RU2415399C1 - Water analyser - Google Patents

Water analyser Download PDF

Info

Publication number
RU2415399C1
RU2415399C1 RU2010107401/28A RU2010107401A RU2415399C1 RU 2415399 C1 RU2415399 C1 RU 2415399C1 RU 2010107401/28 A RU2010107401/28 A RU 2010107401/28A RU 2010107401 A RU2010107401 A RU 2010107401A RU 2415399 C1 RU2415399 C1 RU 2415399C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
water
measuring
light
combined
Prior art date
Application number
RU2010107401/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Семен Матвеевич Чудновский (RU)
Семен Матвеевич Чудновский
Александр Андреевич Плеханов (RU)
Александр Андреевич Плеханов
Анастасия Владимировна Виноградова (RU)
Анастасия Владимировна Виноградова
Елена Александровна Данилова (RU)
Елена Александровна Данилова
Алексей Алекандрович Суконщиков (RU)
Алексей Алекандрович Суконщиков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ)
Priority to RU2010107401/28A priority Critical patent/RU2415399C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2415399C1 publication Critical patent/RU2415399C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: water analyser comprises case to accommodate measuring cylinder. Besides, it comprises light source, at least, three photo receivers to fix light reflected by suspension particles, and photo receiver to fix light flux that passed through analysed medium. Also, proposed device comprises resistance thermometre, water filling pickup, inlet and outlet branch pies with solenoid valves, two annular electrodes and control unit. Note here that said device comprises additionally two measuring cylinders arranged in the same case with bottom accommodating cups of high-accuracy scales. Note also that the case additionally incorporates measuring graphite electrode, copper comparison electrode, stainless steel auxiliary electrode, combined pH-electrode and combined redox-electrode. Mind that light source is equipped with light filters with wavelength of 380, 400, 410, 500 and 800 nm.
EFFECT: high accuracy of measurements, automatic analysis.
4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для анализа воды по следующим характеристикам: мутности, цветности, температуре, результатам седиментационного анализа, электропроводности, вязкости, электрофоретической подвижности, дзета-потенциалу частиц взвеси, химической потребности в кислороде, содержанию хлора, водородному показателю и редокс-потенциалу и может быть использовано для мониторинга водных объектов, технического и питьевого водоснабжения.The invention relates to devices for analyzing water according to the following characteristics: turbidity, color, temperature, sedimentation analysis, electrical conductivity, viscosity, electrophoretic mobility, zeta potential of suspended particles, chemical oxygen demand, chlorine content, hydrogen index and redox potential and can be used for monitoring water bodies, technical and drinking water supply.

Известно устройство, обеспечивающее седиментационный анализ воды и измерение ее мутности [1]. В этом устройстве производятся просвечивание стационарного объема прозрачной дисперсионной среды (воды) световым потоком в направлении оседания частиц и регистрация светового потока в направлении оседания, а также, через определенный промежуток времени после начала измерения, по меньшей мере в трех уровнях, рассеянного частицами света в направлении, перпендикулярном движению частиц. На основании полученных результатов рассчитываются скорость седиментации частиц и мутность воды. Основными недостатками этого устройства являются: малое количество контролируемых характеристик одной и той же пробы воды, отсутствие функциональных возможностей выбора режимов и обеспечения необходимой точности измерений, а также ограничения, связанные с невозможностью проведения анализа вод большой мутности.A device is known for providing sedimentation analysis of water and measuring its turbidity [1]. This device transmits the stationary volume of the transparent dispersion medium (water) by the light flux in the direction of sedimentation of particles and registers the light flux in the direction of sedimentation, and also, after a certain period of time after the start of the measurement, at least three levels scattered by the particles of light in the direction perpendicular to the movement of particles. Based on the results obtained, the sedimentation rate of the particles and the turbidity of the water are calculated. The main disadvantages of this device are: a small number of controlled characteristics of the same water sample, the lack of functionality to select modes and ensure the necessary measurement accuracy, as well as the limitations associated with the inability to analyze high turbidity waters.

Известно также устройство для анализа воды по показателям седиментационного анализа и мутности, в котором на контролируемую среду воздействуют однородным электрическим полем в направлении, совпадающем с направлением оседания частиц на чашечку торзионных весов [2]. Основными недостатками этого устройства являются: малое количество контролируемых характеристик одной и той же пробы, а также отсутствие функциональных возможностей выбора режимов измерений.A device is also known for analyzing water according to indicators of sedimentation analysis and turbidity, in which a controlled electric field is exposed to a uniform electric field in the direction coinciding with the direction of sedimentation of particles on a cup of torsion balance [2]. The main disadvantages of this device are: a small number of controlled characteristics of the same sample, as well as the lack of functionality for choosing measurement modes.

Наиболее близким к изобретению является устройство для анализа воды, которое позволяет выполнить анализ одной и той же пробы воды в автоматическом режиме по мутности, электропроводности, вязкости электрофоретической подвижности, дзета-потенциалу взвеси, получить седиментационные характеристики этой взвеси [3]. Основными недостатками этого устройства являются: малое количество контролируемых характеристик для общей оценки качества воды, а также отсутствие функциональных возможностей выбора режимов и обеспечения необходимой точности измерений.Closest to the invention is a device for water analysis, which allows you to analyze the same water sample in automatic mode by turbidity, conductivity, electrophoretic viscosity, zeta potential of the suspension, to obtain sedimentation characteristics of this suspension [3]. The main disadvantages of this device are: a small number of controlled characteristics for an overall assessment of water quality, as well as the lack of functionality to select modes and ensure the necessary measurement accuracy.

Целью изобретения является создание устройства для анализа воды, позволяющего выполнять анализы одной и той же пробы воды в автоматическом режиме по расширенному набору характеристик: мутности, цветности, температуре, седиментационному анализу взвеси, электропроводности, вязкости, электрофоретической подвижности, дзета-потенциалу частиц взвеси, химической потребности в кислороде, содержанию хлора, водородному показателю и редокс-потенциалу, с использованием функциональных возможностей выбора режимов измерений и обеспечения необходимой точности измерений.The aim of the invention is the creation of a device for water analysis, which allows you to perform analyzes of the same water samples in an automatic mode on an extended set of characteristics: turbidity, color, temperature, sedimentation analysis of suspension, electrical conductivity, viscosity, electrophoretic mobility, zeta potential of suspension particles, chemical oxygen requirements, chlorine content, hydrogen index and redox potential, using the functionality of the choice of measurement modes and ensuring the necessary In winter accuracy.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для анализа воды, содержащее корпус и расположенный в нем измерительный цилиндр с устройствами для очистки его стенок и дна, источник света, не менее трех фотоприемников, фиксирующих свет, отраженный частицами взвеси, фотоприемник, фиксирующий световой поток, прошедший анализируемую среду, термометр сопротивления, датчик заполнения водой, входные и выходные патрубки с электромагнитными клапанами, два кольцевых электрода и блок управления, дополнительно содержит два измерительных цилиндра, расположенных в том же корпусе, в нижней части которых имеются чашечки высокоточных весов, причем корпус дополнительно содержит измерительный электрод из графита, сравнительный электрод из меди, вспомогательный электрод из нержавеющей стали, комбинированный pH-электрод и комбинированный редокс-электрод, а источник света снабжен светофильтрами с длинами волн 380, 400, 410, 500 и 800 нм.This goal is achieved in that a water analysis device comprising a housing and a measuring cylinder located therein with devices for cleaning its walls and bottom, a light source, at least three photodetectors that record the light reflected by the particles of the suspension, a photodetector that records the luminous flux transmitted analyzed medium, resistance thermometer, water filling sensor, inlet and outlet nozzles with electromagnetic valves, two ring electrodes and a control unit, additionally contains two measuring cylinders ra located in the same housing, in the lower part of which there are cups of high-precision scales, the housing additionally containing a measuring electrode of graphite, a comparative electrode of copper, an auxiliary electrode of stainless steel, a combined pH electrode and a combined redox electrode, and a light source equipped with filters with wavelengths of 380, 400, 410, 500 and 800 nm.

Расположение в одном корпусе трех измерительных цилиндров позволяет выполнить анализ одной и той же пробы воды в автоматическом режиме по расширенному набору характеристик, которые в совокупности дают возможность получить широкую информацию о качестве воды. Объем этой информации, получаемой за короткие промежутки времени через небольшие интервалы, является достаточным для принятия оперативных решений о регулировании технологии очистки воды и о возможностях ее использования. Кроме того, такое расположение дает возможность ускорить процесс измерений, так как ряд показателей можно контролировать одновременно. Увеличение количества цилиндров создает возможности повысить точность измерений, в частности оптических, так как в данном случае отпадает необходимость размещать в «оптическом» цилиндре кольцевые электроды, которые при создании между ними однородной разности потенциалов, уменьшают точность измерения оптических характеристик.The location of three measuring cylinders in one housing allows the analysis of the same water sample in automatic mode by an expanded set of characteristics, which together make it possible to obtain wide information about water quality. The amount of this information obtained over short periods of time at short intervals is sufficient to make operational decisions on the regulation of water treatment technology and on the possibilities of its use. In addition, this arrangement makes it possible to accelerate the measurement process, since a number of indicators can be controlled simultaneously. An increase in the number of cylinders makes it possible to increase the accuracy of measurements, in particular optical, since in this case there is no need to place ring electrodes in the “optical” cylinder, which, when a uniform potential difference is created between them, reduces the accuracy of measuring optical characteristics.

Расположение в нижней части «неоптических» цилиндров чашечек высокоточных весов при наличии кольцевых электродов в верхней и нижней частях одного из них, позволяет производить с высокой точностью седиментационный анализ, определение электрофоретической подвижности, мутности, электропроводности и дзета-потенциала, что, в свою очередь, расширяет функциональные возможности выбора режимов измерений. В частности, можно производить седиментационный анализ и измерять мутность воды двумя способами: один оптический - ускоренный, продолжительность которого может занимать несколько секунд, а другой - «весовой», который, в зависимости от требуемой точности измерений, может осуществляться в течение примерно десяти минут или менее.The location of the cups of the cups of high-precision scales in the lower part of the “non-optical” cylinders in the presence of ring electrodes in the upper and lower parts of one of them allows for high-precision sedimentation analysis, determination of electrophoretic mobility, turbidity, electrical conductivity and zeta potential, which, in turn, expands the functionality of the choice of measurement modes. In particular, it is possible to perform sedimentation analysis and measure the turbidity of water in two ways: one optical - accelerated, the duration of which can take several seconds, and the other - “weight”, which, depending on the required measurement accuracy, can be carried out for about ten minutes less.

Расположение в корпусе между его стенками и стенками цилиндров измерительного электрода из графита, сравнительного электрода из меди, вспомогательного электрода из нержавеющей стали, комбинированного pH-электрода и комбинированного редокс-электрода также позволяет выполнить анализ одной и той же пробы воды в автоматическом режиме по расширенному набору характеристик, к которым относятся: содержание хлора в воде, водородный показатель и редокс-потенциал.The location in the housing between its walls and the walls of the cylinders of the measuring electrode of graphite, a comparative electrode of copper, an auxiliary electrode of stainless steel, a combined pH electrode and a combined redox electrode also allows you to analyze the same water sample in an automatic mode for an extended set characteristics, which include: chlorine content in water, hydrogen index and redox potential.

Обеспечение источника света светофильтрами с длинами волн 380, 400, 410, 500 и 800 нм также позволяет выполнить анализ одной и той же пробы воды в автоматическом режиме по расширенному набору характеристик, к которым относятся химическая потребность в кислороде и цветность воды. При этом также обеспечивается расширение функциональных возможностей выбора режимов измерений, в частности при определении цветности имеется возможность производить измерения двумя способами: по хром-кобальтовой шкале цветности, используя светофильтр 380 нм, и платино-кобальтовой шкале цветности при светофильтре 410 нм.Providing a light source with filters with wavelengths of 380, 400, 410, 500 and 800 nm also allows you to analyze the same water sample in automatic mode by an expanded set of characteristics, which include chemical oxygen demand and water color. At the same time, the functionality of the choice of measurement modes is expanded, in particular, when determining color, it is possible to perform measurements in two ways: on a chromium-cobalt color scale using a 380 nm filter, and a platinum-cobalt color scale on a 410 nm filter.

На фиг.1 представлена общая схема устройства для анализа воды; на фиг.2 - схема расположения цилиндров и комбинированных электродов в плане и вертикальных разрезах.Figure 1 presents a General diagram of a device for water analysis; figure 2 - arrangement of cylinders and combined electrodes in plan and vertical sections.

Устройство для анализа воды на фиг.1 и 2 состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого расположены измерительные цилиндры 2, 3 и 4, причем корпус и цилиндры выполнены из электронепроводящего материала, а стенки и дно цилидра 3 - прозрачные; в стенки цилиндра 3 встроены, по меньшей мере в трех уровнях, фотоприемники 5, регистрирующие рассеянный частицами свет в направлении, перпендикулярном движению оседающих частиц, а в дно этого цилиндра встроен фотоприемник 6 для регистрации светового потока в направлении оседания частиц. Устройство также содержит электромагнитные клапаны 7 и 8, соответственно на трубах подачи 9 и отвода воды 10; два электрода 11 и 11, расположенные в верхней и нижней частях цилиндра 2 для создания постоянного электрического поля; три электрода: измерительный 12 из графита, сравнительный 13 из меди и вспомогательный 14 из нержавеющей стали, расположенные в пространстве между стенками корпуса 1 и цилиндров 2 и 4; комбинированный pH-электрод 15, расположенный в пространстве между стенками корпуса 1 и цилиндров 2 и 3, комбинированный редокс-электрод 16, расположенный в пространстве между стенками корпуса 1 и цилиндров 3 и 4; источник света 17; набор из пяти светофильтров 18 для создания света с длинами волн 380, 400, 410, 500 и 800 нм; две чашечки 19, являющихся чувствительными элементами высокоточных весов, расположенные в нижних частях цилиндров 2 и 4; термометр сопротивления 20; датчик наполнения 21; блок управления 22; энергонезависимую память 23; передатчик 24 и источник постоянного тока 25. Все измерительные цилиндры имеют крышки с перфорацией 26, через которые происходит их равномерное заполнение. Для отвода воды из цилиндров 2, 3 и 4 в трубу 10 предусмотрены трубы 27.The device for analyzing water in figures 1 and 2 consists of a cylindrical body 1, inside of which are measuring cylinders 2, 3 and 4, the body and cylinders made of electrically conductive material, and the walls and bottom of cylinder 3 are transparent; photodetectors 5 are integrated in the walls of the cylinder 3, at least in three levels, detecting the light scattered by the particles in the direction perpendicular to the movement of the settling particles, and a photodetector 6 is built into the bottom of this cylinder to register the light flux in the direction of particle settling. The device also contains solenoid valves 7 and 8, respectively, on the supply pipes 9 and water outlet 10; two electrodes 11 and 11 located in the upper and lower parts of the cylinder 2 to create a constant electric field; three electrodes: measuring 12 of graphite, comparative 13 of copper and auxiliary 14 of stainless steel, located in the space between the walls of the housing 1 and cylinders 2 and 4; a combined pH electrode 15 located in the space between the walls of the housing 1 and cylinders 2 and 3, a combined redox electrode 16 located in the space between the walls of the housing 1 and cylinders 3 and 4; light source 17; a set of five filters 18 for creating light with wavelengths of 380, 400, 410, 500 and 800 nm; two cups 19, which are sensitive elements of high-precision scales, located in the lower parts of the cylinders 2 and 4; resistance thermometer 20; filling sensor 21; control unit 22; non-volatile memory 23; a transmitter 24 and a direct current source 25. All measuring cylinders have covers with perforations 26 through which they are uniformly filled. To drain water from the cylinders 2, 3 and 4 into the pipe 10, pipes 27 are provided.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

В соответствии с технологическим регламентом эксплуатации устройства в блок управления введены следующие уставки:In accordance with the technological regulations for the operation of the device, the following settings are entered in the control unit:

- выбор режима измерений;- choice of measurement mode;

- интервал времени между циклами измерений;- time interval between measurement cycles;

- градуировочная характеристика, установленная для водных растворов платино-кобальтовой шкалы цветности [4];- calibration characteristic established for aqueous solutions of platinum-cobalt color scale [4];

- градуировочная характеристика, установленная для водных растворов хром-кобальтовой шкалы цветности [4];- calibration characteristic established for aqueous solutions of chromium-cobalt color scale [4];

- константа сосуда (цилиндра 2) [3];- the constant of the vessel (cylinder 2) [3];

- температурные поправки [3].- temperature corrections [3].

Уставка «выбор режима измерений» предусматривает возможность установки режимов по отдельным показателям качества воды, комплексных режимов и полного режима.The setting “selection of measurement mode” provides for the possibility of setting modes for individual indicators of water quality, integrated modes and full mode.

К режимам по отдельным показателям, например, относятся: определение мутности воды оптическим методом; седиментационный анализ с определением мутности оптическим методом; определение химической потребности в кислороде; определение pH; определение содержания хлора; определение температуры; определение электропроводности; определение цветности фотометрическим методом по платино-кобальтовой шкале; определение цветности фотометрическим методом по хром-кобальтовой шкале.Modes for individual indicators, for example, include: determination of turbidity of water by the optical method; sedimentation analysis with the determination of turbidity by the optical method; determination of chemical oxygen demand; determination of pH; determination of chlorine content; determination of temperature; conductivity determination; determination of color by the photometric method on a platinum-cobalt scale; determination of color by the photometric method on a chrome-cobalt scale.

К комплексным режимам, например, относятся: определение температуры - вязкости, - электрофоретической подвижности - седиментационный анализ -вычисление дзета-потенциала; определение цветности двумя способами.Complex modes, for example, include: determination of temperature — viscosity, — electrophoretic mobility — sedimentation analysis — calculation of the zeta potential; color definition in two ways.

Имеется также возможность выбора комплексных режимов по наборам отдельных показателей.There is also the possibility of choosing complex modes according to sets of individual indicators.

Полный режим измерений предусматривает определение всех двенадцати показателей качества воды с использованием «дублирующих» способов по определению мутности, цветности и седиментационному анализу.The full measurement mode provides for the determination of all twelve indicators of water quality using "duplicate" methods for determining turbidity, color and sedimentation analysis.

По сигналу блока управления 22 открывается клапан 7 на трубе подачи воды, начинает заполняться корпус 1. Когда вода поднимается на высоту измерительных цилиндров 2, 3 и 4, начинается их заполнение через крышки с перфорацией. После заполнения измерительных цилиндров 2, 3 и 4 вода поднимается выше в корпусе 1 и достигает датчика наполнения 21, по сигналу которого блок управления обеспечивает закрытие электромагнитного клапана 7. Подача воды прекращается. Таким образом, в корпусе и измерительных цилиндрах устанавливаются стационарные объемы воды.At the signal of the control unit 22, the valve 7 on the water supply pipe opens, the housing 1 begins to fill. When the water rises to the height of the measuring cylinders 2, 3 and 4, they begin to fill through the perforated lids. After filling the measuring cylinders 2, 3 and 4, the water rises higher in the housing 1 and reaches the filling sensor 21, at the signal of which the control unit closes the solenoid valve 7. The water supply is interrupted. Thus, stationary volumes of water are installed in the housing and measuring cylinders.

При полном режиме измерений по сигналу блока управления 22 включается источник света 17, такое включение осуществляется заранее, чтобы сила света данного источника стабилизировалась. Одновременно начинаются измерения во всех трех цилиндрах. При помощи термометра сопротивления 20 измеряется температура пробы воды. По величине температуры блок управления 22 определяет динамическую вязкость воды [7] по формулеIn the full measurement mode, the signal source 17 is turned on by the signal from the control unit 22, such switching is carried out in advance so that the light intensity of this source is stabilized. At the same time, measurements begin in all three cylinders. Using a resistance thermometer 20, the temperature of the water sample is measured. The temperature control unit 22 determines the dynamic viscosity of water [7] according to the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где t - температура воды, °С.where t is the temperature of the water, ° C.

Полученные данные блок управления 22 отправляет в энергонезависимую память 23. В цилиндре 2 при помощи электродов 11 создается постоянное электрическое поле, одновременно с включением электродов 11 в блоке управления 22 включается таймер. Под цилиндрами 2 и 4 весы измеряют массу оседающих на соответствующие чашечки частиц, эти данные непрерывно поступают в блок 22, который фиксирует изменение массы во времени и по заранее заданному алгоритму строит седиментационные кривые I и II [2]. Под действием постоянного электрического поля частицы в цилиндре 2 оседают быстрее, чем в цилиндре 4, следовательно, кривая I «выпрямляется» раньше, чем кривая II. После ее выпрямления блок 22 выключает таймер. По данным весов 19 в цилиндре 2 определяется мутность. Данные о седиментационных кривых и мутности записываются в энергонезависимой памяти. Сравнивая две полученные седиментационные кривые, блок 22 по заранее заданному алгоритму определяет электрофоретическую подвижность и дзета-потенциал. Эти два показателя сохраняются в энергонезависимой памяти 23 устройства. На этом измерения в двух цилиндрах 2 и 4 окончены. После выключения таймера в блоке 22 определяется удельное сопротивление и вычисляется электропроводность воды по методике, приведенной в [3]. Одновременно с началом измерений в цилиндрах 2 и 4 в цилиндре 3 начинается измерение химической потребности в кислороде (ХПК) [5]. Через светофильтр проходит свет с длиной волны 400 нм, фотоприемник фиксирует силу этого света, прошедшего через пробу. Свет выключается, происходит смена светофильтра с 400 нм на 500 нм. Измерения повторяются при данной длине волны. Затем светофильтр меняется с 500 нм на 800 нм. Измерения повторяются. По трем измерениям фотоприемника определяется показатель поглощения света при разных длинах волн, по этим данным блок 22 вычисляет ХПК. Затем в этом же цилиндре начинается измерение цветности с использованием светофильтров на 380 и 410 нм [4].The control unit 22 sends the received data to the non-volatile memory 23. A constant electric field is created in the cylinder 2 by means of the electrodes 11, at the same time as the electrodes 11 are turned on, the timer is turned on in the control unit 22. Under cylinders 2 and 4, the scales measure the mass of particles deposited on the corresponding cups, these data are continuously supplied to block 22, which records the change in mass over time and constructs sedimentation curves I and II according to a predetermined algorithm [2]. Under the influence of a constant electric field, particles in cylinder 2 settle faster than in cylinder 4, therefore, curve I “straightens” earlier than curve II. After straightening, block 22 turns off the timer. According to the data of weights 19, turbidity is determined in cylinder 2. Data on sedimentation curves and turbidity are recorded in non-volatile memory. Comparing the two obtained sedimentation curves, block 22 determines the electrophoretic mobility and zeta potential using a predetermined algorithm. These two indicators are stored in non-volatile memory 23 of the device. On this, the measurements in the two cylinders 2 and 4 are finished. After the timer is turned off, the resistivity is determined in block 22 and the electrical conductivity of water is calculated by the method described in [3]. Simultaneously with the start of measurements in cylinders 2 and 4 in cylinder 3, the measurement of chemical oxygen demand (COD) begins [5]. Light with a wavelength of 400 nm passes through the filter; the photodetector detects the strength of this light that has passed through the sample. The light turns off, the filter changes from 400 nm to 500 nm. Measurements are repeated at a given wavelength. Then the filter changes from 500 nm to 800 nm. Measurements are repeated. Using three measurements of the photodetector, the absorption coefficient of light at different wavelengths is determined; according to these data, block 22 calculates COD. Then, in the same cylinder, the measurement of color begins using filters at 380 and 410 nm [4].

Одновременно в цилиндре-корпусе 1 начинается измерение pH [8], а затем редокс-потенциала [9] при помощи комбинированных pH- и редокс-электродов [10]. После этого производится измерение остаточного хлора при помощи измерительного, сравнительного и вспомогательного электродов, расположенных в цилиндре-корпусе 1 [6]. Между измерительным электродом 12 из графита и вспомогательным электродом 14 из нержавеющей стали подается постоянное напряжение таким образом, чтобы потенциал измерительного электрода 12 из графита относительно сравнительного электрода 13 из меди был в пределах от +150 до -200 мВ (при концентрации хлора в воде от 0 до 5 мг/л). При этих условиях величина тока, протекающего между электродами измерительным 12 и вспомогательным 14, прямо пропорционально зависит от концентрации остаточного хлора в воде.At the same time, in the cylinder body 1, the pH measurement begins [8], and then the redox potential [9] using combined pH and redox electrodes [10]. After that, the residual chlorine is measured using the measuring, comparative and auxiliary electrodes located in the cylinder body 1 [6]. A constant voltage is applied between the graphite measuring electrode 12 and the auxiliary stainless steel electrode 14 so that the potential of the graphite measuring electrode 12 relative to the copper comparative electrode 13 is in the range from +150 to -200 mV (at a chlorine concentration in water of 0 up to 5 mg / l). Under these conditions, the magnitude of the current flowing between the measuring electrodes 12 and auxiliary 14, is directly proportional to the concentration of residual chlorine in the water.

Полученные данные по ХПК, цветности, редокс-потенциалу, pH и остаточному хлору сохраняются в энергонезависимой памяти.The obtained data on COD, color, redox potential, pH, and residual chlorine are stored in non-volatile memory.

Блок управления 22, считывая из памяти все полученные данные, отправляет их с помощью передатчика на заранее заданное внешнее устройство (например, компьютер).The control unit 22, reading from the memory all the received data, sends them using the transmitter to a predetermined external device (for example, a computer).

По сигналу блока управления 22 открывается электромагнитный клапан 8 на трубе отвода воды 10 и происходит опорожнение всех цилиндров. Затем клапан 8 закрывается.The signal of the control unit 22 opens the solenoid valve 8 on the drain pipe 10 and empties all the cylinders. Then the valve 8 closes.

По сравнению с прототипом устройство по изобретению обладает следующими преимуществами:Compared with the prototype, the device according to the invention has the following advantages:

- расширяется набор показателей, характеризующих качество природной и очищаемой воды;- the set of indicators characterizing the quality of natural and purified water is expanding;

- расширяются функциональные возможности устройства, обеспечивающие широкий выбор режимов измерений и необходимую точность.- expanding the functionality of the device, providing a wide selection of measurement modes and the necessary accuracy.

Изобретение можно использовать для мониторинга водных объектов, технического и питьевого водоснабжения.The invention can be used to monitor water bodies, technical and drinking water supply.

Устройство может быть заводского серийного изготовления.The device may be a factory serial production.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Способ седиментационного анализа частиц в прозрачной дисперсной среде. А.С. SU 1226174. Опубл. 23.04.86. Бюл. №15.1. The method of sedimentation analysis of particles in a transparent dispersed medium. A.S. SU 1226174. Publ. 04/23/86. Bull. No. 15.

2. Способ седиментационного анализа дисперсных систем. А.С. SU 1363020. Опубл. 30.12.87. Бюл №48.2. The method of sedimentation analysis of disperse systems. A.S. SU 1363020. Publ. 12/30/87. Bull number 48.

3. Устройство для анализа воды. Патент RU 2132049. Опубл. 20.06.99. Бюл №17.3. A device for analyzing water. Patent RU 2132049. Publ. 06/20/99. Bull number 17.

4. ГОСТ Р 52769-2007. ВОДА. Методы определения цветности. Москва. Стандартинформ. 2007.4. GOST R 52769-2007. WATER. Methods for determining color. Moscow. Standartinform. 2007.

5. Оптический способ определения химического потребления кислорода в природных водах. Патент RU 2087901. Опубл. 20.08.97. Бюл. №06.5. The optical method for determining the chemical consumption of oxygen in natural waters. Patent RU 2087901. Publ. 08/20/97. Bull. No. 06.

6. Амперометрический способ определения остаточного хлора в воде. Патент RU 2163375. Опубл. 20.02.01. Бюл. №07.6. Amperometric method for determining residual chlorine in water. Patent RU 2163375. Publ. 02/20/01. Bull. Number 07.

7. http://www.msuee.ru/html2/med_gidr/13_4.html.7.http: //www.msuee.ru/html2/med_gidr/13_4.html.

8. Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2 кн. Кн. 2: Физико-химические методы анализа: учеб. для студ. вузов, обучающихся по химико-технол. спец. / В.П.Васильев. - 5-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2005. - 383, [1] с.: ил. (стр.179-181, 190-194).8. Vasiliev V.P. Analytical chemistry. In 2 book Prince 2: Physico-chemical methods of analysis: textbook. for stud. Universities studying chemical engineering. specialist. / V.P. Vasiliev. - 5th ed., Stereotype. - M .: Drofa, 2005. - 383, [1] p .: ill. (p. 179-181, 190-194).

9. Возная Н.Ф. Химия воды и микробиология: учеб. пособие для вузов / 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1979. - 340 с., ил. (стр.113-116).9. Voznaja N.F. Water chemistry and microbiology: textbook. manual for universities / 2nd ed., revised. and add. - M .: Higher. School, 1979. - 340 p., ill. (p. 113-116).

10. http://www.izmteh.ru/catalog/el.php.10. http://www.izmteh.ru/catalog/el.php.

Claims (1)

Устройство для анализа воды, содержащее корпус и расположенный в нем измерительный цилиндр, источник света, не менее трех фотоприемников, фиксирующих свет, отраженный частицами взвеси, фотоприемник, фиксирующий световой поток, прошедший анализируемую среду, термометр сопротивления, датчик заполнения водой, входные и выходные патрубки с электромагнитными клапанами, два кольцевых электрода и блок управления, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит два измерительных цилиндра, расположенных в том же корпусе, в нижней части которых имеются чашечки высокоточных весов, причем корпус дополнительно содержит измерительный электрод из графита, сравнительный электрод из меди, вспомогательный электрод из нержавеющей стали, комбинированный рН-электрод и комбинированный редокс-электрод, а источник света снабжен светофильтрами с длинами волн 380, 400, 410, 500 и 800 нм. A device for analyzing water, comprising a housing and a measuring cylinder located in it, a light source, at least three photodetectors that detect the light reflected by the particles of suspension, a photodetector that detects the light flux that has passed through the analyzed medium, a resistance thermometer, a water filling sensor, and input and output tubes with electromagnetic valves, two ring electrodes and a control unit, characterized in that it further comprises two measuring cylinders located in the same housing, in the lower part of which there are cups of high-precision scales, the housing additionally containing a measuring electrode of graphite, a comparative electrode of copper, an auxiliary electrode of stainless steel, a combined pH electrode and a combined redox electrode, and the light source is equipped with light filters with wavelengths of 380, 400, 410, 500 and 800 nm.
RU2010107401/28A 2010-02-27 2010-02-27 Water analyser RU2415399C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010107401/28A RU2415399C1 (en) 2010-02-27 2010-02-27 Water analyser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010107401/28A RU2415399C1 (en) 2010-02-27 2010-02-27 Water analyser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2415399C1 true RU2415399C1 (en) 2011-03-27

Family

ID=44052954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010107401/28A RU2415399C1 (en) 2010-02-27 2010-02-27 Water analyser

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2415399C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2648889C1 (en) * 2016-03-10 2018-03-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук Control method of carbon nanoparticles surface treatment efficiency for its introduction into polymer materials and device for its implementation
RU208431U1 (en) * 2021-11-07 2021-12-17 Кристина Лачиновна Алигасанова Portable device for rapid analysis of free chlorine and pH in water
RU2765258C1 (en) * 2021-02-05 2022-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Фотокор" Device for measuring zeta potential

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2648889C1 (en) * 2016-03-10 2018-03-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук Control method of carbon nanoparticles surface treatment efficiency for its introduction into polymer materials and device for its implementation
RU2765258C1 (en) * 2021-02-05 2022-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "Фотокор" Device for measuring zeta potential
RU208431U1 (en) * 2021-11-07 2021-12-17 Кристина Лачиновна Алигасанова Portable device for rapid analysis of free chlorine and pH in water

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Krantz-Rülcker et al. Electronic tongues for environmental monitoring based on sensor arrays and pattern recognition: a review
Miège et al. Position paper on passive sampling techniques for the monitoring of contaminants in the aquatic environment–achievements to date and perspectives
Brett Electrochemical sensors for environmental monitoring. Strategy and examples
Vlasov et al. Nonspecific sensor arrays (" electronic tongue") for chemical analysis of liquids (IUPAC Technical Report)
Guenther et al. Direct ultraviolet spectrophotometric determination of total sulfide and iodide in natural waters
Aßmann et al. Spectrophotometric high-precision seawater pH determination for use in underway measuring systems
Campos et al. Monitoring grape ripeness using a voltammetric electronic tongue
CN108956994B (en) Method and apparatus for measuring physiological properties of biological samples
CN110057761A (en) A kind of full spectrum combines the monitoring water quality on line System and method for of quickly easy survey index
RU2415399C1 (en) Water analyser
Cecconi et al. ISE-ammonium sensors in WRRFs: field assessment of their influencing factors
RU2564516C2 (en) Capacitance measurement method and its application
NL9300475A (en) System for analyzing and / or controlling the ion concentrations in a food solution.
WO2004053476A1 (en) Simplified signal processing method for voltammetry
Cho et al. A simple nitrate sensor system using titanium trichloride and an ammonium electrode
Surovtsev et al. Determination of heavy metals in aqueous ecosystems by the method of inversion chronopotentiometry
RU2476598C2 (en) Method of quantitative determination of dehydrogenase activity of microorganisms
RU92539U1 (en) ANALYZER FOR DETERMINING THE TOTAL ANTIOXIDANT ACTIVITY OF BIOLOGICAL OBJECTS
Hicks et al. Initial Trade Study for In-line Silver Sensor for Spacecraft Potable Water Systems
Fan et al. Determination of metallothionein in Daphnia magna by modified square wave cathodic stripping voltammetry
Aguado et al. Monitoring dissolved orthophosphate in a struvite precipitation reactor with a voltammetric electronic tongue
RU211486U1 (en) Flow-through measuring cell for real-time monitoring of drinking water quality
WO2020151018A1 (en) Systems and methods for determining concentrations of materials in solutions
RU2469305C1 (en) Apparatus for automatic determination of concentration of gold in cyanide solutions
RU2789605C1 (en) Method for detecting and determining concentration of nano-objects in complex solutions

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120228