CN109739170A - 一种物联网式在线水质分析仪器的智能维护***及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物联网式在线水质分析仪器的智能维护***及应用，包括中控管理平台、水质分析仪模块、电极在线防除垢装置、水样预处理模块、显示器、不锈钢防水仪表箱、超声波驱动电源、信号传输模块、PLC控制模块、数据显示模块、时间控制模块、不锈钢预处理箱、不锈钢流通装置、超声波换能器装置、烧结滤网、超声波换能器装置支架、电缆线、进水管、采样管、电磁阀、微型水泵、清洗水管、排水管、压力传感器。通过本项装置解决了传统方法带来的除垢不测底，效果差，水喷射稀释待测水样，造成数据偏差；人工成本增加问题；对电极的损伤问题，维护成本高、二次污染的问题。

Description

一种物联网式在线水质分析仪器的智能维护***及应用

技术领域

本发明涉及环境水质监测技术领域，具体涉及一种物联网式在线水质分析仪器的智能维护***及应用。

背景技术

一、在测量污水、地表水等介质时，在线水质监测仪器为主要手段，水质在线分析仪主要由在线监测、样品采集和分析及增强安全监控等主要模块组成，多应用于市政和工业用水等行业的水质数据分析。但从水质分析行业发展来看现有传感器的智能和通信将是主要的发展方向，因此保持水质在线分析仪的性能对所提供信息的可靠性将非常重要。这就体现了日常中对于仪器设备维护的重要性。

二、诸多水质参数通过水质传感器和非传感器类的方法来监测，过程中需要对传感器进行清洁，以及对水样前处理装置(水样前处理装置是保证进入自动分析仪的水样能满足分析要求)进行人工清洁，大量的人工清洁将会导致仪器运行成本的增加，无法实现自动化，得不到稳定实时的监测数据。

二、传统的水质监测仪器维护的缺陷：

1.人力工作量大，成本过高；

2.自动化程度不高；

3.很难实现***化管理。

发明内容

本发明专利的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种物联网式在线水质分析仪器的智能维护***及应用。针对现有的人工维护，本***解决了现有方法带来的人力工作量大，成本过高，自动化程度不高，难实现***化管理等问题。

为了达到上述发明目的，本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种物联网式在线水质分析仪器的智能维护***，包括中控管理平台、水质分析仪模块、电极在线防除垢装置、水样预处理模块、显示器、不锈钢防水仪表箱、超声波驱动电源、信号传输模块、PLC控制模块、数据显示模块、时间控制模块、不锈钢预处理箱、不锈钢流通装置、超声波换能器装置、烧结滤网、超声波换能器装置支架、电缆线、进水管、采样管、电磁阀、微型水泵、清洗水管、排水管、压力传感器。

所述中控管理平台包括超声波驱动电源、信号传输模块、PLC控制模块、数据显示模块、时间控制模块；

所述水样预处理模块包括不锈钢预处理箱、不锈钢流通装置、超声波换能器装置、烧结滤网、超声波换能器装置支架、电缆线、进水管、采样管、电磁阀、微型水泵、清洗水管、排水管、压力传感器；

所述电极在线防除垢装置包括不锈钢防水仪表箱、不锈钢防水接头、管卡、超声波换能器装置支架、传感器支架、水质传感器、超声波换能器装置；

优选的，待测水样经过微型水泵打入圆柱形空心下进上出不锈钢流通装置，所述不锈钢流通装置固定在所述不锈钢预处理箱内，被所述烧结滤网隔开分上下两腔体，所述不锈钢流通装置嵌入式安装所述超声波换能器装置(所述超声波换能器装置被不锈钢空心圆柱密闭防水包裹而成，所述超声波换能器装置通过所述超声波换能器装置支架固定在所述不锈钢流通装置底部，置于待测水体之中，全程封闭，与所述烧结滤网距离10mm)。水样经所述烧结滤网进入上腔体，再通过自有压力或蠕动泵经塑胶管路进入在线水质监测仪器进行自动分析。所述超声波换能器装置在防水条件下通过所述电缆线及接头与置于长方形不锈钢仪表箱内的超声波驱动电源模块、时间控制模块、PLC控制模块、数据显示模块、信号传输模块相连接，当所述超声波驱动电源开启时，超声波驱动电源模块通过时间控制模块，程序式向所述超声波换能器装置提供28kHz频率的振荡源,从而使所述超声波换能器装置产生中低频振动,所述超声波换能器装置的中低频振动传递给被测溶液,在溶液中产生空气隙,随即空气隙迅速消失,空气隙反复产生和消失的空化效应可使烧结滤网表面的结垢剥离或防止污染物粘附。

优选的，在本产品工作状态下，PLC控制模块将采集超声波换能器装置及时间控制模块、压力传感器的电信号传输至数据显示模块(工业触摸屏)，在触摸屏上显示各模块运行状态，在触摸屏上设置时间运行模式，控制超声波换能器装置的运行状态，同时可设置压力报警限，当不锈钢流通装置上出水口无水流压力时，将采集的报警信号，通过PLC控制模块，控制超声波换能器装置停止运行，然后通过信号传输模块将全部运行数据传输到中控室，可进行远程控制，实现本产品的智能化。

优选的，本装置在通过超声波振荡烧结滤网实现自动清洁外，可通过PLC控制模块控制不锈钢流通装置上腔体进水口电磁阀打开，以及控制下腔体进水口出水口电磁阀、上腔体出水口电磁阀关停，将现场预备好的清洁水，打入上腔体，经烧结滤网流入下腔体，最终由排水口排出，实现烧结滤网的反冲洗，使清洁效果更佳。最终实现水样前处理的无人化维护，降低成本。

一种物联网式在线水质分析仪器的智能维护***的使用方法：

S1、把现场数个或者更多个的智能化水样前处理装置(自清洁过滤装置)和电极在线防除垢装置以及水质分析仪器及传感器参数数据，统一采集；

S2、通过中控管理平台可以对水样预处理模块和电极在线防除垢装置处理的方式、时间等进行控制；

S3、把S2处理得到的数据反馈到中控管理平台和水质分析仪模块，统一监控管理于本平台，形成维护与在线监测调度为同一平台，更好地掌握水质监测数据与运行维护的线性关系。

本发明具有如下有益效果：

1.适应性强：

对介质中垢质的成分、性质、含量等适应性强，广泛应用于石油、化工、冶金、氯碱、电力、造纸、制糖、制药、印染等工业领域。

2.除防兼备：

除垢、防垢同步进行，有垢除垢，无垢防垢。

3.安全环保：

防垢、除垢全过程中无须使用任何化学药剂，无腐蚀、无干扰、无辐射，对环境无污染，对操作人员及换热设备无损害。

4.节能降耗：

低功耗，运行费用低；安装简单，无日常维护；在线连续工作、自动化程度高、降低劳动强度，性能可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中标记示意为：1-中控管理平台；2-水质分析仪模块；3-电极在线防除垢装置；4-水样预处理模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

本实施例提供了一种物联网式在线水质分析仪器的智能维护***及应用，包括中控管理平台1、水质分析仪模块2、电极在线防除垢装置3、水样预处理模块4。

所述中控管理平台包括超声波驱动电源、信号传输模块、PLC控制模块、数据显示模块、时间控制模块；

所述水样预处理模块包括不锈钢预处理箱、不锈钢流通装置、超声波换能器装置、烧结滤网、超声波换能器装置支架、电缆线、进水管、采样管、电磁阀、微型水泵、清洗水管、排水管、压力传感器；

所述电极在线防除垢装置包括不锈钢防水仪表箱、不锈钢防水接头、管卡、超声波换能器装置支架、传感器支架、水质传感器、超声波换能器装置。

执行流程：把现场数个或者更多个的智能化水样前处理装置(自清洁过滤装置)和电极在线防除垢装置以及水质分析仪器及传感器参数数据，统一采集，统一监控管理于本平台，形成维护与在线监测调度为同一平台，更好地掌握水质监测数据与运行维护的线性关系，形成水质监测数据波动报警机制的同时，也形成运行维护***的报警机制，把警戒线提升至水质监测仪器之前的环节，避免更多的晚响应，所带来的经济损失。

本实施例优选的进一步实施方式，待测水样经过微型水泵打入圆柱形空心下进上出不锈钢流通装置，所述不锈钢流通装置固定在所述不锈钢预处理箱内，被所述烧结滤网隔开分上下两腔体，所述不锈钢流通装置嵌入式安装所述超声波换能器装置(所述超声波换能器装置被不锈钢空心圆柱密闭防水包裹而成，所述超声波换能器装置通过所述超声波换能器装置支架固定在所述不锈钢流通装置底部，置于待测水体之中，全程封闭，与所述烧结滤网距离10mm)。水样经所述烧结滤网进入上腔体，再通过自有压力或蠕动泵经塑胶管路进入在线水质监测仪器进行自动分析。

本实施例优选的进一步实施方式，所述超声波换能器装置在防水条件下通过所述电缆线及接头与置于长方形不锈钢仪表箱内的超声波驱动电源模块、时间控制模块、PLC控制模块、数据显示模块、信号传输模块相连接，当所述超声波驱动电源开启时，超声波驱动电源模块通过时间控制模块，程序式向所述超声波换能器装置提供28kHz频率的振荡源,从而使所述超声波换能器装置产生中低频振动,所述超声波换能器装置的中低频振动传递给被测溶液,在溶液中产生空气隙,随即空气隙迅速消失,空气隙反复产生和消失的空化效应可使烧结滤网表面的结垢剥离或防止污染物粘附。

本实施例优选的进一步实施方式，在本产品工作状态下，PLC控制模块将采集超声波换能器装置及时间控制模块、压力传感器的电信号传输至数据显示模块(工业触摸屏)，在触摸屏上显示各模块运行状态，在触摸屏上设置时间运行模式，控制超声波换能器装置的运行状态，同时可设置压力报警限，当不锈钢流通装置上出水口无水流压力时，将采集的报警信号，通过PLC控制模块，控制超声波换能器装置停止运行，然后通过信号传输模块将全部运行数据传输到中控室，可进行远程控制，实现本产品的智能化。

本实施例优选的进一步实施方式，本装置在通过超声波振荡烧结滤网实现自动清洁外，可通过PLC控制模块控制不锈钢流通装置上腔体进水口电磁阀打开，以及控制下腔体进水口出水口电磁阀、上腔体出水口电磁阀关停，将现场预备好的清洁水，打入上腔体，经烧结滤网流入下腔体，最终由排水口排出，实现烧结滤网的反冲洗，使清洁效果更佳。最终实现水样前处理的无人化维护，降低成本。

工作原理：本产品为一种物联网式在线水质分析仪器的智能维护***，主要应用于在线水质监测仪器样品前处理维护和水质传感器维护，是一种物联网式的监控管理平台，且采用的流程模式是将水环境现场诸多的在线水质监测仪器的前处理装置，和传感器的防除垢装置，通过智能模块与本***平台相连，形成物联网，由平台采集现场数据，统一监控管理，最终实现降低人工维护量，降低企业成本，实现智能化。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种物联网式在线水质分析仪器的智能维护***，其特征在于，包括中控管理平台、水质分析仪模块、电极在线防除垢装置、水样预处理模块、显示器、不锈钢防水仪表箱、超声波驱动电源、信号传输模块、PLC控制模块、数据显示模块、时间控制模块、不锈钢预处理箱、不锈钢流通装置、超声波换能器装置、烧结滤网、超声波换能器装置支架、电缆线、进水管、采样管、电磁阀、微型水泵、清洗水管、排水管、压力传感器；

所述中控管理平台包括超声波驱动电源、信号传输模块、PLC控制模块、数据显示模块、时间控制模块；

所述水样预处理模块包括不锈钢预处理箱、不锈钢流通装置、超声波换能器装置、烧结滤网、超声波换能器装置支架、电缆线、进水管、采样管、电磁阀、微型水泵、清洗水管、排水管、压力传感器；

所述电极在线防除垢装置包括不锈钢防水仪表箱、不锈钢防水接头、管卡、超声波换能器装置支架、传感器支架、水质传感器、超声波换能器装置；

待测水样经过微型水泵打入圆柱形空心下进上出不锈钢流通装置，所述不锈钢流通装置固定在所述不锈钢预处理箱内，被所述烧结滤网隔开分上下两腔体，所述不锈钢流通装置嵌入式安装所述超声波换能器装置，所述超声波换能器装置被不锈钢空心圆柱密闭防水包裹而成，所述超声波换能器装置通过所述超声波换能器装置支架固定在所述不锈钢流通装置底部，置于待测水体之中，全程封闭，与所述烧结滤网距离10mm；

水样经所述烧结滤网进入上腔体，再通过自有压力或蠕动泵经塑胶管路进入在线水质监测仪器进行自动分析。

2.根据权利要求1所述的一种物联网式在线水质分析仪器的智能维护***，其特征在于，所述超声波换能器装置在防水条件下通过所述电缆线及接头与置于长方形不锈钢仪表箱内的超声波驱动电源模块、时间控制模块、PLC控制模块、数据显示模块、信号传输模块相连接，当所述超声波驱动电源开启时，超声波驱动电源模块通过时间控制模块，程序式向所述超声波换能器装置提供28kHz频率的振荡源,从而使所述超声波换能器装置产生中低频振动,所述超声波换能器装置的中低频振动传递给被测溶液,在溶液中产生空气隙,随即空气隙迅速消失,空气隙反复产生和消失的空化效应可使烧结滤网表面的结垢剥离或防止污染物粘附。

3.根据权利要求1所述的一种物联网式在线水质分析仪器的智能维护***，其特征在于，所述PLC控制模块，在本产品工作状态下将采集超声波换能器装置及时间控制模块、压力传感器的电信号传输至数据显示模块(工业触摸屏)，在触摸屏上显示各模块运行状态，在触摸屏上设置时间运行模式，控制超声波换能器装置的运行状态，同时可设置压力报警限，当不锈钢流通装置上出水口无水流压力时，将采集的报警信号，通过PLC控制模块，控制超声波换能器装置停止运行，然后通过信号传输模块将全部运行数据传输到中控室。

4.根据权利要求1所述的一种物联网式在线水质分析仪器的智能维护***，其特征在于，还包括通过超声波振荡烧结滤网实现自动清洁外，可通过PLC控制模块控制不锈钢流通装置上腔体进水口电磁阀打开，以及控制下腔体进水口出水口电磁阀、上腔体出水口电磁阀关停，将现场预备好的清洁水，打入上腔体，经烧结滤网流入下腔体，最终由排水口排出，实现烧结滤网的反冲洗。

5.一种物联网式在线水质分析仪器的智能维护***的使用方法：

S1、把现场数个或者更多个的智能化水样前处理装置(自清洁过滤装置)和电极在线防除垢装置以及水质分析仪器及传感器参数数据，统一采集；

S2、通过中控管理平台可以对水样预处理模块和电极在线防除垢装置处理的方式、时间等进行控制；

S3、把S2处理得到的数据反馈到中控管理平台和水质分析仪模块，统一监控管理于本平台，形成维护与在线监测调度为同一平台，更好地掌握水质监测数据与运行维护的线性关系。