CN208008504U - 一种紫外杀菌的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种紫外杀菌的控制系统，包括用于放入到压载水中的紫外线杀菌装置，其特征在于，还包括用以控制流经紫外线杀菌装置的水流量的流量调节阀、设置在紫外线杀菌装置内的紫外照度传感器和用以检测紫外线杀菌装置中的流量计，所述紫外线杀菌装置包括壳体、设置在壳体内的多根紫外线灯管以及用以驱动紫外线灯管的镇流器，所述镇流器、流量调节阀、紫外照度传感器以及流量计与控制器信号连接，所述控制器能够根据镇流器的实时输出功率、流量计检测的流量值以及紫外照度传感器检测的紫外线辐照强度来调节镇流器的输出功率或者流量调节阀的开度。该控制系统能够保证杀菌效果的同时，降低能耗。

Description

一种紫外杀菌的控制系统

技术领域

本实用新型涉及船舶压载水杀菌领域，尤其涉及一种紫外杀菌的控制系统。

背景技术

船舶压载水已经给各沿海国家造成了难以弥补的损失,随着船舶压载水对海洋环境影响的日益加剧，IMO于2004年2月在其总部伦敦通过了《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》,制定了船舶压载水的处理标准。正是在此种背景下，提出并研究了用紫外线处理船舶压载水，发现紫外线对杀灭海洋细菌、微生物非常有效。其杀菌的原理利用强紫外线光波来破坏微生物的DNA结构，来达到杀菌的目的，让细菌等“不速之客”就在水舱中销声匿迹，从而最大程度减少有害生物体的扩散繁衍。紫外线杀菌能迅速有效地杀灭各种细菌、病毒等微生物；通过光解作用，能有效降解水中的氯化物；操作简单，维护方便；占地面积小，处理水量大；无污染，环保性强，不会产生毒副作用；投资成本低，运行费用低，设备安装方便；利用光学原理设计了独特的内壁处理工艺，使腔体内得以最大限度地利用紫外线，使杀菌效果成倍提高。

紫外线杀菌是船舶压载水处理系统中的一个部分，这种处理方法具有杀菌彻底、物理工艺无二次污染、安装灵活方便等特点。其中在紫外线杀菌技术中起到关键的设计参数是紫外线辐照剂量 DOSE(mJ/cm²)，辐照剂量越大，杀菌效果越好，但高剂量往往需要高能耗，所以如何根据目标剂量和目标水体经济地运行时控制系统的关键。目前大部分压载水处理系统中的辐照剂量均是通过当前的紫外辐照强度与杀菌装置腔体中水流停留的时间乘积粗略估算计量值，误差很大。而且为了取得较好的杀菌效果，紫外线灯管的输出功率均在满负荷状态，在压载水透过率或者流量有变动时无法有效的调节紫外线灯管的输出功率，也忽略了紫外线灯管寿命及其紫外线强度衰减因素。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种紫外杀菌的控制系统，根据设定的辐照剂量，通过压载水流量和紫外线照度的变化能自动调节紫外线灯管的输出功率，还能延长紫外线灯管的使用寿命，同时还能减少对船舶配电网络的影响，实现真正的高效低能耗。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种紫外杀菌的控制系统，包括用于放入到压载水中的紫外线杀菌装置，其特征在于，还包括用以控制流经紫外线杀菌装置的水流量的流量调节阀、设置在紫外线杀菌装置内的紫外照度传感器和用以检测紫外线杀菌装置中的流量计，所述紫外线杀菌装置包括壳体、设置在壳体内的多根紫外线灯管以及用以驱动紫外线灯管的镇流器，所述镇流器、流量调节阀、紫外照度传感器以及流量计与控制器信号连接，所述控制器能够根据镇流器的实时输出功率、流量计检测的流量值以及紫外照度传感器检测的紫外线辐照强度来调节镇流器的输出功率或者流量调节阀的开度。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

该控制系统能够根据实时检测的数据计算紫外线实时的辐照剂量，并将实时的辐照剂量与设定的辐照剂量进行对比，并根据对比结果来实现控制，实现了智能化操作，保证了杀菌的效果；并且控制器会将辐照剂量始终稳定在设定的辐照剂量范围内，当辐照剂量过高时及时地降低辐照剂量以降低能耗。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个优选实施例的原理图

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1所述的一种紫外杀菌的控制系统包括用于放入到压载水中的紫外线杀菌装置、用以控制流经紫外线杀菌装置的水流量的流量调节阀、设置在紫外线杀菌装置内的紫外照度传感器以及与紫外线杀菌装置、流量调节阀和紫外照度传感器信号连接的控制器，所述控制器能够控制紫外线杀菌装置工作和流量调节阀调节水流量，所述控制器能够通过紫外照度传感器获取紫外杀菌装置的紫外辐照强度。所述控制系统还包括与控制器信号连接的流量计用以检测紫外线杀菌装置外的水流量。并且，所述控制器外接船舶控制系统。所述流量调节阀、紫外照度传感器、流量计均采用现有技术。

所述紫外线杀菌装置包括壳体、设置在壳体内的4～20根紫外线灯管以及用以驱动紫外线灯管的镇流器，所述镇流器通过RS485Modbus RTU的方式连接到控制器。所述紫外线灯管的数量和型号能够根据实际情况进行选定。

所述控制器根据通过流量计反馈的流量值FT(m3/h)、紫外线照度传感器反馈的紫外线辐照强度UVI(mW/cm2)以及镇流器的实时输出功率UVP(KW)来计算紫外线杀菌装置的实时辐照剂量 DOSE(mJ/cm²)，并且将实时辐照剂量与设定的辐照剂量进行对比，并根据对比结果调整镇流器的输出功率以保证辐照剂量在设定的辐照剂量的附近波动，所述设定的辐照剂量根据经验进行设定。

所述流量值、紫外线辐照强度、输出功率以及辐照剂量的关系通过CFD数值模拟来确定，即通过CFD数值模拟能够确定所述流量值、紫外线辐照强度、输出功率以及辐照剂量之间的函数关系，并且该函数关系能够根据经验就行修正，根据函数关系能够根据其中的三个参数来计算出另外一个参数的值。具体地，所述CFD数值模拟为现有技术，此处不再详述。

同样，所述控制器也能够根据计算出的紫外线辐照剂量控制流量调节阀调节流经紫外线杀菌装置的压载水的流量以根据实际情况实时地改变流量，在保证杀菌的效果的同时能够降低能耗。

上述控制系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤一：当压载水的流量大于设定的流量时，控制器发送指令给紫镇流器来进行开灯；若当前流量低于设定的流量时，则控制器不启动镇流器也不进行开灯，同时给出错误的报警信息，提示用户当前水流量太低。

步骤二：对于正常工作当中的紫外线灯管，控制器根据紫外线照度传感器反馈的照度值、流量计反馈的流量值以及镇流器的实时功率计算出实时的辐照剂量，并将实时的辐照剂量与设定的辐照剂量进行对比，根据对比结果在线调节紫外线灯管的输出功率或者压载水的流量以在保证杀菌效果的同时降低能耗。

具体地，在步骤二中，若紫外线辐照剂量已达到设定的正常范围内，控制器则不再调节紫外线镇流器对灯管的输出功率；紫外线辐照剂量值不在正常范围内时分别有两种处理方式：一种是当镇流器采取的是满功率输出模式时，且紫外线辐照剂量低于设定的正常范围的下限时，控制器做出辐照剂量太低的提示报警，控制器可以通过流量调节阀来进行PID调节压载水的流量，从而提高辐射剂量；另一种是当紫外线镇流器采取的是自动调节模式时，紫外线辐照剂量超过正常设定值上限时，控制器会通过紫外线镇流器降低输出功率来降低辐射剂量，以达到高效低能耗的工作目的。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (1)

1.一种紫外杀菌的控制系统，包括用于放入到压载水中的紫外线杀菌装置，其特征在于，还包括用以控制流经紫外线杀菌装置的水流量的流量调节阀、设置在紫外线杀菌装置内的紫外照度传感器和用以检测紫外线杀菌装置中的流量计，所述紫外线杀菌装置包括壳体、设置在壳体内的多根紫外线灯管以及用以驱动紫外线灯管的镇流器，所述镇流器、流量调节阀、紫外照度传感器以及流量计与控制器信号连接，所述控制器能够根据镇流器的实时输出功率、流量计检测的流量值以及紫外照度传感器检测的紫外线辐照强度来调节镇流器的输出功率或者流量调节阀的开度。