CN202099102U - 用于水消毒的余氯控制装置 - Google Patents

Abstract

一种用于水消毒的余氯控制装置，包括：污水管调节控制系统、消毒池调节控制系统、信号控制单元和加药泵；其中，污水管调节控制系统，用于检测污水管所排放的污水流量，生成开环调节信号，输出至信号控制单元；消毒池调节控制系统，用于检测污水消毒池中污水的余氯含量，生成闭环调节信号，输出至信号控制单元；信号控制单元，用于生成反馈控制调节信号，输出至加药泵；加药泵，用于依据调节信号控制消毒氯液的投放量。

Description

用于水消毒的余氯控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于水消毒的余氯控制装置。 

背景技术

目前，常用的污水消毒方法为化学法消毒，具体为：污水管将污水注入污水池，通过加药泵向污水池中注入氯液以进行消毒。并且，通过检测消毒后污水中余氯(次氯酸)含量浓度来判断消毒能否达标，因此，控制消毒后污水中的余氯含量便是保证污水消毒检测达标的重要手段。但在向污水池中加氯液并控制污水余氯含量的过程中，现有技术主要采用人工测量消毒后的污水余氯浓度，再根据测量结果手动调节加药泵用以控制氯液投放量的方式。此技术明显存在非线性、滞后性以及不确定性等缺点，很难精确控制氯液的投放，从而会影响污水余氯的含量浓度。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种用于污水消毒的余氯控制装置，以实现精确控制氯液的投放量，完成污水消毒。 

本实用新型包括： 

污水管调节控制系统，用于检测污水管向污水消毒池所排放的污水流量，并据此生成开环调节信号； 

消毒池调节控制系统，用于检测污水消毒池中污水的余氯含量，并据此生成闭环调节信号； 

信号控制单元，与污水管调节控制系统和消毒池调节控制系统和连接，用于根据所述开环调节信号和闭环调节信号生成反馈控制调节信号； 

加药泵，与信号控制单元连接，用于依据所述反馈控制调节信号 控制氯液向污水消毒池的投放量。 

由上，依据污水管流量检测和污水所含余氯检测结果，实现对药液投放量的精确控制，完成污水消毒。 

其中，所述污水管调节控制系统包括： 

流量检测模块，用于检测污水管的污水流量，并生成污水流量信号； 

流量信号处理模块，与流量检测模块连接，用于将所述污水流量信号转换为标准信号； 

流量信号调节模块，与流量信号处理模块连接，用于根据所述标准信号计算出开环调节信号。 

由上，可实现快速检测污水流量变化，并迅速计算出开环调节信号。 

其中，所述消毒池调节控制系统包括： 

余氯检测模块，用于检测污水消毒池中的余氯浓度，并生成余氯浓度信号； 

余氯信号处理模块，与余氯检测模块连接，用于将所述余氯浓度信号转换为标准信号； 

余氯信号调节模块，与余氯信号处理模块连接，用于根据所述标准信号计算闭环调节信号。 

由上，可实现依据所检测消毒池中污水余氯浓度，计算生成闭环调节信号，进一步控制药液的投放。 

进一步的，所述余氯检测模块包括一覆膜式探头，探头内设置工作电极、反电极和参考电极，依次连接组成余氯检测回路。 

由上，实现余氯检测的精确性。 

进一步的，所述覆膜式探头为憎水型聚四氯乙烯覆膜式探头。 

由上，可实现有效阻止污水进入余氯检测模块。 

进一步的，加药泵还包括： 

设置于所述加药泵内的液位报警装置，用于检测氯液余量。 

由上，可提高药液控制装置的使用安全性。 

进一步的，余氯控制装置还包括显示模块，与所述流量信号处理模块和余氯信号处理模块连接，用于根据相应的所述标准信号显示污水流量和余氯浓度。 

所述显示模块还包括： 

信号转换单元，用于接收所述标准信号，转换为显示信号； 

显示单元，用于生成显示数值图像，显示污水流量和余氯浓度。 

由上可以实现直观显示测量结果，方便使用。 

附图说明

图1为本实用新型污水消毒的余氯控制装置的原理图。 

具体实施方式

如图1出示了本实用新型污水消毒的余氯控制装置的原理图，装置包括：污水管调节控制系统10、消毒池调节控制系统20、信号控制单元30和加药泵40。 

污水管调节控制系统10，用于检测污水管所排放的污水流量，并依据所检测的污水流量生成开环调节信号。 

所述污水管调节控制系统10由流量检测模块101、流量信号处理模块102和流量信号调节模块103依次连接组成。 

其中，流量检测模块101用于检测污水管的污水流量，并生成污水流量信号，输出至流量信号处理模块102。 

流量信号处理模块102用于接收上述污水流量信号，并将该信号进行放大转换处理转换为4-20mA或0-10V的标准信号，输出至流量信号调节模块103。 

流量信号调节模块103与信号控制单元30连接，用于接收上述污水流量信号，生成开环调节信号并输出至信号控制单元30。 

下面对流量信号调节模块103的调节过程进行具体描述，流量信号调节模块103的调节模式为开环调节。依照被调节参数(即污水流量信号)的变化进行的，当污水流量刚刚出现变化而可以被流量检测 模块101测出时，流量信号调节模块103便可接收到流量信号处理模块102进行放大转换处理后的表示污水流量的信号。流量信号调节模块103依据开环调节公式发出开环调节信号，其开环调节公式为：e₁＝k₁y_n。其中，e₁表示开环调节信号，k₁为的比例系数，y_n代表污水流量的变化量。并将所上述开环调节信号(e₁)输出至信号控制单元30。 

信号控制单元30接收上述开环调节信号(e₁)，并将上述信号传输至加药泵40。加药泵40设置于污水消毒池中，用于依据调节信号调节自身的转速从而控制氯液的投放量，对污水消毒池中的污水进行消毒。另外，所述加药泵40还用于根据污水消毒池中的污水的氯液量进行消毒，将在后文进行描述。 

消毒池调节控制系统20与信号控制单元30连接，用于检测污水消毒池中污水的余氯含量，并依据所检测的余氯含量生成闭环调节信号。 

消毒池调节控制系统20由余氯检测模块201、余氯信号处理模块202、余氯信号调节模块203依次连接组成。 

其中，余氯检测模块201用于检测消毒池中污水的余氯浓度，并将检测结果输出至余氯信号处理模块202。 

其中，所述余氯检测模块201采用覆膜式探头结构，探头内填充电解质溶液，并设置三类电极，分别为工作电极(Au)、反电极(Ag/AgC1)和参考电极，三类电极依次连接组成检测回路，浸入电解质溶液内。覆膜的材料采用聚四氯乙烯(憎水型)，设置渗透覆膜的目的是：使得污水中的余氯通过覆膜，并在工作电极上发生化学反应，同时隔离污水(污水无法通过覆膜渗透到电解质溶液内)。 

余氯检测模块201的工作原理为：系统上电后，工作电极(Au)和反电极(Ag/AgC1)被施加恒定极化电压，工作电极(Au)与污水中渗透过覆膜的余氯进行还原反应，检测回路产生扩散电流信号。其电流强度与污水中的余氯浓度成正比例，因此，上述电流信号即表示被测污水中余氯含量浓度，输出至余氯信号处理模块202。 

余氯信号处理模块202用于接收上述余氯浓度信号，并将该信号进行放大转换处理，转换为4-20mA或0-10V的标准信号，输出至余氯信号调节模块203。 

余氯信号调节模块203用于接收上述污水余氯浓度信号，生成闭环调节信号，并将上述调节信号输出至信号控制单元30。 

下面对余氯信号调节模块203的调节过程进行描述，余氯信号调节模块203首先计算出预先设定余氯浓度与传感器201所测余氯的浓度的差值，为方便后文描述，以y₀表示预先设定余氯浓度；y表示传感器201所测余氯的浓度，m表示余氯检测次序。即得出公： 

其中，e₂表示预先设定余氯浓度与传感器201所测余氯的浓度的差值。当消毒池中污水的余氯浓度与设定浓度出现偏差后，余氯信号调节模块203通过比例、积分、微分运算立即进行闭环调节，得出闭环调节信号e₂’，即 

其中，k₂表示闭环调节系数。 

信号控制单元30分别与流量信号调节模块103、余氯信号调节模块203和加药泵40连接，用于将接收的开环调节信号(e₁)和闭环调节信号(e₂’)进行叠加计算生成反馈控制调节信号(e)，即 

其中，上述余氯信号调节模块203和信号控制单元30可由PID控制器实现。 

加药泵40接收上述反馈控制调节信号(e)，依据上述反馈控制调节信号再次调节自身的转速，从而调整氯液的投放量，使氯液的投放量达到最优状态，对污水消毒池中的污水进行消毒。不难理解，若消毒后余氯检测模块201所检测污水中的余氯浓度依然不合格，则依据余氯检测浓度与预设余氯浓度的偏差量再次调节氯液的投放量，以此类推，直至余氯浓度合格。其消毒过程与上述过程相同，此处不再赘述。 

较佳的，在加药泵40内部，还可设置一液位报警装置(图中未标出)，用于提示消毒药液余量。当加药泵40中的氯液因不断投放而到达报警装置设定氯液存量下限时，报警装置的开关触发蜂鸣器报警以提示用户添加氯液，并断开加药泵40开关。当注入的氯液超过报警装置设定下限时，报警停止，接通加药泵40开关。所述开关采用12V或24V安全电压供电。 

另外，本实用新型所述污水消毒的余氯控制装置还包括显示模块(图中未标出)，分别与流量信号处理模块102和余氯信号处理模块202连接。用于显示污水流量和余氯含量的数值。 

显示模块包括信号转换单元和显示单元。其中，信号转换单元接收流量信号处理模块102和余氯信号处理模块202所输出的标准信号，将其进行转换处理后输出至显示单元，显示单元用于生成数值图像，显示污水流量和余氯含量的数值。 

本实用新型所述系统包括自动模式和手动模式，其中自动模式的具体实施方式为：选择自动模式，流量检测模块101检测污水管排放污水的流量，生成流量信号。该信号被流量信号处理模块102进行放大转换处理为4-20mA或0-10V的标准信号后，输出至流量信号调节模块103和显示模块。显示模块显示所检测的污水流量，流量信号调节模块103依照开环调节公式(e₁＝k₁y_n)发出开环调节信号(e₁)，输出至信号控制单元30。信号控制单元30将上述调节信号输出至加药泵40，投放氯液对污水进行消毒。余氯传感器201检测消毒后污水中的余氯含量浓度，生成余氯浓度信号输出至余氯信号处理模块202，进行放大转换处理为4-20mA或0-10V的标准信号后，将上述余氯浓度信号输出至余氯信号调节模块203和显示模块。显示模块显示所检测的余氯的浓度，余氯信号调节模块203依照闭环调节公式 

发出闭环调节信号(e₂’)，传送至信号控制单元30，将开环调节信号(e₁)与闭环调节信号(e₂’)进行叠加计算生成反馈控制调节信号(e)，输出至加药泵40，调整氯液的投放量进行消毒。 

如此循环上述步骤直至所检测的污水中的余氯浓度达标。 

另外，当自动模式出现故障或调试时，可启用手动模式。其具体实施方式为：切换手动模式，用户参照显示单元所显示的污水流量信息以及余氯浓度信息(检测过程不再赘述)，用户手动控制加药泵40的转速，控制氯液的投放量。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，例如，本实用新型所涉及的余氯控制装置不仅可用于污水消毒，同样可用于市政用水消毒和饮用水消毒。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种用于水消毒的余氯控制装置，其特征在于，包括：

污水管调节控制系统(10)，用于检测污水管向污水消毒池所排放的污水流量，并据此生成开环调节信号；

消毒池调节控制系统(20)，用于检测污水消毒池中污水的余氯含量，并据此生成闭环调节信号；

信号控制单元(30)，与污水管调节控制系统(10)和消毒池调节控制系统(20)和连接，用于根据所述开环调节信号和闭环调节信号生成反馈控制调节信号；

加药泵(40)，与信号控制单元(30)连接，用于依据所述反馈控制调节信号控制消毒氯液向污水消毒池的投放量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述污水管调节控制系统(10)包括：

流量检测模块(101)，用于检测污水管的污水流量，并生成污水流量信号；

流量信号处理模块(102)，与流量检测模块(101)连接，用于将所述污水流量信号转换为标准信号；

流量信号调节模块(103)，与流量信号处理模块(102)连接，用于根据所述标准信号计算出开环调节信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述消毒池调节控制系统(20)包括：

余氯检测模块(201)，用于检测污水消毒池中的余氯浓度，并生成余氯浓度信号；

余氯信号处理模块(202)，与余氯检测模块(201)连接，用于将所述余氯浓度信号转换为标准信号；

余氯信号调节模块(203)，与余氯信号处理模块(202)连接，用于根据所述标准信号计算闭环调节信号。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述余氯检测模 块(201)包括一覆膜式探头，探头内设置工作电极、反电极和参考电极，依次连接组成余氯检测回路。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述覆膜式探头为憎水型聚四氯乙烯覆膜式探头。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

设置于所述加药泵(40)内的液位报警装置，用于检测消毒氯液余量。

7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括显示模块，与所述流量信号处理模块(102)和余氯信号处理模块(202)连接，用于根据相应的所述标准信号显示污水流量和余氯浓度。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述显示模块还包括：

信号转换单元，用于接收所述标准信号，转换为显示信号；

显示单元，用于生成显示数值图像，显示污水流量和余氯浓度。 

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