CN113567431A - 一种工业循环水碱度在线测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业循环水碱度在线测量装置及测量方法，装置包括采样单元，加药单元和控制单元；采样单元包括采样电动阀、流通池和搅拌器；采样电动阀与循环水采样口连通；加药单元包括指示剂容量瓶、指示剂蠕动泵、酸试剂容量瓶和酸试剂蠕动泵；指示剂蠕动泵入口连接指示剂容量瓶、出口连接流通池；酸试剂蠕动泵入口连接酸试剂容量瓶、出口连接流通池；控制单元包括嵌入式控制器、光源发射器和光传感器；嵌入式控制器与光源发射器、光源传感器、采样电动阀、指示剂蠕动泵、酸试剂蠕动泵和搅拌器均电连接。本发明方法可以在无需人工干预的情况下，便捷的实现控制工业循环水碱度的在线测量。

Description

一种工业循环水碱度在线测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及工业循水中水质在线测量技术领域，特别是涉及一种工业循环水碱度在线测量装置及测量方法。

背景技术

工业循环水被称为工业生产系统中的血液，而工业循环水运行中需及时监测与合理控制，否则容易导致循环水系统结垢或腐蚀；一旦循环水系统发生结垢或腐蚀，轻则导致生产效率降低，重则导致停产检修或设备报废。其中碱度是工业循环水发生结垢或腐蚀的主要影响因素，是工业循环水运行中一项重要的监测与控制指标。碱度一般是指水中能与H⁺发生反应的物质总量，工业循环水的碱度主要是由重碳酸根、碳酸根和游离二氧化碳等组成，目前大多工业循环水系统的碱度监测主要是人工滴定检测。这种方法虽然较成熟，但是操作繁琐，需配备检测人员，增加运行劳动力成本；同时无法对循环水碱度进行在线监测。这导致循环水的监测和控制不及时、人为因素影响大，形成生产安全隐患，甚至发生结垢或腐蚀后都找不出原因。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种工业循环水碱度在线测量装置及测量方法，该装置可以实现在线实时测量循环水碱度，无需人工采样测量，保证了循环水的碱度及时监测，起到防止循环水结垢和降低循环水腐蚀的风险。

为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种工业循环水碱度在线测量装置，包括采样单元、加药单元和控制单元；

所述采样单元包括采样电动阀、流通池和搅拌器；所述采样电动阀通过管路与流通池的水样入口相连通，搅拌器设置在流通池内；

所述加药单元包括指示剂容量瓶、指示剂蠕动泵、酸试剂容量瓶和酸试剂蠕动泵；指示剂容量瓶和酸试剂容量瓶分别通过滴液管路与流通池连接，指示剂容量瓶的滴液管路上设置指示剂蠕动泵，酸试剂容量瓶的滴液管路上设置酸试剂蠕动泵；

所述控制单元包括与嵌入式控制器连接的光源发射器和光传感器，光源发射器和光传感器设置在流通池上相对的位置；光源发射器和光传感器均与嵌入式控制器电连接；

所述采样电动阀、搅拌器、指示剂蠕动泵和酸试剂蠕动泵均与嵌入式控制器电连接。

作为本发明的进一步改进，所述光源发射器和光传感器设置在流通池侧壁的中部位置。

作为本发明的进一步改进，所述指示剂容量瓶和酸试剂容量瓶对应的滴液管路端部设置在流通池的顶部。

作为本发明的进一步改进，所述流通池上设置有水样出口，且水样出口高于水样入口，水样出口高于光源发射器和光传感器的安装位置。

作为本发明的进一步改进，所述流通池为柱状透明容器。

作为本发明的进一步改进，所述搅拌器设置在流通池底部。

一种工业循环水碱度在线测量装置的测量方法，包括以下步骤：

采样电动阀打开，流通池内水样充足后，分别依次向流通池内滴加指示剂和酸试剂，通过光源发射器和光传感器检测循环水水样在流通池内溶液颜色发生变化时，根据酸试剂蠕动泵滴加酸试剂的累计体积，计算出该循环水的实时碱度。

和现有技术相比较，本发明具备如下优点：

本发明装置使用嵌入式控制器将指示剂通过指示剂蠕动泵滴入流通池内，融合后，使用酸试剂蠕动泵向流通池内滴加酸试剂，并开启搅拌功能，当光传感器接收到流通池内部液体发生变色后，计算累计加酸量后，即可得出此次测量的循环水碱度。该装置将循环水实现在线采集，简单实用且测量循环水碱度准确度高，能够快速获得循环水的碱度值，满足工业循环水的监测任务。相比目前循环水碱度的人工测量，能够快速准确的实现循环水的在线测量，减少人为误差的引入。

采用该发明测量方法将循环水碱度与滴加入流通池内的酸试剂量进行关联，利用指示剂使得循环水根据加酸量发生变色反应，使用光传感器进行判断，提高了循环水碱度测量的快速性和准确性，而且减少了化验人员的工作量，提高了工业循环水运行的安全性。

附图说明

图1工业循环水碱度在线测量装置；

图2工业循环水碱度在线测量方法流程图。

其中，1、指示剂容量瓶；2、指示剂蠕动泵；3、酸试剂容量瓶；4、酸试剂蠕动泵；5、流通池；6、嵌入式控制器；7、采样电动阀；8、电动搅拌器；9、光源发射器；10、光传感器。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的一种工业循环水碱度在线测量装置，包括采样单元、加药单元和控制单元。

其中，采样单元包括通过管路相连通的采样电动阀7、流通池5和搅拌器8。

加药单元包括指示剂容量瓶1、指示剂蠕动泵2、酸试剂容量瓶3和酸试剂蠕动泵4。

控制单元包括与嵌入式控制器6连接的光源发射器9和光传感器10。

具体的，指示剂容量瓶1通过指示剂蠕动泵2将指示剂泵入流通池5中，酸试剂容量瓶3通过酸试剂蠕动泵4将酸试剂泵入流通池5中；采样电动阀7控制水样进入流通池5中；搅拌器8安装在流通池5底部，对指示剂、酸试剂和水样进行搅拌混合。

光源发射器9和光传感器10设置在流通池5上相对的位置，光源发射器9和光传感器10均与嵌入式控制器6电连接。

指示剂蠕动泵2和酸试剂蠕动泵4均与嵌入式控制器6电连接。

采样电动阀7与嵌入式控制器6电连接。

嵌入式控制器6控制采样电动阀7、指示剂蠕动泵2和酸试剂蠕动泵4开启或关闭，控制光源发射器9开启或关闭，光传感器10获取数据信号发聩给嵌入式控制器6。

作为优选地实施例，流通池5为柱状透明容器，光源发射器9和光传感器10设置在流通池5侧壁的中部位置。

指示剂容量瓶1和酸试剂容量瓶3对应的滴液管路端部设置在流通池5的顶部。流通池5上设置有水样出口，且水样出口高于水样入口，水样出口高于光源发射器9和光传感器10的安装位置。

所述的指示剂蠕动泵入口连接指示剂容量瓶、出口连接流通池；所述的酸试剂蠕动泵入口连接酸试剂容量瓶、出口连接流通池；所述的控制单元包括嵌入式控制器、光源发射器和光传感器；所述的嵌入式控制器与光源发射器、光源传感器、采样电动阀、指示剂蠕动泵、酸试剂蠕动泵和搅拌器均电连接。

基于上述工业循环水碱度在线测量装置的测量方法，包括以下步骤：

本装置使用两台蠕动泵分别依次向流通池内滴加指示剂和酸试剂，通过光源发射器和光传感器检测循环水水样在流通池内溶液颜色发生变化时，酸试剂蠕动泵滴加酸试剂的累计体积，在线计算出该循环水的实时碱度。本发明方法可以在无需人工干预的情况下，便捷的实现工业循环水碱度的在线测量。

下面结合附图1和附图2对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

实施例

如附图1所示，采样电动阀7入口处安装循环水测量水管，保证循环水测量水管内有0.2Mpa压力，便于水样可以动态的流入流通池5内，进行在线测量。

如附图2所示，当嵌入式控制器6发出测量指令时，采样电动阀7打开，冲洗流通池5，保证流通池5内水样充足后，指示剂蠕动泵2滴加0.2ml指示剂1，酸试剂蠕动泵4滴加酸试剂3直至光传感器10发出溶液变色指令后停止，确认酸试剂3的滴加量A，计算此时碱度＝1000A/50mmol/L，即满足工业循环水碱度的在线测量要求。

具体步骤为：

在嵌入式控制器6发出测量指令后，采样电动阀7打开，冲洗30s流通池5,确保流通池5内液体饱和后，关闭采样电动阀7。

启动指示剂蠕动泵2，将0.2ml指示剂1滴入流通池5内，启动酸试剂蠕动泵4，将酸试剂3逐滴滴入流通池5内，并开启搅拌器8，对流通池5内的水样进行搅拌。

光源发射器9开启，发射光源照射流通池5内的水样，光传感器10接收到流通池5内部的水样颜色，当水样颜色未发生变化时，酸试剂蠕动泵4继续滴加酸试剂3；当水样颜色发生变化时，停止酸试剂蠕动泵4后，同时停止搅拌器8，计算出酸指示剂3的滴加量A。

嵌入式控制器6计算此时水样的碱度＝1000A/50mmol/L。计算出结果后，打开采样电动阀7，冲洗10s后，保证将刚才测量的液体排出流通池5后，关闭采样电动阀7，完成此次碱度的在线测量。

综上所述，本发明装置结构简单，可以实现自动化测量过程，本发明方法可以在无需人工干预的情况下，便捷的实现控制工业循环水碱度的在线测量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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披露的技术范围内，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该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种工业循环水碱度在线测量装置，其特征在于，包括采样单元、加药单元和控制单元；

所述采样单元包括采样电动阀(7)、流通池(5)和搅拌器(8)；所述采样电动阀(7)通过管路与流通池(5)的水样入口相连通，搅拌器(8)设置在流通池(5)内；

所述加药单元包括指示剂容量瓶(1)、指示剂蠕动泵(2)、酸试剂容量瓶(3)和酸试剂蠕动泵(4)；指示剂容量瓶(1)和酸试剂容量瓶(3)分别通过滴液管路与流通池(5)连接，指示剂容量瓶(1)的滴液管路上设置指示剂蠕动泵(2)，酸试剂容量瓶(3)的滴液管路上设置酸试剂蠕动泵(4)；

所述控制单元包括与嵌入式控制器(6)连接的光源发射器(9)和光传感器(10)，光源发射器(9)和光传感器(10)设置在流通池(5)上相对的位置；光源发射器(9)和光传感器(10)均与嵌入式控制器(6)电连接；

所述采样电动阀(7)、搅拌器(8)、指示剂蠕动泵(2)和酸试剂蠕动泵(4)均与嵌入式控制器(6)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种工业循环水碱度在线测量装置，其特征在于，所述光源发射器(9)和光传感器(10)设置在流通池(5)侧壁的中部位置。

3.根据权利要求1所述的一种工业循环水碱度在线测量装置，其特征在于，所述指示剂容量瓶(1)和酸试剂容量瓶(3)对应的滴液管路端部设置在流通池(5)的顶部。

4.根据权利要求1所述的一种工业循环水碱度在线测量装置，其特征在于，所述流通池(5)上设置有水样出口，且水样出口高于水样入口，水样出口高于光源发射器(9)和光传感器(10)的安装位置。

5.根据权利要求1所述的一种工业循环水碱度在线测量装置，其特征在于，所述流通池(5)为柱状透明容器。

6.根据权利要求1所述的一种工业循环水碱度在线测量装置，其特征在于，所述搅拌器(8)设置在流通池(5)底部。

7.基于权利要求1至6任意一项所述的工业循环水碱度在线测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

采样电动阀(7)打开，流通池(5)内水样充足后，分别依次向流通池(5)内滴加指示剂和酸试剂，通过光源发射器(9)和光传感器(10)检测循环水水样在流通池内溶液颜色发生变化时，根据酸试剂蠕动泵(2)滴加酸试剂的累计体积，计算出该循环水的实时碱度。

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