CN219284744U - 一种在线水样采样与自动稀释系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水质检测技术领域，公开了一种在线水样采样与自动稀释系统。该系统包括：水样采集单元，包括依次连接的采样泵、过滤器、第一流量调节阀和第一流量表；稀释水供给单元，包括依次连接的纯水供给装置、第二流量调节阀和第二流量表；自动控制器，用于控制所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀的开度大小；水样混合器，分别与所述第一流量表和所述第二流量表连接，使来自所述水样采集单元的水样和来自所述稀释水供给单元的纯水在所述水样混合器中混合；以及水质检测装置，与所述水样混合器连接。按照本实用新型的系统，在水质监测仪表量程有限的情况下，可以满足高浓度水质的检测需求。

Description

一种在线水样采样与自动稀释系统

技术领域

本实用新型涉及水质检测技术领域，具体涉及一种在线水样采样与自动稀释系统。

背景技术

目前，环境水质监测或电力、钢铁、化工等领域锅炉水汽系统水质监测过程中，当水质某项待检测指标超出仪器正常测量范围时，对于实验室仪表来说，需要测试人员人工对水样进行稀释后再进行测量，整个测量过程耗时耗力。

对于在线监测仪表来说，当水质待测指标超出仪器正常测量范围后，监测数值将不能作为参考数据来对生产工艺或排放指标等作为指导依据，影响正常测量过程。目前还没有一种独立于检测仪器的实验室仪表或在线水质监测仪表来完成工作。因此，设计一种用于大浓度水质监测的水样稀释装置显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种在线水样采样与自动稀释系统，实现对监测水体的连续性在线采样，同时实现对浑浊水体的预处理过滤，以及对高浓度水样的自动稀释。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种在线水样采样与自动稀释系统，包括：

水样采集单元，包括依次连接的采样泵、过滤器、第一流量调节阀和第一流量表；

稀释水供给单元，包括依次连接的纯水供给装置、第二流量调节阀和第二流量表；

自动控制器，用于控制所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀的开度大小；

水样混合器，分别与所述第一流量表和所述第二流量表连接，使来自所述水样采集单元的水样和来自所述稀释水供给单元的纯水在所述水样混合器中混合；以及

水质检测装置，与所述水样混合器连接。

优选地，所述过滤器包括过滤膜，所述过滤膜为错流过滤形式的过滤膜。

优选地，所述过滤膜为亲水型EPTFE过滤膜。

优选地，所述纯水供给装置包括相互连接的纯水制备机和压力储罐，所述压力储罐与所述第二流量调节阀连接。

优选地，所述水样混合器的内部设置有混合部件。

优选地，所述混合部件为双螺旋导流挡板。

优选地，所述自动控制器包括数据收集单元、数据处理单元和控制指令输出单元。

优选地，所述数据收集单元与所述第一流量表、所述第二流量表和所述水质检测装置电连接，用于收集所述第一流量表、所述第二流量表和所述水质检测装置的数据。

优选地，所述控制指令输出单元分别向所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀输出控制指令。

优选地，所述自动控制器具有液晶显示屏，用于显示由所述水质检测装置获得的水质检测数据。

按照本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统，通过设置稀释水供给单元，在水质监测仪表量程有限的情况下，可以满足高浓度水质的检测需求。

按照本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统，通过在水样采集单元中设置过滤器，可以对浑浊水体进行预处理降浊，因而适用于浑浊水体的水质监测。

按照本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统，在水样采集单元和稀释水供给单元中，将流量调节阀和流量表进行组合使用，与传统的计量泵方式相比，水量计量更准确，计量精度更高。

按照本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统，在较优选的实施方式中，通过在稀释水供给单元中配置纯水制备机和压力储罐，可以有效保障纯水供给和压力稳定，且由于压力储罐的缓存作用，则可以选用较少设计流量的纯水制备机，减少设备总体造价。

按照本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统，在较优选的实施方式中，通过在自动控制器中集合数据收集、数据处理和控制指令输出的功能，形成闭环控制系统，可以实现数据的精准、快速响应，实现自动稀释功能。

附图说明

图1是本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统的示意图。

附图标记说明

1、采样泵；2、过滤器；3、第一流量调节阀；4、第一流量表；5、纯水制备机；6、压力储罐；7、第二流量调节阀；8、第二流量表；9、水样混合器；10、水质检测装置；11、自动控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

另外，“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本申请的简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统包括：

水样采集单元，包括依次连接的采样泵1、过滤器2、第一流量调节阀3和第一流量表4；

稀释水供给单元，包括依次连接的纯水供给装置、第二流量调节阀7和第二流量表8；

自动控制器11，用于控制所述第一流量调节阀3和所述第二流量调节阀7的开度大小；

水样混合器9，分别与所述第一流量表4和所述第二流量表8连接，使来自所述水样采集单元的水样和来自所述稀释水供给单元的纯水在所述水样混合器9中混合；以及

水质检测装置10，与所述水样混合器9连接。

在本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统中，所述水样采集单元用于从待检测水质中采集水样。在所述水样采集单元中，采样泵1的进水端与待检测水质的水源连接，采用泵1的出水端与过滤器2连接。在本实用新型中，所述待检测水质可以是高浓度水质，也可以是低浓度水质。

在本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统中，所述过滤器2可以采用本领域常规的过滤器。在较优选的实施方式中，所述过滤器2包括过滤膜，所述过滤膜为错流过滤形式的过滤膜，通过错流过滤的方式，所述过滤器可以对浑浊水体进行预处理，去除水中悬浮物等固体杂质。进一步优选地，所述过滤膜采用亲水型EPTFE过滤膜。在本实用新型中，通过设置所述过滤器2，使得本实用新型所述的系统适用于浑浊水体的水质监测。

在本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统中，所述第一流量调节阀3优选具有水量连锁自动调节功能，可通过阀门开度大小的自动调节，控制取样水量的多少。所述第一流量调节阀3由所述自动控制器11控制，具体地，所述自动控制器11发出控制指令，所述第一流量调节阀3根据该控制指令自动调节阀门的开度大小。

在本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统中，所述第一流量表4用于计量待检测水质的采样量。

在本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统中，所述稀释水供给单元用于提供纯水，对高浓度水质进行稀释，在水质监测仪表量程有限的情况下，使得本实用新型所述的系统可以满足高浓度水质的检测需求。

在本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统中，所述纯水供给装置包括相互连接的纯水制备机5和压力储罐6，所述压力储罐6与所述第二流量调节阀7连接。通过在稀释水供给单元中配置纯水制备机和压力储罐，可以有效保障纯水供给和压力稳定，且由于压力储罐的缓存作用，则可以选用较少设计流量的纯水制备机，减少设备总体造价。

在本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统中，所述第二流量调节阀7优选具有水量连锁自动调节功能，可通过阀门开度大小的自动调节，控制纯水供给水量的多少。所述第二流量调节阀7由所述自动控制器11控制，具体地，所述自动控制器11发出控制指令，所述第二流量调节阀7根据该控制指令自动调节阀门的开度大小。

在本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统中，所述第二流量表8用于计量纯水的供给量。

在本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统中，所述水样混合器9用于对来自所述水样采集单元的待检测水样和来自所述稀释水供给单元的纯水进行混合，以实现高浓度水质的稀释和充分混合。在较优选的实施方式中，所述水样混合器9的内部设置有混合部件。进一步优选地，所述混合部件为双螺旋导流挡板。

在本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统中，所述水质检测装置10用于对来自所述水样混合器9的水样进行检测和分析。所述水质检测装置10可以根据水样检测指标要求选择配套检测仪器。

在本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统中，所述自动控制器11用于控制所述第一流量调节阀3和所述第二流量调节阀7的开度大小，使得待检测水质的水样与纯水以适当的比例进行混合和稀释。在较优选的实施方式中，所述自动控制器11包括数据收集单元、数据处理单元和控制指令输出单元。进一步地，所述数据收集单元与所述第一流量表4、所述第二流量表8和所述水质检测装置10电连接，用于收集所述第一流量表4、所述第二流量表8和所述水质检测装置10的数据。更进步一步地，所述控制指令输出单元分别向所述第一流量调节阀3和所述第二流量调节阀7输出控制指令。

在本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统中，所述自动控制器11具有液晶显示屏，用于显示由所述水质检测装置10获得的水质检测数据。

按照上述优选的实施方式，所述自动控制器11的控制过程如下：

数据收集单元收集水质检测装置10传输的水质检测数据，并将数据显示至液晶显示屏上，同时数据处理单元对数据进行分析判断，确定显示数据是否超出设定范围的上限或者下限，如果检测数据超出设定上限，则上调水样稀释倍数，上调精度可以是且不限于1.0倍或0.1倍；如果检测数据低于设定下限，则下调水样稀释倍数，下调精度可以是且不限于1.0倍或0.1倍，水样稀释倍数下限是1.0，上限是且不限于10.0。根据水样检测数据确定水样稀释倍数后，再据此确定水样采集单元和稀释水供给单元的流量，具体的，可以按照以下两种方式计算确定：

(1)固定水样取样流量，根据稀释倍数，首先确定水样采集单元的水样流量，然后计算稀释水供给单元纯水流量；

(2)固定总检测流量，首先确定混合水样的总流量，然后根据稀释倍数同时计算水样采集单元的水样流量和稀释水供给单元纯水流量。

根据确定的流量分别对水样采集单元的第一流量调节阀3和稀释水供给单元的第二流量调节阀7的开度大小进行调节。对于水样采集单元的水样流量控制逻辑是：首先将第一流量调节阀3的水量反馈数据与上述确定的流量进行比对分析，如果水量反馈数据大于上述确定的流量，则对第一流量调节阀3发出调小指令，反之，则发出调大指令；对于稀释水供给单元的纯水流量控制逻辑是：首先将第二流量调节阀7的水量反馈数据与上述确定的流量进行比对分析，如果水量反馈数据大于上述确定的流量，则对第二流量调节阀7发出调小指令，反之，则发出调大指令。

根据本实用新型的一种具体实施方式，如图1所示，所述在线水样采样与自动稀释系统包括水样采集单元、稀释水供给单元、水样混合器9、水质检测装置10和自动控制器11，其中，所述水样采集单元包括依次连接的采样泵1、过滤器2、第一流量调节阀3和第一流量表4，所述过滤器2的内部设置有错流过滤形式的过滤膜；所述稀释水供给单元包括依次连接的纯水供给装置、第二流量调节阀7和第二流量表8；所述水样混合器9的进水端分别与所述水样采集单元和所述稀释水供给单元连接，出水端与所述水质检测装置10连接；所述自动控制器11分别与所述第一流量调节阀3和所述第二流量调节阀7电连接，用于控制所述第一流量调节阀3和所述第二流量调节阀7的开度大小。

根据本实用新型的另一种具体实施方式，如图1所示，所述在线水样采样与自动稀释系统包括水样采集单元、稀释水供给单元、水样混合器9、水质检测装置10和自动控制器11，其中，所述水样采集单元包括依次连接的采样泵1、过滤器2、第一流量调节阀3和第一流量表4，所述过滤器2的内部设置有错流过滤形式的过滤膜；所述稀释水供给单元包括依次连接的纯水供给装置、第二流量调节阀7和第二流量表8；所述水样混合器9的进水端分别与所述水样采集单元和所述稀释水供给单元连接，出水端与所述水质检测装置10连接；所述自动控制器11分别与所述第一流量调节阀3、所述第一流量表4、所述第二流量调节阀7、所述第二流量表8和所述水质检测装置10电连接，所述自动控制器11分别从所述第一流量调节阀3和所述第二流量调节阀7收集水样流量数据和纯水供给量数据，从所述水质检测装置10收集水质检测数据，并根据所述水样流量数据、所述纯水供给量数据和所述水质检测数据分别向所述第一流量调节阀3和所述第二流量调节阀7发出控制指令，所述第一流量调节阀3和所述第二流量调节阀7根据该控制指定自动调节阀门的开度大小以实现流量调节。

根据本实用新型的另一种具体实施方式，如图1所示，所述在线水样采样与自动稀释系统包括水样采集单元、稀释水供给单元、水样混合器9、水质检测装置10和自动控制器11，其中，所述水样采集单元包括依次连接的采样泵1、过滤器2、第一流量调节阀3和第一流量表4，所述过滤器2的内部设置有亲水型EPTFE过滤膜；所述稀释水供给单元包括依次连接的纯水制备机5、压力储罐6、第二流量调节阀7和第二流量表8；所述水样混合器9的进水端分别与所述水样采集单元和所述稀释水供给单元连接，出水端与所述水质检测装置10连接，所述水样混合器9内部设置有双螺旋导流挡板；所述自动控制器11包括数据收集单元、数据处理单元和控制指令输出单元，所述自动控制器11分别与所述第一流量调节阀3、所述第一流量表4、所述第二流量调节阀7、所述第二流量表8和所述水质检测装置10电连接，所述自动控制器11的数据收集单元分别从所述第一流量调节阀3和所述第二流量调节阀7收集水样流量数据和纯水供给量数据，从所述水质检测装置10收集水质检测数据，所述数据处理单元用于对所述水样流量数据、所述纯水供给量数据和所述水质检测数据进行分析、处理，所述控制指令输出单元根据所述数据处理单元的分析处理结果，向所述第一流量调节阀3和所述第二流量调节阀7发出控制指令，所述第一流量调节阀3和所述第二流量调节阀7根据该控制指定自动调节阀门的开度大小以实现流量调节。

根据本实用新型的另一种具体实施方式，如图1所示，所述在线水样采样与自动稀释系统包括水样采集单元、稀释水供给单元、水样混合器9、水质检测装置10和自动控制器11，其中，所述水样采集单元包括依次连接的采样泵1、过滤器2、第一流量调节阀3和第一流量表4，所述过滤器2的内部设置有亲水型EPTFE过滤膜；所述稀释水供给单元包括依次连接的纯水制备机5、压力储罐6、第二流量调节阀7和第二流量表8；所述水样混合器9的进水端分别与所述水样采集单元和所述稀释水供给单元连接，出水端与所述水质检测装置10连接，所述水样混合器9内部设置有双螺旋导流挡板；所述自动控制器11包括数据收集单元、数据处理单元和控制指令输出单元，所述自动控制器11分别与所述第一流量调节阀3、所述第一流量表4、所述第二流量调节阀7、所述第二流量表8和所述水质检测装置10电连接，所述自动控制器11的数据收集单元分别从所述第一流量调节阀3和所述第二流量调节阀7收集水样流量数据和纯水供给量数据，从所述水质检测装置10收集水质检测数据，所述数据处理单元用于对所述水样流量数据、所述纯水供给量数据和所述水质检测数据进行分析、处理，所述控制指令输出单元根据所述数据处理单元的分析处理结果，向所述第一流量调节阀3和所述第二流量调节阀7发出控制指令，所述第一流量调节阀3和所述第二流量调节阀7根据该控制指定自动调节阀门的开度大小以实现流量调节，所述自动控制器11还具有液晶显示屏，用于显示由所述水质检测装置10获得的水质检测数据。

根据上述具体实施的技术方案，本实用新型所述的在线水样采样与自动稀释系统具有以下优点：

(1)本实用新型所述的系统适用于被监测水体的小流量取样与监测分析；

(2)本实用新型所述的系统，对水样具有预处理降浊功能，适用于浑浊水体的水质监测；

(3)本实用新型所述的系统，对水样具有自动稀释功能，在水质监测仪表量程有限的情况下，可以满足高浓度水质的检测需求；

(4)在本实用新型所述的系统中，水样取样和纯水供给的流量控制部分，采用自动调节阀和流量表组合应用，通过流量表的检测数据对水量进行反馈控制，使得水量计量更准确，计量精度更高；

(5)在本实用新型所述的系统中，水流量控制部分，没有使用传统的计量泵，避免了因水泵结垢、磨损等原因造成的流量变化与波动，省去了频繁的水泵流量校核工作；

(6)在本实用新型所述的系统中，稀释水供给单元设有纯水压力储罐，有效保障纯水供给和压力稳定，且由于压力储罐的缓存作用，则可以选用较少设计流量的纯水制备机，减少设备总体造价；

(7)在本实用新型所述的系统中，通过在自动控制器中集合数据收集、数据处理和控制指令输出的功能，形成闭环控制系统，可以实现数据的精准、快速响应，实现自动稀释功能。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种在线水样采样与自动稀释系统，其特征在于，包括：

水样采集单元，包括依次连接的采样泵(1)、过滤器(2)、第一流量调节阀(3)和第一流量表(4)；

稀释水供给单元，包括依次连接的纯水供给装置、第二流量调节阀(7)和第二流量表(8)；

自动控制器(11)，用于控制所述第一流量调节阀(3)和所述第二流量调节阀(7)的开度大小；

水样混合器(9)，分别与所述第一流量表(4)和所述第二流量表(8)连接，使来自所述水样采集单元的水样和来自所述稀释水供给单元的纯水在所述水样混合器(9)中混合；以及

水质检测装置(10)，与所述水样混合器(9)连接。

2.根据权利要求1所述的在线水样采样与自动稀释系统，其特征在于，所述过滤器(2)包括过滤膜，所述过滤膜为错流过滤形式的过滤膜。

3.根据权利要求2所述的在线水样采样与自动稀释系统，其特征在于，所述过滤膜为亲水型EPTFE过滤膜。

4.根据权利要求1所述的在线水样采样与自动稀释系统，其特征在于，所述纯水供给装置包括相互连接的纯水制备机(5)和压力储罐(6)，所述压力储罐(6)与所述第二流量调节阀(7)连接。

5.根据权利要求1所述的在线水样采样与自动稀释系统，其特征在于，所述水样混合器(9)的内部设置有混合部件。

6.根据权利要求5所述的在线水样采样与自动稀释系统，其特征在于，所述混合部件为双螺旋导流挡板。

7.根据权利要求1所述的在线水样采样与自动稀释系统，其特征在于，所述自动控制器(11)包括数据收集单元、数据处理单元和控制指令输出单元。

8.根据权利要求7所述的在线水样采样与自动稀释系统，其特征在于，所述数据收集单元与所述第一流量表(4)、所述第二流量表(8)和所述水质检测装置(10)电连接，用于收集所述第一流量表(4)、所述第二流量表(8)和所述水质检测装置(10)的数据。

9.根据权利要求7所述的在线水样采样与自动稀释系统，其特征在于，所述控制指令输出单元分别向所述第一流量调节阀(3)和所述第二流量调节阀(7)输出控制指令。

10.根据权利要求1、7、8或9所述的在线水样采样与自动稀释系统，其特征在于，所述自动控制器(11)具有液晶显示屏，用于显示由所述水质检测装置(10)获得的水质检测数据。

Images