CN207600895U - 一种污水颗粒质量浓度检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种污水颗粒质量浓度检测装置，包括水槽、污水、夹具、第一换能器、第二换能器、搅拌器和电机，污水放置在水槽中，夹具设置在污水中，夹具的左右两端分别安装有第一换能器和第二换能器，水槽右端设置有搅拌器，搅拌器上部连接有电机，第一换能器上部通过电线连接超声波发射电路，第二换能器上部通过电线连接接收采样单元，超声波发射电路和接收采样单元分别连接控制单元，控制单元连接USB数据传输单元，USB数据传输单元连接上位机，本实用新型设计合理，使用方便，采用超声波检测污水颗粒浓度，速度快，准确率高，对人体无害，适合污水质量检测，有很好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水检测领域，具体涉及一种污水颗粒质量浓度检测装置。
背景技术
伴随着我国现代化建设的脚步，城市人口逐年增多，人们日常生活污水的排放逐年增加。污水处理是水污染防治的重要手段，大部分生活污水和工业废水属于固液两相混合液，其中，固体成分主要为不溶性物质如土壤、砂石、有机腐败残留物等等。在污水处理的过程中，浓度是反映其特性的重要指标。浓度分为体积浓度和质量浓度，即一定量的污水中固体组分的百分比。污水的质量浓度主要是指悬浮颗粒物浓度，在污水悬浮液中一定量固体的百分比。浓度是表征流体状态的重要物理参数，也是分析污水悬浮物基本性质的技术指标。
污水悬浮颗粒质量浓度的检测方法多种多样，各有各的特点。近年来，因超声波检测污水颗粒浓度结果准确性、使用方便以及对人体无害而成为检测污水质量浓度最合适的方法之一。
实用新型内容
本实用新型的目的是为解决上述不足，提供一种污水颗粒质量浓度检测装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种污水颗粒质量浓度检测装置，包括水槽、污水、夹具、第一换能器、第二换能器、搅拌器和电机，污水放置在水槽中，夹具设置在污水中，夹具的左右两端分别安装有第一换能器和第二换能器，水槽右端设置有搅拌器，搅拌器上部连接有电机，第一换能器上部通过电线连接超声波发射电路，第二换能器上部通过电线连接接收采样单元，超声波发射电路和接收采样单元分别连接控制单元，控制单元连接USB数据传输单元，USB数据传输单元连接上位机。
第一换能器为发射换能器，第二换能器为接收换能器。
控制单元采用EP2C5Q208C8N的FPGA芯片。
第二换能器接收第一换能器发射的信号。
本实用新型具有如下有益的效果：
本实用新型设计合理，使用方便，采用超声波检测污水颗粒浓度，速度快，准确率高，对人体无害，适合污水质量检测，有很好的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的超声波发射电路；
图3 为本实用新型的换能器电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
如图1所示，一种污水颗粒质量浓度检测装置，包括水槽1、污水2、夹具3、第一换能器4、第二换能器5、搅拌器6和电7，污水2放置在水槽1中，夹具3设置在污水2中，夹具3的左右两端分别安装有第一换能器4和第二换能器5，水槽1右端设置有搅拌器6，搅拌器6上部连接有电机7，第一换能器4上部通过电线连接超声波发射电路11，第二换能器5上部通过电线连接接收采样单元12，超声波发射电路11和接收采样单元12分别连接控制单元10，控制单元10连接USB数据传输单元9，USB数据传输单元9连接上位机8。
第一换能器为发射换能器，第二换能器为接收换能器。
控制单元采用EP2C5Q208C8N的FPGA芯片。
第二换能器接收第一换能器发射的信号。
工作原理：通过FPGA芯片控制超声波激发电路，发射宽度500ns，触发脉冲波脉冲频率200Hz。利用高压负脉冲激励下超声波换能器的高频机械振动发射来检测一定距离的污水，其部分能量会被衰减，剩余部分通过接收换能器后收集，然后被转换为电压信号，再采样芯片将阻抗匹配接收到的信号转换为数字信号。FPGA模块通过USB接口和PC连接，将采集的数据上传到上位机进行分析和后处理。
如图2所示，超声波发射电路包括光电耦合器、场效应管驱动器、高压脉冲激励电路和超声波换能器，光耦左端接入的控制脉冲信号频率为200Hz，脉冲宽度为500ns，光耦和MOS管驱动器ICL7667采用15V直流电压进行供电，控制超声脉冲发射电路驱动换能器产生超声振动。
如图3所示，换能器工作原理：：电路左端接入控制电压，当控制电压处于低电平时，开关元件Q1处于截止状态，电阻R1，电容C1，二极管D1共同构成了一个充电回路，电容C1作为储能元件被充电，充满完毕时电容两端的电压维持在一个高电压V。当控制电压转换为高电平时，开关元件导通，电容C1被放电。开关元件导通瞬间，电容C1左侧电压值瞬间变为0，由于电容两端的电压差值不能够实现突变，为了维持C1两端电压差值，D2左侧的电压被瞬时钳位至-V。这样就产生了一个高压负脉冲信号，激励超声换能器进行工作。
Claims (4)
1.一种污水颗粒质量浓度检测装置，包括水槽、污水、夹具、第一换能器、第二换能器、搅拌器和电机，其特征在于：污水放置在水槽中，夹具设置在污水中，夹具的左右两端分别安装有第一换能器和第二换能器，水槽右端设置有搅拌器，搅拌器上部连接有电机，第一换能器上部通过电线连接超声波发射电路，第二换能器上部通过电线连接接收采样单元，超声波发射电路和接收采样单元分别连接控制单元，控制单元连接USB数据传输单元，USB数据传输单元连接上位机。
2.根据权利要求1所述的一种污水颗粒质量浓度检测装置，其特征在于：所述的第一换能器为发射换能器，第二换能器为接收换能器。
3.根据权利要求1所述的一种污水颗粒质量浓度检测装置，其特征在于：所述的控制单元采用EP2C5Q208C8N的FPGA芯片。
4.根据权利要求1所述的一种污水颗粒质量浓度检测装置，其特征在于：所述的第二换能器接收第一换能器发射的信号。
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