的颗粒物总浓度；
针对任一颗粒物收集槽，根据所述任一颗粒物收集槽中的颗粒物含量和所述液体总流量，确定流过所述腔体的液体中对应尺寸的颗粒物的浓度。
可选地，所述颗粒物监测装置包括光发射器件、光接收器件和处理单元，所述光发射器件用于向颗粒物收集槽内发射检测光，所述光接收器件用于测量检测光经过颗粒物收集槽后的光强度，所述处理单元用于根据所述光接收器件检测到的光强度，确定颗粒物收集槽中的颗粒物含量。
可选地，所述处理单元还用于若所述光接收器件检测到特定波长的光强度，则确定所述颗粒物收集槽中存在所述特定波长对应的特殊物质，例如氮磷钾的含量。
可选地，所述颗粒物监测装置包括称重传感器，所述称重传感器用于测量颗粒物收集槽中的颗粒物质量。
本申请实施例提供的液体中颗粒物监测系统，可直接放置在待监测水域内，实现了24小时全天候不间断的水样采集，通过积少成多的方式累积液体中的颗粒物，即便待监测水域中颗粒物浓度较小或颗粒物浓度随时间波动较大，也可以检测出其中的颗粒物浓度，提高了检测精度和准确度，并实现了在线监测，且投放后无需监测人员值守，降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请一实施例提供的一种液体中颗粒物监测系统的结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的一种液体中颗粒物监测系统的结构示意图；
图3为本申请一实施例提供的一种液体中颗粒物监测系统的结构示意图；
图4为本申请一实施例提供的一种液体中颗粒物监测系统的结构示意图；
图5为本申请一实施例提供的光发射器件和光接收器件的位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。
为进一步说明本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本申请实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。
参考图1~图4，本申请实施例提供的液体中颗粒物监测系统，包括：腔体11、多级挡板、颗粒物收集槽13和流量传感器14。其中，腔体11的一端设置有进液口111，另一端设置有出液口112，多级挡板设置在腔体11内，多级挡板中的第一级挡板121正对进液口111，最后一级挡板正对出液口112，其它级挡板位于第一级挡板121和最后一级挡板之间，每一级挡板用于阻挡通过进液口111或上一级挡板的液体，使得液体通过每一级挡板与腔体11之间的空隙流向下一级挡板或从出液体口流出。每一级挡板下方设置有颗粒物收集槽13，用于收集因每一级挡板阻挡而沉积的液体中的颗粒物。流量传感器14设置在进液口111或出液口112，流量传感器14用于测量流过腔体11的液体总流量，液体总流量和各个颗粒物收集槽13中的颗粒物用于确定流过腔体11的液体中的颗粒物浓度。
以图1为例，第一级挡板121的横截面积不小于进液口111的口径，并正对进液口111，以阻挡进液口111流入的液体，这样进液口111流入的液体就会先冲击第一级挡板121，再从第一级挡板121两侧分流，通过第一级挡板121与腔体11之间的空隙流向第二级挡板122，上述过程中，液体中的部分颗粒物会被第一级挡板121阻挡，并落入第一级挡板121下方的颗粒物收集槽13。同样的，通过第一级挡板121后的液体流向第二级挡板122，液体中的部分颗粒物被第二级挡板122阻挡，并落入第二级挡板122下方的颗粒物收集槽13内，然后液体从第二级挡板122与腔体11之间的空隙流向第三级挡板123。在图1对应的示例中，第三级挡板123即为最后一级挡板，第三级挡板123横截面积不小于出液口112的口径，并正对出液口112，防止通过第二级挡板122的液体直接从出液口112流出，液体中的部分颗粒物被第三级挡板123阻挡，并落入第三挡板下方的颗粒物收集槽13内，然后液体从第三级挡板123与腔体11之间的空隙流向出液口112，最终流出腔体11，通过三级挡板将流经腔体11的液体中颗粒物的分离出来。
图1~图4仅提供了几个可能的示例，实际应用中液体中颗粒物监测系统可包括两级挡板、三级挡板，甚至三级以上的挡板，系统包含的挡板级数可根据具体应用需求设定，本申请实施例不作限定。
实际应用中，可直接将液体中颗粒物监测系统放置在待监测水域内，待监测水域中的液体通过腔体11的进液口111不断流入腔体11内，通过腔体11的液体中的颗粒物被多级挡板阻挡，并不断在颗粒物收集槽13中累积，当颗粒物累积到一定量时，检测出颗粒物收集槽13内的颗粒物含量，然后基于流量传感器14确定出流过腔体11的液体总流量，基于液体总流量和颗粒物收集槽13中的颗粒物含量，即可计算出流过腔体11的液体中的颗粒物浓度。
因此，本申请实施例的液体中颗粒物监测系统，实现了24小时全天候不间断的水样采集，通过积少成多的方式累积液体中的颗粒物，即便待监测水域中颗粒物浓度较小或颗粒物浓度随时间波动较大，也可以检测出其中的颗粒物浓度，提高了检测精度和准确度，并实现了在线监测，且投放后无需监测人员值守，降低了成本。
实际应用中，腔体11的进液口111可面向待监测水域的流速方向，使得待监测水域的液体能够主动流入水中；或者可在腔体11的进液口111处设置水泵等设备，使得待监测水域内的液体以平稳的流速进入腔体11内，可解决平静水域或湍急水域内水流速度、方向不稳定的问题。
实际应用中，腔体11的进液口111和出液口112可设置过滤网等过滤设备，防止过大的物体进入腔体11内造成堵塞。当然，过滤网的孔径需要大于待监测的颗粒物的直径，保证待监测的颗粒物顺利进入腔体11内。
在一种可能的实施方式中，腔体11内的每一级挡板包括至少一个挡板，除第一级挡板121外的任一级挡板中的每个挡板分别正对上一级挡板与腔体11之间的一处空隙。
以图1为例，第一级挡板121包括一个挡板，第二级挡板122包括两个挡板，第三级挡板123包括一个挡板，其中，第二级挡板122中位于上方的挡板正对第一级挡板121上方的水流，第二级挡板122中位于下方的挡板正对第一级挡板121下方的水流，第三级挡板123正对第二级挡板122中两个挡板形成的空隙，以阻挡通过该空隙的水流。
进一步地，每一级挡板与腔体11之间的空隙的横截面积小于上一级挡板与腔体11之间的空隙的横截面积，使得腔体11内的液体流速逐级减小。
以图1为例，进液口111的横截面积为S0，第一级挡板121与腔体11侧壁之间形成的空隙的横截面积为S1，第二级挡板122中的两个挡板之间的空隙的横截面积为S2，第三级挡板123与腔体11侧壁之间形成的空隙的横截面积为S3，出液口112的横截面积为S4，可通过调整各级挡板的大小或腔体11侧壁形状，使得S0<S1<S2<S3<S4，由于流体的横截面积越大流速越快，因此可保证腔体11中的液体的流速逐级降低。因此，液体流过第一级挡板121时的速度最快，这样较大的颗粒物会沉淀，并落入第一级挡板121下方的颗粒物收集槽13，而中等或较小的颗粒物会流向第二级挡板122；液体流过第二级挡板122时的速度降低，中等的颗粒物会沉淀，并落入第二级挡板122下方的颗粒物收集槽13，而较小的颗粒物会流向第三级挡板123；液体流过第三级挡板123时的速度继续降低，较小的颗粒物会沉淀，并落入第三级挡板123下方的颗粒物收集槽13，这样可以分离液体中不同尺寸的颗粒物。
具体实施时，以图1为例，当腔体11各段的横截面积不变时，可通过调整各级挡板的大小，使得S0<S1<S2<S3<S4。或者参考图2，腔体11的横截面积不断增大，以保证S0<S1<S2<S3<S4。
通过控制每级挡板与腔体11之间的空隙的横截面积小于上一级挡板与腔体11之间的空隙的横截面积，使得腔体11内的液体流速逐级减小，以将液体中不同尺寸的颗粒物分离开来，即每个颗粒物收集槽13用于收集对应尺寸的颗粒物，进而可以获知不同尺寸的颗粒物在待监测水域中的浓度。
参考图3，腔体11的内侧壁还可以是类似波纹管的结构，在腔体11的隆起部分设置挡板，每一级挡板的面积不小于该挡板之前的腔体11横截面积。其中，第一级挡板121的横截面积不小于进液口111的口径，并正对进液口111，以阻挡进液口111流入的液体，这样进液口111流入的液体就会先冲击第一级挡板121，再从第一级挡板121两侧分流，通过第一级挡板121与腔体11之间的空隙流向第二级挡板122，上述过程中，液体中的部分颗粒物会被第一级挡板121阻挡，并落入第一级挡板121下方的颗粒物收集槽13。同样的，通过第一级挡板121后的液体流向第二级挡板122，液体中的部分颗粒物被第二级挡板122阻挡，并落入第二挡板下方的颗粒物收集槽13内，然后液体从第二级挡板122与腔体11之间的空隙流向第三级挡板123。在图3对应的示例中，第三级挡板123即为最后一级挡板，第三级挡板123横截面积不小于出液口112的口径，并正对出液口112，防止通过第二级挡板122的液体直接从出液口112流出，液体中的部分颗粒物被第三级挡板123阻挡，并落入第三挡板下方的颗粒物收集槽13内，然后液体从第三级挡板123与腔体11之间的空隙流向出液口112，最终流出腔体11，通过三级挡板将流经腔体11的液体中颗粒物的分离出来。采用图3所示的波纹管结构，可通过腔体11隆起的形状以及每一级挡板前一段横截面积一定的管道，稳定液体的流速，减少湍流和漩涡的出现。
需要说明的是，图1~图3中的虚线用于指示液体流动的方向。
进一步地，在图3所示的腔体11结构的基础上，相邻两级挡板之间的腔体11的横截面积逐级增大，使得腔体11内的液体流速逐级减小。以图4为例，进液口111的横截面积为A0，第一级挡板121和第二级挡板122之间的腔体11（即第一管道113）的横截面积为A1，第二级挡板122和第三级挡板123之间的腔体11（即第二管道114）的横截面积为A2，出液口112的横截面积为A3，其中A0< A1< A2，为此从进液口111流入的液体的流速最大，即流向第一级挡板121的液体流速最大，这样较大的颗粒物会沉淀，并落入第一级挡板121下方的颗粒物收集槽13，而中等或较小的颗粒物会流向第一管道113；液体经过第一管道113后速度降低，中等的颗粒物会沉淀，并落入第二级挡板122下方的颗粒物收集槽13，而较小的颗粒物会流向第二管道114；液体经过第二管道114后的速度继续降低，较小的颗粒物会沉淀，并落入第三级挡板123下方的颗粒物收集槽13，这样可以分离液体中不同尺寸的颗粒物。其中，出液口112的横截面积A3可与A2基本保持一致，以稳定流速。
在图4所示的腔体11结构的基础上，每一级挡板与腔体11之间的空隙的横截面积等于每一级挡板之前的腔体11的横截面积，以保证通过每一级挡板时液体的流速保持平稳。以图4为例，第一级挡板121与腔体11侧壁隆起部分之间的空隙的横截面等于A0，第二级挡板122与腔体11侧壁隆起部分之间的空隙的横截面等于A1，第三级挡板123与腔体11侧壁隆起部分之间的空隙的横截面等于A2。
在上述任一实施方式的基础上，颗粒物收集槽13可以是固定在挡板下方的槽状容器，具体结构可参考图1~图3，颗粒物收集槽13的具体形状可根据腔体11结构进行调整；或者，颗粒物收集槽13可以是在腔体11侧壁的底部设置的下凹槽，具体结构可参考图4，可以防止水流带走落入下凹槽的颗粒物。
实际应用中，颗粒物收集槽13可以设计成可拆卸的，方便从颗粒物收集槽13中取出颗粒物。监测人员可定期从颗粒物收集槽13中取出颗粒物，并获取流量传感器14记录的液体总流量，根据颗粒物收集槽13中的颗粒物含量和液体总流量，确定流过腔体11的液体中的颗粒物浓度。
在上述任一实施方式的基础上，液体中颗粒物监测系统还包括颗粒物监测装置和数据处理装置，其中，颗粒物监测装置用于检测颗粒物收集槽13中的颗粒物含量，数据处理装置用于根据各个颗粒物收集槽13中的颗粒物含量和液体总流量，确定流过腔体11的液体中的颗粒物浓度。
其中，数据处理装置可以是通用处理器，例如中央处理器（CPU）、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific IntegratedCircuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在一种可能的实施方式中，颗粒物监测装置包括光发射器件15、光接收器件16和处理单元，光发射器件15用于向颗粒物收集槽13内发射检测光，光接收器件16用于测量检测光经过颗粒物收集槽13后的光强度，处理单元用于根据光接收器件16检测到的光强度，确定颗粒物收集槽13中的颗粒物含量。
其中，光接收器件检测到的光强度包括透射光强度和散射光强度，其中透射光是检测光经过折射穿过颗粒物收集槽13后出射的光，散射光是检测光遇到颗粒物后散射的光，不同物质散射的光的波长不同。
进一步地，处理单元还用于若光接收器件检测到特定波长的光强度，则确定颗粒物收集槽13中存在特定波长对应的特殊物质，例如氮磷钾，进而根据特定波长的光强度确定特殊物质的含量。
参考图5，光发射器件15和光接收器件16分别位于颗粒物收集槽13两侧，颗粒物收集槽13的侧壁为透光材料，光发射器件15发射的检测光透过颗粒物收集槽13侧壁后，照射到颗粒物收集槽13内的液体和颗粒物的混合溶液，混合溶液中颗粒物的含量越高，颗粒物对检测光的散射作用越强，因此光接收器件16测量到的光强度越弱。可通过实验预先确定光接收器件16输出的光强度和混合溶液的颗粒物含量之间的对应关系，进而处理单元可获取光接收器件16实际测量的光强度，结合上述对应关系确定过颗粒物收集槽13中的颗粒物含量。
在另一种可能的实施方式中，颗粒物监测装置包括称重传感器，称重传感器用于测量颗粒物收集槽13中的颗粒物质量。
称重传感器的顶部设置有石英传感器晶片，称重传感器的内部设有石英振荡电路，石英振荡电路的两个电极分别设置在石英传感器晶片的上下两面，石英传感器晶片的上表面和下表面可镀有铬镀层、金镀层等。称重传感器称重的原理是利用了石英晶体的压电效应：石英晶体内部每个晶格在不受外力作用时呈正六边形，若在晶片的两侧施加机械压力，会使晶格的电荷中心发生偏移而极化，则在晶片相应的方向上将产生电场；反之，若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形，这种物理现象称为压电效应。对于刚性沉积物，晶体振荡频率变化△F正比于工作电极上沉积物的质量改变△M。通过这一关系式可得到QCM电极表面的质量变化。
称重传感器设置在颗粒物收集槽13的底部，颗粒物收集槽13中沉淀的颗粒物悬浮在称重传感器上，并对称重传感器表面进行冲击，根据沉重传感器测量颗粒物对称重传感器表面冲量，根据冲量和质量之间的对应关系，确定颗粒物收集槽13中的颗粒物质量。其中，冲量和质量之间的关联关系可通过实验确定，并且可测量不同尺寸的颗粒物所对应的关联关系，用于收集不同尺寸颗粒物的颗粒物收集槽13使用不同的关联关系。
数据处理装置获取各个颗粒物收集槽13对应的称重传感器输出的颗粒物质量，作为各个颗粒物收集槽13内的颗粒物含量。
具体实施时，颗粒物监测装置可同时包括光发射器件15、光接收器件16和处理单元，以及称重传感器，结合上述两种方式更加精准的确定颗粒物收集槽13内的颗粒物含量。
通过液体中颗粒物监测系统中内置的颗粒物监测装置和数据处理装置，实时分析出待监测水域中的颗粒物浓度，并通过有线或无线的通信装置，将监测到的数据发送给后台监测人员，无需监测人员进行人工收集和测量。
具体实施时，通过调整各级挡板处的流速，各个颗粒物收集槽13可收集不同尺寸的颗粒物。基于此，数据处理装置可具体用于：根据各个颗粒物收集槽13中的颗粒物含量，确定颗粒物总含量；根据颗粒物总含量和液体总流量，确定流过腔体11的液体中的颗粒物总浓度。数据处理装置还可以用于：针对任一颗粒物收集槽13，根据该颗粒物收集槽13中的颗粒物含量和液体总流量，确定流过腔体11的液体中对应尺寸的颗粒物的浓度。
以图4为例，液体流过第一级挡板121时的速度最快，这样较大的颗粒物会沉淀，并落入第一级挡板121下方的颗粒物收集槽13，根据第一级挡板121下方的颗粒物收集槽13中的颗粒物含量M1以及流量传感器14检测到的液体总流量Q，即可得到较大颗粒物的浓度；液体流过第二级挡板122时的速度降低，中等的颗粒物会沉淀，并落入第二级挡板122下方的颗粒物收集槽13，根据第二级挡板122下方的颗粒物收集槽13中的颗粒物含量M2以及流量传感器14检测到的液体总流量Q，即可得到中等颗粒物的浓度；液体流过第三级挡板123时的速度继续降低，较小的颗粒物会沉淀，并落入第三级挡板123下方的颗粒物收集槽13，根据第三级挡板123下方的颗粒物收集槽13中的颗粒物含量M3以及流量传感器14检测到的液体总流量Q，即可得到中等颗粒物的浓度。流过腔体11的液体中的颗粒物总浓度为（M1+M2+M3）/Q。
进一步地，当颗粒物收集槽13中装满颗粒物时，系统可以生成报警信息，通知监测人员清理颗粒物收集槽13。
进一步地，还可以在颗粒物收集槽13底部以及腔体11上的对应位置处设置排泄口，平时排泄口处于关闭状态，当颗粒物收集槽13中装满颗粒物或达到一个监测周期时，系统打开对应的排泄口，使得颗粒物收集槽13中颗粒物从排泄口中流出。具体地，打开排泄口时，可通过进液口111处的水泵将液体泵入腔体11内，通过泵入的液体将颗粒物收集槽13中的颗粒物从排泄口中冲刷出去；然后关闭排泄口，并重置流量传感器14，进入下一个监测周期。
需要说明的是，在打开排泄口之前，数据处理装置需要先基于当前测得的液体总流量和颗粒物含量，计算颗粒物浓度，并记录下来，然后再打开排泄口。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种液体中颗粒物监测系统，其特征在于，包括：腔体、多级挡板、颗粒物收集槽和流量传感器；
所述腔体的一端设置有进液口，另一端设置有出液口；
所述多级挡板设置在所述腔体内，所述多级挡板中的第一级挡板正对所述进液口，最后一级挡板正对所述出液口，其它级挡板位于所述第一级挡板和所述最后一级挡板之间，其中，每一级挡板用于阻挡通过所述进液口或上一级挡板的液体，使得液体通过每一级挡板与所述腔体之间的空隙流向下一级挡板或从所述出液体口流出；
每一级挡板下方设置有颗粒物收集槽，用于收集因每一级挡板阻挡而沉积的液体中的颗粒物；
所述流量传感器设置在所述进液口或所述出液口，所述流量传感器用于测量流过所述腔体的液体总流量，所述液体总流量和各个颗粒物收集槽中的颗粒物用于确定流过所述腔体的液体中的颗粒物浓度。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每一级挡板包括至少一个挡板，除所述第一级挡板外的任一级挡板中的每个挡板分别正对上一级挡板与所述腔体之间的一处空隙。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，每一级挡板与所述腔体之间的空隙的横截面积小于上一级挡板与所述腔体之间的空隙的横截面积，使得所述腔体内的液体流速逐级减小。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，相邻两级挡板之间的腔体的横截面积逐级增大，使得所述腔体内的液体流速逐级减小。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，每一级挡板与所述腔体之间的空隙的横截面积等于每一级挡板之前的腔体的横截面积。
6.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述颗粒物收集槽为在所述腔体侧壁的底部设置的下凹槽。
7.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括颗粒物监测装置和数据处理装置；
所述颗粒物监测装置用于检测颗粒物收集槽中的颗粒物含量；
所述数据处理装置用于根据各个颗粒物收集槽中的颗粒物含量和所述液体总流量，确定流过所述腔体的液体中的颗粒物浓度。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，每个颗粒物收集槽用于收集对应尺寸的颗粒物；
所述数据处理装置用于：
根据各个颗粒物收集槽中的颗粒物含量，确定颗粒物总含量；
根据所述颗粒物总含量和所述液体总流量，确定流过所述腔体的液体中的颗粒物总浓度；
针对任一颗粒物收集槽，根据所述任一颗粒物收集槽中的颗粒物含量和所述液体总流量，确定流过所述腔体的液体中对应尺寸的颗粒物的浓度。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述颗粒物监测装置包括光发射器件、光接收器件和处理单元，所述光发射器件用于向颗粒物收集槽内发射检测光，所述光接收器件用于测量检测光经过颗粒物收集槽后的光强度，所述处理单元用于根据所述光接收器件检测到的光强度，确定颗粒物收集槽中的颗粒物含量。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述颗粒物监测装置包括称重传感器，所述称重传感器用于测量颗粒物收集槽中的颗粒物质量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110039462.4A CN112362548B (zh) | 2021-01-13 | 2021-01-13 | 液体中颗粒物监测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110039462.4A CN112362548B (zh) | 2021-01-13 | 2021-01-13 | 液体中颗粒物监测系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112362548A true CN112362548A (zh) | 2021-02-12 |
| CN112362548B CN112362548B (zh) | 2021-04-13 |
Family
ID=74534883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110039462.4A Active CN112362548B (zh) | 2021-01-13 | 2021-01-13 | 液体中颗粒物监测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112362548B (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2300924A (en) * | 1995-05-15 | 1996-11-20 | Lexmark Int Inc | Solid concentration measuring device |
| US20030200787A1 (en) * | 2002-04-24 | 2003-10-30 | Shimadzu Corporation | Method for measuring suspended particulate matter in atmospheric air |
| CN202778095U (zh) * | 2012-06-12 | 2013-03-13 | 东莞理工学院 | 惯性滤膜及其粒子分级采样装置 |
| CN203971475U (zh) * | 2014-06-27 | 2014-12-03 | 天津钢管集团股份有限公司 | 水处理用自沉式除污装置 |
| CN205323298U (zh) * | 2015-12-22 | 2016-06-22 | 甘肃瓮福化工有限责任公司 | 一种悬浮液体在线梯级沉降过滤装置 |
| CN205643091U (zh) * | 2016-05-18 | 2016-10-12 | 武汉市普瑞思高科技有限公司 | 空气悬浮颗粒浓度检测装置 |
| US20180024038A1 (en) * | 2016-07-25 | 2018-01-25 | Denso Corporation | Particulate matter detection sensor and particulate matter detection apparatus |
| CN207991893U (zh) * | 2018-03-11 | 2018-10-19 | 辽宁泽明环境监测有限公司 | 智能tsp综合采样器 |
| CN109959585A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-07-02 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 一种入河口悬浮物分级计量装置 |
| CN211486674U (zh) * | 2019-09-29 | 2020-09-15 | 赖大秀 | 污水处理用清淤装置 |
-
2021
- 2021-01-13 CN CN202110039462.4A patent/CN112362548B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2300924A (en) * | 1995-05-15 | 1996-11-20 | Lexmark Int Inc | Solid concentration measuring device |
| US20030200787A1 (en) * | 2002-04-24 | 2003-10-30 | Shimadzu Corporation | Method for measuring suspended particulate matter in atmospheric air |
| CN202778095U (zh) * | 2012-06-12 | 2013-03-13 | 东莞理工学院 | 惯性滤膜及其粒子分级采样装置 |
| CN203971475U (zh) * | 2014-06-27 | 2014-12-03 | 天津钢管集团股份有限公司 | 水处理用自沉式除污装置 |
| CN205323298U (zh) * | 2015-12-22 | 2016-06-22 | 甘肃瓮福化工有限责任公司 | 一种悬浮液体在线梯级沉降过滤装置 |
| CN205643091U (zh) * | 2016-05-18 | 2016-10-12 | 武汉市普瑞思高科技有限公司 | 空气悬浮颗粒浓度检测装置 |
| US20180024038A1 (en) * | 2016-07-25 | 2018-01-25 | Denso Corporation | Particulate matter detection sensor and particulate matter detection apparatus |
| CN207991893U (zh) * | 2018-03-11 | 2018-10-19 | 辽宁泽明环境监测有限公司 | 智能tsp综合采样器 |
| CN109959585A (zh) * | 2019-04-08 | 2019-07-02 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 一种入河口悬浮物分级计量装置 |
| CN211486674U (zh) * | 2019-09-29 | 2020-09-15 | 赖大秀 | 污水处理用清淤装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112362548B (zh) | 2021-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2770214C (en) | Performance monitoring of individual hydrocyclones using sonar-based slurry flow measurement | |
| US7991510B2 (en) | Flow measurement and control with bubble detection | |
| US20140238116A1 (en) | Ultrasonic system for measuring both flow rate and concentration | |
| KR101138579B1 (ko) | 상수관로 이동형 수질 측정 및 입자포집장치 | |
| KR100503020B1 (ko) | 탁도의측정방법및장치 | |
| JPWO2008047926A1 (ja) | ろ過水監視装置及びろ過水監視システム | |
| US20010027379A1 (en) | Particulate compositions | |
| CN112362548B (zh) | 液体中颗粒物监测系统 | |
| CN101368917B (zh) | 一种自动控制矿浆品位仪 | |
| WO2000046586A1 (en) | Apparatus for and method of monitoring particulate material in a fluid | |
| CN214894353U (zh) | 一种精确的粉尘采样仪 | |
| JP4339199B2 (ja) | 流込み式水力発電所の取水制御方法と取水制御装置 | |
| CN202421014U (zh) | 一种浆液密度测量装置 | |
| CN201322729Y (zh) | 一种自动控制矿浆品位仪 | |
| AU729963B2 (en) | Evaluation of particulate contaminants | |
| CN210982146U (zh) | 一种颗粒浓度监测装置 | |
| WO2023033641A1 (en) | System for monitoring solid particles in fluid flow | |
| CN113107403A (zh) | 一种钻井液溢流预警监测系统及预警监测方法 | |
| CN105738571A (zh) | 滤液在线测量和分析装置 | |
| Hoppe et al. | Options and limits of quantitative and qualitative online-monitoring of industrial discharges into municipal sewage systems | |
| CA2973598C (en) | Detection of cyclone wear or damage using individual cyclone overflow measurement | |
| RU2244281C2 (ru) | Система отбора и доставки проб фильтрата для ионометрии | |
| CN114272653B (zh) | 一种用于沉淀池水的控制系统和方法 | |
| CN220912979U (zh) | 一种水体浊度测量装置 | |
| Wan et al. | Machine Learning Applied to Ultrasonic Flow Meters for measuring Dilute, Turbulent Water-Bentonite Suspension Flow |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |