CN204575518U - 一种双腔流通池浊度测量*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双腔流通池浊度测量***，其采用了具有消泡腔体和测量腔体的双腔流通池，二者可以相互独立工作，使得***在兼顾测量准确性的同时，有利于***整体体积的小型化，也有利于加快池内待测液的更新，提升测量的时效性，并且避免了待测液中悬浮颗粒静置下沉对浊度测量真实性的不利影响，同时还避免了消泡时间与悬浮物下沉时间上的矛盾，使得***具备适应泡含量和浊度变化较大的测量环境的能力；总体而言，本实用新型的双腔流通池浊度测量***，能够有效兼顾测量准确性、时效性以及***体积小型化需求，同时针对泡含量、浊度变化较大的测量环境能够具备较好的适应能力，为浊度测量***提供了一种新的实现方案。

Description

一种双腔流通池浊度测量***

技术领域

本实用新型涉及在线水质监测技术领域，特别涉及一种双腔流通池浊度测量***。

背景技术

浊度是水体光学性质的一种特征参数，它不但是衡量水质良好程度的重要指标之一，也是考核水处理效果的重要依据，因此，对水体浊度的在线检测具有非常重要的现实意义。浊度传感器是水体浊度在线检测的有效工具，通常采用流通池作为浊度传感器提供一个盛装待测液体的容器，并通过控制器读取浊度传感器检测输出的浊度测量数据并控制显示屏加以显示，则构成对待测水源进行浊度检测的浊度测量***。

在浊度测量***中，除了浊度传感器的测量精度外，流通池的设计也较为重要，需要考虑待测量样品快速更新、气泡消除、具有一定自洁功能、适应不同监测环境等多方面的因素。在低浊度下测量时（<0.5NTU），水中的微小气泡对浊度测量的结果有较大的影响，浊度流通池的首要消除待测液中微小气泡的功能。在线监测要求数据能及时反映当前被测液体的浊度情况，流通池内的待测液需要及时更新。由于长时间无人值守运行，流通池不可避免的引入或产生污物，需要流通池能够自动排除污物。流通池应用的各种监测条件水压差异较大，不同的监测点存在水压不一致的情况，即使同一监测点也可能存在不同时间段的水压大幅波动的情况。这就要求流通池能够适应不同的监测环境。

然而，现有的浊度测量***中，流通池的设计较为简单，通常就是一个具有进水和排水功能的单腔体蓄水容器，但采用单腔体流通池的浊度测量***往往存在以下方面的不足：

1、测量准确性和***小型化难以兼顾：

要保证浊度传感器对流通池中待测液体的有效检测，需要流通池具有足够的深度，来容纳浊度传感器的检测探头以保证其能够浸没在流通池容纳的待测液体样本中；而同时，若要保证达到一定的消泡效果，减少待测液体中消散至液体表面的气泡附着于浊度传感器的检测探头上而影响测量精度的情况发生，就需要流通池容纳的待测液体样本具有较大的液面的表面积。因此，若要达到这两方面的要求以保证测量准确性，流通池需要同时兼顾横向延展面积较大、深度较深的要求，导致***整体体积较大；若要尽可能使得***小型化，只能够缩小流通池的横向延展面积，就会影响消泡效果，难以避免气泡对浊度传感器测量精度的影响。

2、测量准确性和时效性难以兼顾：

如果为了达到较好的消泡效果，需要将***的流通池体积设计得较大，池内待测液更新缓慢，容易导致测量的时效性不足；如果通过增大流通池的进水速度和进水量，加速池内待测液更新，不仅导致***耗水量大，同时也导致消泡时间缩短，影响消泡效果。

3、气泡对测量准确性的影响难以完全避免：

浊度传感器的检测探头浸没在流通池容纳的待测液体中进行浊度测量，同时新流入流通池的待测液体需要进行一段时间的消泡处理，因此消泡过程中产生的气泡难以避免会附着在检测探头上，影响浊度传感器的测量精度。

4、难以适应泡含量和浊度变化较大的测量环境。

对于气泡含量较多的待测液，如果消泡时间过短，达不到足够的消泡效果；而对于较高浊度的待测液，如果消泡时间过长，流通池内待测液悬浮的颗粒物质可能已经开始沉淀，导致测量结果不能反映实际情况，并且长时间使用后流通池内将积累较多污物，影响后期测量的精度；因此，难以适应泡含量和浊度变化较大的测量环境。

5、进水水压有限制：

流通池为了达到消泡效果，需要采取开放式通气设计，因此对进水水压有较为严格的要求，难以适应进水水压变化较大的测量环境。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足，本实用新型解决的问题在于如何提供一种测量准确性和时效性更好、更有利于体积小型化、能够适应水压、泡含量、浊度变化较大的测量环境的双腔流通池浊度测量***，为浊度测量***提供一种新的实现方案。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种双腔流通池浊度测量***，包括浊度传感器、控制器和双腔流通池，所述双腔流通池包括消泡腔体和测量腔体；所述消泡腔体的顶部设有排气孔；消泡腔体内的侧壁上位于预设定消泡水位高度位置处设置有液位传感器，消泡腔体的侧壁上高于液位传感器高度位置处与进水管道相连通，所述进水管道上设有进水电控阀；消泡腔体的底部通过连接管道与测量腔体相连通，所述连接管道上设有转移电控阀；所述测量腔体的顶部位置高度不高于消泡腔体底部最低位置处的高度，且连接管道与测量腔体相连通位置处位于测量腔体侧壁的底部；测量腔体的侧壁上位于预设定测量水位高度位置处设置有溢水口，所述浊度传感器的检测探头伸入测量腔体内，且浊度传感器的检测探头在测量腔体内的位置高度低于溢水口所在位置高度；测量腔体的底部还与排水管道相连通，所述排水管道上设有排水电控阀；所述控制器的液位数据采集端和浊度数据采集端分别与液位传感器和浊度传感器的数据输出端进行电信号连接；控制器的进水阀控制输出端、转移阀控制输出端和排水阀控制输出端分别与进水电控阀、转移电控阀和排水电控阀的电控制端进行电信号连接；控制器的数据显示输出端与显示屏的显示输入端进行电信号连接。

上述的双腔流通池浊度测量***中，作为进一步改进方案，所述消泡腔体整体呈扁平状，且消泡腔体的底部为漏斗状，其漏斗状底部的最低位置处与连接管道相连通。

上述的双腔流通池浊度测量***中，作为进一步改进方案，所述测量腔体的底部为漏斗状，其漏斗状底部的最低位置处与排水管道相连通。

上述的双腔流通池浊度测量***中，作为优选方案，所述消泡腔体内预设定消泡水位高度位置处对应的水容量大于或等于测量腔体内预设定测量水位高度位置处对应的水容量。

上述的双腔流通池浊度测量***中，作为优选方案，所述进水电控阀、转移电控阀和排水电控阀均采用开关式电磁阀。

相比于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型的双腔流通池浊度测量***，采用了具有消泡腔体和测量腔体的双腔流通池，二者可以相互独立工作，使得***在兼顾测量准确性的同时，有利于***整体体积的小型化。

2、本实用新型的双腔流通池浊度测量***能够兼顾测量准确性和整体体积的小型化，也有利于加快池内待测液的更新，提升测量的时效性。

3、本实用新型的双腔流通池浊度测量***，由于消泡腔体与测量腔体之间连通结构的设计，使得从消泡腔体向测量腔体转移待测液体的过程中，不会在测量腔体中产生新的气泡，并使得待测液再次流动搅拌，避免了待测液中悬浮颗粒静置下沉对浊度测量真实性的不利影响，同时还避免了消泡时间与悬浮物下沉时间上的矛盾，使得***具备适应泡含量和浊度变化较大的测量环境的能力。

4、在本实用新型双腔流通池浊度测量***中，双腔流通池的消泡腔体可以设计呈扁平状，以增大其横向延展面积，保证消泡效果，并且消泡腔体和测量腔体的底部均可以设计为漏斗状，减少污物累积。

5、本实用新型的双腔流通池浊度测量***，能够有效兼顾测量准确性、时效性以及***体积小型化需求，同时针对泡含量、浊度变化较大的测量环境能够具备较好的适应能力，为浊度测量***提供了一种新的实现方案。

附图说明

图1为本实用新型双腔流通池浊度测量***一种实施结构的示意图。

图2为本实用新型双腔流通池浊度测量***另一种实施结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型双腔流通池浊度测量***进行进一步的说明。

图1示出了本实用新型双腔流通池浊度测量***的一种实施结构示意图。如图1所示，本实用新型的双腔流通池浊度测量***，包括浊度传感器1、控制器2，特别不同的是，还包括一个双腔流通池3。该双腔流通池包括消泡腔体310和测量腔体320。其中，消泡腔体310的顶部设有排气孔311；消泡腔体310内的侧壁上位于预设定消泡水位高度位置处设置有液位传感器4，消泡腔体内预设定消泡水位高度位置处（即液位传感器位置处）对应的水容量，实际就是对待测水进行一次浊度测量的需水量；消泡腔体310的侧壁上高于液位传感器高度位置处与进水管道相312连通，进水管道312上设有进水电控阀5，用以控制进水的开或关；消泡腔体310的底部通过连接管道313与测量腔体320相连通，连接管道313上设有转移电控阀6，用于控制消泡腔内液体310向测量腔体320转移的开或关。双腔流通池3中测量腔体320的顶部位置高度不高于消泡腔体310底部最低位置处的高度，且连接管道313与测量腔体320相连通位置处位于测量腔体侧壁的底部，以保证双腔流通池中的液体流向；测量腔体320的侧壁上位于预设定测量水位高度位置处设置有溢水口321，让双腔流通池中过多的水从溢水口流出，而浊度传感器1的检测探头伸入测量腔体320内，且浊度传感器1的检测探头在测量腔体内的位置高度低于溢水口321所在位置高度，以保证测量腔体内的液位高度满足浊度传感器的检测要求；测量腔体320的底部还与排水管道322相连通，该排水管道322上设有排水电控阀7，用于控制排水的开或关。而对于控制器2，除了与浊度传感器1和显示屏之间的电连接关系之，还增加了与液位传感器4及各个电控阀的电连接结构，即控制器2的液位数据采集端和浊度数据采集端分别与液位传感器4和浊度传感器1的数据输出端进行电信号连接，控制器2的进水阀控制输出端、转移阀控制输出端和排水阀控制输出端分别与进水电控阀5、转移电控阀6和排水电控阀7的电控制端进行电信号连接，控制器2的数据显示输出端与显示屏的显示输入端进行电信号连接。其中，显示器可以是独立的，也可以是与控制器集成于一体的，因此显示器在图1中未示出。

本实用新型的双腔流通池浊度测量***，采用了具有两个腔体的双腔流通池，能够在消泡腔体中对待测液体进行消泡处理，消泡后的待测液体再进入测量腔体中通过浊度传感器进行浊度测量，二者相互独立，可以避免消泡过程中产生的气泡附着于浊度传感器的检测探头上而影响测量精度，同时使得消泡腔体在设计上可以仅考虑在横向延展面积上增加消泡面积的要求，而测量腔体在设计上仅需考虑在深度上容纳和浸没浊度传感器检测探头的要求，因此可以分别将消泡腔体和测量腔体体积控制到尽可能的小，只要使其能够满足对待测水进行一次浊度测量的需水量即可，从而有利于***整体体积的小型化，并且体积减小也有利于加快池内待测液的更新，提升测量的时效性；此外，由于从消泡腔体连通至测量腔体的连接管道与测量腔体相连通位置处位于测量腔体侧壁的底部，在关闭测量腔体的排水管道进行浊度测量时，消除气泡的待测液是通过连接管道从底部流入测量腔体，一方面避免了产生新的气泡，消除了气泡附着在浊度传感器检测探头上对测量的不利影响另一方面使得待测液再次流动搅拌，悬浮颗粒不至于沉淀，避免了待测液中悬浮颗粒静置下沉对浊度测量真实性的不利影响，同时由于消泡与测量相互独立，也避免了消泡时间与悬浮物下沉时间上的矛盾，使得***具备适应泡含量和浊度变化较大的测量环境的能力。由此可见，本实用新型的双腔流通池浊度测量***能够有效兼顾测量准确性、时效性以及***体积小型化需求，同时针对泡含量、浊度变化较大的测量环境能够具备较好的适应能力，为浊度测量***提供了一种新的实现方案。

本实用新型双腔流通池浊度测量***在具体实施时，为了尽可能增加消泡面积，保证消泡效果，双腔流通池的消泡腔体整体最好呈扁平状，以增大其横向延展面积。此外，如图2所示，双腔流通池3的消泡腔体310的底部最好设计为漏斗状，其漏斗状底部的最低位置处与连接管道313相连通，以便于待测液体中的污物顺畅的流出，减少消泡腔体内的污物累积；同样，双腔流通池3的测量腔体320的底部也最好设计为漏斗状，其漏斗状底部的最低位置处与排水管道322相连通，便于待测液体中的污物顺畅的流出，减少测量腔体内的污物累积。图2中其它标号的含义与图1相同。至于消泡腔体和测量腔体的容量设计，只需要满足对待测水进行一次浊度测量的需水量即可；具体而言，对待测水进行一次浊度测量的需水量是由测量腔体决定的，而因为浊度传感器的检测探头在测量腔体内的位置高度低于溢水口所在位置高度，所以只要保证检测过程中测量腔体内待测液体的液面高度达到溢水口所在位置高度（即预设定测量水位高度），即可浸没浊度传感器的检测探头，保证浊度检测的顺利进行，因此，在消泡腔体和测量腔体的容量设计上，消泡腔体内预设定消泡水位高度位置处（即液位传感器位置处）对应的水容量最好能够大于或等于测量腔体内预设定测量水位高度位置处（即溢水口位置处）对应的水容量，这样便可以确保消泡腔体内执行一次消泡处理后的待测液体量足够满足测量腔体进行浊度测量的需水量要求。而***中的进水电控阀、转移电控阀和排水电控阀，最好均采用开关式电磁阀，因为开关式电磁阀是较为常用的一种电控阀，并且其产品技术成熟，成本较低，有利于缩减硬件成本。至于控制器，除了执行对浊度传感器的浊度测量数据采集和显示控制之外，只需要进行液位传感器的检测数据采集以及队进水电控阀、转移电控阀和排水电控阀的开关控制，其中，对液位传感器的检测数据采集方式与对浊度传感器的数据采集方式相同，对各个电控阀也可以通过简单的高/低电平指令实现控制，均为非常成熟的现有控制技术。

本实用新型的双腔流通池浊度测量***对待测液体进行测量时，需要将双腔流通池浊度测量***的进水管道连接至待测水源，并设置控制器启动测量控制，此后便可以由控制器执行双腔流通池浊度测量***的测量控制过程，其测量控制过程可以按如下步骤进行：

a1）控制器启动测量控制时，读取预设定的消泡静置时间阈值T1、液体转移时间阈值T2和排水时间阈值T3；然后，执行步骤a2）。

a2）控制器控制关闭转移电控阀和排水电控阀，打开进水电控阀。

a3）控制器读取液位传感器数据输出端的输出信号，在读取到液位传感器的数据输出端输出液位到位信号时，执行步骤a4）。

a4）控制器控制关闭进水电控阀，等待消泡静置时间阈值T1的时长后，执行步骤a5）。

a5）控制器控制打开转移电控阀，等待液体转移时间阈值T2的时长后，执行步骤a6）。

a6）控制器控制关闭转移电控阀，读取浊度传感器数据输出端的输出信号，在读取到浊度传感器的数据输出端传送的浊度测量数据后，控制器控制显示屏对浊度测量数据进行显示，并控制打开排水电控阀，等待排水时间阈值T3的时长后，执行步骤a7）。

7）控制器控制关闭排水电控阀，打开进水电控阀，然后跳转执行步骤a3）。

可以看到，在本实用新型双腔流通池浊度测量***的上述测量控制过程中，每次测量过程分为了两个阶段，即消泡处理阶段和测量处理阶段；每次测量过程中，来自待测水源的待测液体先通过进水管道进入消泡腔体，并且控制器通过读取液位传感器数据输出端的输出信号来判断消泡腔体中的进水量，当读取到液位传感器的数据输出端输出液位到位信号时，表明消泡腔体中的待测液体的液位高度已达到预设定消泡水位高度位置处，控制器则控制关闭进水电控阀停止进水，开始静置消泡，持续T1时长，消泡气体从消泡腔体顶部的排气孔排出；消泡结束后，控制器控制打开转移电控阀，向测量腔体转移消泡处理后的待测液体，转移液体持续持续T2时长；之后，转移电控阀关闭，由浊度传感器对测量腔体内的待测液体进行浊度测量，获得浊度测量数据后，控制器便控制打开排水电控阀开始排水，持续T3时长；排水完成后，一次测量过程完成，开始执行下一次测量过程。其中，T1的时长是让待测液体在消泡腔内静置足够长时间，以保障气泡消散，通常取值为5~10分钟；T2的时长是让消泡腔体内的待测液体完全流入测量腔体，而T3的时长是让测量腔体的待测液体完全排出，因此T2、T3的时长取值需要根据双腔流通池中消泡腔体和测量腔体的具体容积设计情况而确定，为具体实施情况下的经验值。

本实用新型的双腔流通池浊度测量***，由于其具备双腔流通池的结构优势，除了能够进行浊度测量之外，还能够实现自洁控制，对双腔流通池进行清洁，以减少因双腔流通池内沉积的污物对浊度测量的准确性产生影响的情况，减低误检率，提高测量准确性。本实用新型的双腔流通池浊度测量***对待测液体进行自洁操作时，需要将双腔流通池浊度测量***的进水管道连接至清洗水源，并设置控制器启动自洁控制，此后便可以由控制器执行双腔流通池浊度测量***的自洁控制过程，其自洁控制过程可以按如下步骤执行：

b1）控制器启动自洁控制时，读取预设定的排水时间阈值T3和清洗时间阈值T4，然后执行步骤b2）。

b2）控制器控制打开进水电控阀、转移电控阀和排水电控阀，并开始对清洗时间进行计时。

b3）控制器在进行清洗时间计时的过程中，读取液位传感器数据输出端的输出信号，若清洗时间计时尚未到达清洗时间阈值T4的时长，但读取到液位传感器的数据输出端输出液位到位信号，则立即执行步骤b4）；若清洗时间计时到达清洗时间阈值T4的时长，则跳转执行步骤b7）。

b4）控制器控制关闭进水电控阀，并延迟1~3秒，然后执行步骤b5）；

b5）判断当前时刻的清洗时间计时是否到达清洗时间阈值T4的时长，若是则执行步骤b7），否则执行步骤b6）；

b6）控制打开进水电控阀，跳转执行步骤b3）；

b7）控制器控制关闭进水电控阀，等待排水时间阈值T3的时长后，再控制关闭转移电控阀和排水电控阀，自洁控制过程完成。

可以看到，在本实用新型双腔流通池浊度测量***的上述自洁控制过程中，通过控制器控制打开进水电控阀、转移电控阀和排水电控阀，让清洗液体一次流入消泡腔体和测量腔体进行清洗，并直接从排水管道排出，带走可能沉积在消泡腔体和测量腔体中污物，并且，自洁过程中控制器还时刻根据液位传感器的信号控制清洗液的进水量，当读取到液位传感器的数据输出端输出液位到位信号时，表明消泡腔体内可能因为清洗液体转移或排液速度慢等原因形成了积累，为了避免清洗液超过消泡腔体容积而造成***损坏，控制器便控制关闭进水电控阀并延迟1~3秒，等待消泡腔体中液体流出一段时间；延迟回来后，若清洗时间尚未结束则打开进水电控阀继续清洗过程，直至清洗时间计时达到T4时长后关闭进水电控阀，执行排液过程；若延迟回来后清洗时间随着延迟也一并结束，则直接跳转执行排液过程；排液过程持续T3时长以保证双腔流通池中清洗液排空，最后控制进水电控阀、转移电控阀和排水电控阀全部关闭，减少外来污染。在具体实施此自洁控制流程时，排水时间阈值T3的取值要求与前述的测量控制流程相一致，而清洗时间阈值T4则需要根据具体应用情况下双腔流通池的容积以及通过实验经验获得的清洗效果来加以综合确定。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种双腔流通池浊度测量***，其特征在于，包括浊度传感器、控制器和双腔流通池，所述双腔流通池包括消泡腔体和测量腔体；

所述消泡腔体的顶部设有排气孔；消泡腔体内的侧壁上位于预设定消泡水位高度位置处设置有液位传感器，消泡腔体的侧壁上高于液位传感器高度位置处与进水管道相连通，所述进水管道上设有进水电控阀；消泡腔体的底部通过连接管道与测量腔体相连通，所述连接管道上设有转移电控阀；

所述测量腔体的顶部位置高度不高于消泡腔体底部最低位置处的高度，且连接管道与测量腔体相连通位置处位于测量腔体侧壁的底部；测量腔体的侧壁上位于预设定测量水位高度位置处设置有溢水口，所述浊度传感器的检测探头伸入测量腔体内，且浊度传感器的检测探头在测量腔体内的位置高度低于溢水口所在位置高度；测量腔体的底部还与排水管道相连通，所述排水管道上设有排水电控阀；

所述控制器的液位数据采集端和浊度数据采集端分别与液位传感器和浊度传感器的数据输出端进行电信号连接；控制器的进水阀控制输出端、转移阀控制输出端和排水阀控制输出端分别与进水电控阀、转移电控阀和排水电控阀的电控制端进行电信号连接；控制器的数据显示输出端与显示屏的显示输入端进行电信号连接。

2.根据权利要求1所述的双腔流通池浊度测量***，其特征在于，所述消泡腔体整体呈扁平状，且消泡腔体的底部为漏斗状，其漏斗状底部的最低位置处与连接管道相连通。

3.根据权利要求1所述的双腔流通池浊度测量***，其特征在于，所述测量腔体的底部为漏斗状，其漏斗状底部的最低位置处与排水管道相连通。

4.根据权利要求1所述的双腔流通池浊度测量***，其特征在于，所述消泡腔体内预设定消泡水位高度位置处对应的水容量大于或等于测量腔体内预设定测量水位高度位置处对应的水容量。

5.根据权利要求1所述的双腔流通池浊度测量***，其特征在于，所述进水电控阀、转移电控阀和排水电控阀均采用开关式电磁阀。