CN201203601Y - 一种高精度水质在线自动监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高精度水质在线自动监测装置，包括取水单元，其特征在于，配水单元通过第二气动阀、水压力表与取水单元连接，并分别与自动分析仪表、浸入式电极仪表和水样预处理装置连接，同时通过第一控制电磁阀与空气单元连接，自来水总阀通过第四电接点压力表和纯水单元控制阀分别与配水单元、纯水单元和水样预处理装置连接，同时与清洗单元连接，纯水单元通过管道与自动分析仪表连接，清洗单元与取水单元连接，水样预处理装置通过第三电接点压力表与空气单元连接。本实用新型的优点是可提供准确可靠的数据，一体化机柜设计，设备运行可靠稳定，大大降低故障率，维修方便。

Description

一种高精度水质在线自动监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种高精度水质在线自动监测装置，可用于河流、水库以及污染源的水质在线自动监测，属于水质在线自动监测技术领域。

背景技术

目前的水质自动监测装置一般靠墙悬挂仪表，各部分分散安装，连接管路沿墙布设，水样通过水泵抽吸到站房后，只采用简单的沉淀或基本无预处理，即进入仪表进行分析，该装置存在以下缺点：

1.缺乏系统概念，仅注重仪表，忽视作为完整系统应具备的功能；

2.设备分散，杂乱，贴墙布管并安装仪表；

3.取样设施简陋单一；

4.预处理装置落后，忽视预处理对监测稳定性和结果准确性的影响；

5.清洗的方式单一，无管道全排空设计；

6.系统故障率高，维修不方便；

7.忽视环境对系统运行质量的影响；

8.无考虑留样装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种为水质自动监测提供准确可靠的数据，提高运行可靠性和稳定性的高精度水质在线自动监测装置。

为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种高精度水质在线自动监测装置，包括取水单元，其特征在于，配水单元通过第二气动阀、水压力表与取水单元连接，并分别与自动分析仪表、浸入式电极仪表和水样预处理装置连接，同时通过第一控制电磁阀与空气单元连接，自来水总阀通过第四电接点压力表和纯水单元控制阀分别与配水单元、纯水单元和水样预处理装置连接，同时与清洗单元连接，纯水单元通过管道与自动分析仪表连接，清洗单元与取水单元连接，水样预处理装置通过第三电接点压力表与空气单元连接。

本实用新型改变以往将功能简单的几部分拼凑在一起的做法，取样设施功能齐全，采用先进预处理技术，强调预处理装置对监测仪表运行稳定的重要性，增加了环境控制单元，重视环境对系统运行的影响，同时增加自动留样装置，以供一定情况下实验室取样进行分析，本实用新型采用多种清洗方式结合，并施行全排空设计，提升了监测系统的稳定性，减少维护量，提高分析仪表的工作质量。

本实用新型的优点是：

1.重视系统概念，各部分协调运作，提供准确可靠的数据；

2.一体化机柜设计，整齐美观，仪表、设备与管道均在机柜内进行安装和布置；

3.设备运行可靠稳定；

4.大大降低故障率，维修方便。

附图说明

图1为一种高精度水质在线自动监测装置结构示意图；

图2为配水单元结构示意图；

图3为自动分析仪表结构示意图；

图4为纯水单元结构示意图；

图5为空气单元结构示意图；

图6为清洗单元结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

如图1所示，为一种高精度水质在线自动监测装置结构示意图，所述的一种高精度水质在线自动监测装置由配水单元1、自动分析仪表2、纯水单元3、空气单元4、清洗单元5、第二气动阀12、水压力表13、第三电接点压力表36、第一控制电磁阀37、自来水总阀38、第四电接点压力表39、水样预处理装置49和取水单元50连接。

配水单元1通过第二气动阀12、水压力表13与取水单元50连接，并分别与自动分析仪表2、浸入式电极仪表21和水样预处理装置49连接，同时通过第一控制电磁阀37与空气单元4连接，自来水总阀38通过第四电接点压力表39和纯水单元控制阀31分别与配水单元1、纯水单元3和水样预处理装置49连接，同时与清洗单元5连接，纯水单元3通过管道与自动分析仪表2连接，清洗单元5与取水单元50连接，水样预处理装置49通过第三电接点压力表36与空气单元4连接。

取水单元的功能是为系统提供水样，包括取水浮筒6、导轨7、取水泵8、栈桥9、第一气动阀10、第一电接点压力表11和第二气动阀12、水压力表13和手动排放阀48。

栈桥是一种固定在取水点岸边的取水设施，可伸出岸边以便取水。栈桥同时是一个操作平台，可供操作人员清洗取水浮筒6和检查取水泵8等取水设备，导轨7有两根，平行安装，均一端固定在栈桥前端，另一端插入河床至固定，取水浮筒6通过套环与导轨7连接，是一个可以浮在水面并随水位变化而顺着导轨7升降的取水装置，其表面的过滤网可以过滤水中较大的杂物和漂浮物，取水浮筒6通过取水软管与取水泵8连接，取水泵8为水样的运输提供动力，将水样送入配水单元1，取水泵8与第一级预处理单元之间的管道上按水流方向安装有第一气动阀10、第一电接点压力表11、第二气动阀12、水压力表13，清洗单元5工作时，通过它们之间的启闭配合，可实现不同管段的清洗，手动排放阀48可在需要的情况下手动开启，起到临时排空管道的作用。

如图2所示，为配水单元结构示意图，配水单元1的功能是对水样进行分配，主要满足三个方面的要求:第一是多参数仪表的电极一般为浸入式，其水样不需经过预处理；第二是其他参数的仪表所需水样必须经过预处理，即需要与实验室相同条件下静置半小时，第三是应急取样。配水单元1由多参数测量池14、多参数测量池排放泵15、配水单元排放收集口16、沉沙池17、沉沙池排放泵18、沉沙池手动排放阀19和自动取样器20组成。

从取样泵8输送来的水样分为两路：一路水样进入多参数测量池14，多参数测量池14与多参数测量池排放泵15连接，多参数测量池排放泵15与配水单元排放收集口16连接，多参数测量池14溢流口也与配水单元排放收集口16连接，多参数测量池14的废液排放和水样溢流部分均通过管道排入配水单元排放收集口16，配水单元排放收集口16与沉沙池17连接，另一路水样通过管道进入沉沙池17，沉沙池17通过管道与沉沙池排放泵18和沉沙池手动排放阀19连接，沉沙池排放泵18和沉沙池手动排放阀19两者在管道上处于并联位置，即可以通过沉沙池排放泵18自动排放，也可以通过沉沙池手动排放阀19手动排放，自动取样器20通过管道与沉沙池17连接，自动取样器20的取样口位于沉沙池17内中部。

如图3所示，为自动分析仪表结构示意图，自动分析仪表2提供监测数据，均采用国外原装进口仪表，分析仪表一般有两种，一种为浸入式电极仪表21，其所需水样无需经过预处理，仪表不需要试剂；另一种为非浸入式仪表22，其所需水样必需经过预处理，仪表需要试剂，非浸入式仪表22通过试剂管与试剂瓶连接，非浸入式仪表22通过螺丝固定在标准机柜23内，同时通过4-20mA的输出与工业控制器47连接，将监测数据传输到工业控制器47内的数据库储存。

如图4所示，为纯水单元结构示意图，所述的纯水单元3由一级过滤器24、二级过滤器25、三级过滤器26、反渗透膜27、纯水泵28、阴阳离子交换柱29、纯水储存箱30和纯水单元控制阀31组成。

纯水单元控制阀31在自来水管道中控制自来水向纯水单元的供给，一级过滤器24、二级过滤器25、三级过滤器26以串联方式通过管道连接，三级过滤器26通过管道与反渗透膜27连接，反渗透膜27有两个出口，一个为废水排放，通过管道接入排放管；另一个出口为纯水出口，通过管道与阴阳离子交换柱29一端连接，阴阳离子交换柱29的另一端通过管道连接到纯水储存箱30，纯水储存箱30的出水口通过管道与自动分析仪表2纯水进口连接，纯水储存箱30的溢流口通过管道与排放管连接。

如图5所示，为空气单元结构示意图，空气单元4为系统的气动阀门和预处理单元的柱塞泵等气动装置提供气源，为沉沙池17和多参数测量池14的清洗提供搅动动力，所述的空气单元4由空压机32、压力表33、手动阀门34、气动三联件35、电接点压力表三36和控制电磁阀37组成。

空压机32有两台并联连接，通过气管与压力表33连接，再与手动阀门34连接，再与气动三联件35连接，气动三联件35之后的气管分为两路，一路与预处理单元连接，作为该单元的动力气源，管路中连接有电接点压力表三36，用于监控进入预处理单元气压的大小；另一路与系统取水管道和配水单元等部分连接，作为清洗时搅动清洗水的动力源，该管路接有控制电磁阀37，与气动阀一10和第二气动阀12配合，完成管路的反向清洗。

如图6所示，为清洗单元结构示意图，清洗单元5对水样通过清洗，由清洗加压泵40、第二控制电磁阀41、电热器控制阀42、电热器43、第五电接点压力表44、加药泵45和除藻剂储存箱46组成。

通过自来水总阀38后的自来水管道分为两路：一路安装第四电接点压力表39，并与预处理单元49的样水杯喷淋器、配水单元1的沉沙池17喷淋器、多参数测量池14喷淋器等装置连接，上述各喷淋器为并联连接方式。另一路与清洗加压泵40连接，清洗加压泵40后的管路分为并联两路，一路由第二控制电磁阀41控制开启，另一路与电热器43连接，由电热器控制阀42控制开启，并联的两路在电热器43和第二控制电磁阀41后又合为一路，与第五电接点压力44连接，然后接入进样管道，加药泵45连接的管道与清洗管道并联，加药泵从除藻剂储存箱46中抽取药剂，按一定比例通过管道三通注入清洗管道，清洗单元与配水单元之间的管道接有气动控制阀12和压力表13，以显示清洗时的压力。

水样预处理装置49为现有技术，预处理装置安装在机柜背后，其中样水杯底部的排放口与上部的溢流口均与系统的排放管连接。

工作时，当系统的总电源开启时，压缩空气单元和纯水单元开始工作，压缩机开始启动，设定当储气罐内压力小于0.4MPa时空压机自动启动进行压缩空气，当储气罐内压力达到0.8MPa时压缩机停止运行。此时通过气动三联件将空压机气管出口压力调节到0.6MPa左右，为系统各气动部件的工作气源压力。

纯水泵28开始启动，自来水经一级过滤器24、二级过滤器25、三级过滤器26过滤之后进入反渗透膜27，再进入阴阳离子交换柱29之后，取得的纯水储存于纯水储存箱30中备用。

系统开始工作时，清洗单元5启动，清洗加压泵40开始工作，加压自来水通过电热器43加热后进入系统取水管道，此时第二气动阀12关闭，第一气动阀10打开，加压自来水在管道中沿系统进样的反方向流动，进行清洗，同时第二控制电磁阀41打开，压缩空气进入取样管道，对加压自来水进行搅动，增强清洗效果，并在清洗完毕之后，吹出剩余的自来水，进行排空。在进行上述清洗过程的同时，自来水也通过喷淋器对沉沙池17和多参数测量池14进行喷淋清洗，清洗的废水通过各自的排放泵排入排放管中。清洗单元5的加药泵45在日常情况下不启动，当打算对取样管道进行全面清洗时才投入使用，一般这种清洗一年需要2到4次。

当清洗过程结束后，第一气动阀10和第二气动阀12打开，取水管道打通，沉砂池17和多参数测量池14的排放泵停止工作，取水泵8开始工作，河水通过取水浮筒6的滤网进入取水管道，沿管道输送入配水单元1，分为两路同时进入沉砂池17和多参数测量池14，当水样充满沉砂池17和多参数测量池14时，两者的上液位开关被触动，系统接到信号后延迟五分钟，取样泵8停止工作，取水结束，多参数的测量环境要求被测水体有一定速度的流动，在多参数测量池14充满后的5分钟内，水样不断地流入，又不断地通过溢流口流出，保持一定流速，此时自动分析仪表2处于有效工作状态，测得的数据被工业控制器47记录并储存于数据库，取水泵8停止工作后，水样在沉砂池17内静置，按照实验室规范静置沉淀半小时，此时自动取样器20开始工作，抽吸沉砂池17内的水样，将一定量如1升左右的水样储存在冰箱内一个取样瓶内，自动取样器20内共有24个取样瓶，如果本周期水样分析的结果在正常范围内，自动取样器20将自动把取得的水样排出，并清洗取样瓶，如分析结果超标，则保留取得的水样，同时发出警报通知技术人员前来取样进行实验室分析。

水样在沉砂池17内静置半小时之后，水样预处理装置49开始工作，柱塞泵启动，通过安装在沉沙池17内的精密过滤芯对水样进行过滤，过滤后的水样为合格的水样，储存于样水杯中，以供分析仪表分析使用。

水样预处理装置49处理好水样之后，即水样充满样水杯，样水杯的液位开关被触动后，系统触发自动分析仪表2，自动分析仪表2开始自动运行分析，在一定的时间内分析完毕，得到分析数据，传送到工业控制器47，并被记录到数据库中。

Claims (6)

1.一种高精度水质在线自动监测装置，包括取水单元(50)，其特征在于，配水单元(1)通过第二气动阀(12)、水压力表(13)与取水单元(50)连接，并分别与自动分析仪表(2)、浸入式电极仪表(21)和水样预处理装置(49)连接，同时通过第一控制电磁阀(37)与空气单元(4)连接，自来水总阀(38)通过第四电接点压力表(39)和纯水单元控制阀(31)分别与配水单元(1)、纯水单元(3)和水样预处理装置(49)连接，同时与清洗单元(5)连接，纯水单元(3)通过管道与自动分析仪表(2)连接，清洗单元(5)与取水单元(50)连接，水样预处理装置(49)通过第三电接点压力表(36)与空气单元(4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度水质在线自动监测装置，其特征在于，所述的配水单元(1)包括多参数测量池(14)，多参数测量池(14)通过多参数测量池排放泵(15)与配水单元排放收集口(16)连接，同时与沉沙池(17)连接，多参数测量池(14)的溢流口与配水单元排放收集口(16)连接，配水单元排放收集口(16)与沉沙池(17)连接，沉沙池(17)通过管道与并联的沉沙池排放泵(18)和沉沙池手动排放阀(19)连接，自动取样器(20)的取样口位于沉沙池(17)内中部。

3.根据权利要求1所述的一种高精度水质在线自动监测装置，其特征在于，所述的自动分析仪表(2)包括非浸入式仪表(22)，非浸入式仪表(22)通过螺丝固定在标准机柜(23)内，并与工业控制器(47)连接。

4.根据权利要求1所述的一种高精度水质在线自动监测装置，其特征在于，所述的纯水单元(3)包括一级过滤器(24)、二级过滤器(25)、三级过滤器(26)，一级过滤器(24)、二级过滤器(25)、三级过滤器(26)以串联方式通过管道连接，三级过滤器(26)通过管道与反渗透膜(27)连接，反渗透膜(27)一端通过管道接入排放管，另一端通过纯水泵(28)、管道与阴阳离子交换柱(29)一端连接，阴阳离子交换柱(29)的另一端通过管道连接到纯水储存箱(30)。

5.根据权利要求1所述的一种高精度水质在线自动监测装置，其特征在于，所述的空气单元(4)包括空压机(32)，两台空压机(32)并联连接，并通过压力表(33)与手动阀门(34)连接，手动阀门(34)与气动三联件(35)连接。

6.根据权利要求1所述的一种高精度水质在线自动监测装置，其特征在于，所述的清洗单元(5)包括清洗加压泵(40)，清洗加压泵(40)通过管路分为并联两路，一路与第二控制电磁阀(41)连接，另一路通过电热器控制阀(42)与电热器(43)连接，并联的两路在电热器(43)和第二控制电磁阀(41)后又合为一路，与第五电接点压力表四(44)连接，第五电接点压力表四(44)通过加药泵(45)与除藻剂储存箱(46)连接。

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