SU1151870A1 - Device for automatic checking of suspended substance concentration in sewage - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТШАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В СТОЧНЫХ ВОДАХ, содержащее источник света, проточную измерительную кювету с оптически прозрачньми окнами, фотоприйчник, механизм очистки окон и соединенный с выходами источника света и фотоприемника преобразователь, включающий в себ  усилитель, управл ющий и сигнализирующий элементы, отличающеес  тем, 4TOi с целью повышени  точности и надежности процесса контрол  и распюрени  функциональных возможностей устройства, ме .ханизм очистки окон выполнен в виде кругового двухлопастного модул обтюратора , а преобразователь дополнительно содержит сглаживающий фильтр вькодного сигнала фотоприемника , блок измерени  скорости, блок аварийной сигнализации и блок автоматически регулируемой задержки, ас подключенный своим входом к выходу фильтра, а вькодом - к входу управл кщего элемента, при этом к выходу усилител  подключены вход фильтра и вход блока измерени  скорости, выход которого подключен к блоку задержки и блоку аварийной сигнализации , а сигнализирующий элемент О1 к выходу сглаживающего фильтра. So ч|DEVICE FOR AUTHATIC CONTROL OF THE CONCENTRATION OF SUSPENDED SUBSTANCES IN WASTE WATER, containing a light source, a flow measuring cell with optically transparent windows, a photo detector, a window cleaning mechanism and connected to the light source and photo receiver outputs of the converter, which includes a control unit. 4TOi in order to increase the accuracy and reliability of the process of controlling and spreading the functionality of the device, the window cleaning mechanism is designed as a two-blade obturator module, and the converter additionally contains a smoothing filter of the photocode receiver's signal, a speed measurement unit, an alarm unit and an automatically adjustable delay unit, ac connected by its input to the filter output, and the code to the input of the control element, while the amplifier output the filter input and the input of the speed measuring unit are connected, the output of which is connected to the delay unit and the alarm unit, and the signal element O1 to the output is smoothing go filter. So h |

Description

1one

Изобретение относитс  к проточны устройствам контрол  концентрации взвешенных веществ в дисперсных средах и может быть использовано в очистных сооружени х сточных и природных вод, в горнорудной, угольнодобывающей , нефтеперерабатывающей и других отрасл х промышленности.The invention relates to flow-through devices for controlling the concentration of suspended solids in dispersed media and can be used in sewage and natural wastewater treatment plants, in mining, coal mining, oil refining and other industries.

Известен измеритель оптической плотности типа РОП дл  определени  концентрации активного ила в сточной воде i,An optical density gauge of the RON type is known for determining the concentration of activated sludge in waste water i,

Недостатком его  вл етс  загр знение и заиливание оптических элементов датчика, что приводит к искажению показаний прибора, вплоть до полного его отказа. ОчисТка оптических элементов осуществл етс  вручную, что усложн ет эксплуатацию измерител .Its disadvantage is the contamination and silting of the optical elements of the sensor, which leads to a distortion of the instrument readings, up to its complete failure. The optical elements are manually calibrated, which complicates the operation of the meter.

Известно устройство дл  автоматического контрол  концентрации взвешенных частиц в сточных водах, содержащее источник света, проточную измерительную кювету с оптически прозрачными окнами, фотоприемник, механизм очистки окон и соединенный с выходами источника света и фотоприемника преобразователь, включающий в себ  усилитель, управл ющий и сигнализирующий элементы.A device for automatically controlling the concentration of suspended particles in wastewater is known, comprising a light source, a flow measuring cell with optically transparent windows, a photodetector, a window cleaning mechanism, and a converter including an amplifier, control and signaling elements connected to the light source and photodetector outputs.

В основу работы установки положена турбндиметрическа  методика определени  концентрации взвешенных веществ в жидкости в зависимости от ее оптической плотности.The installation is based on the turbdimetric method for determining the concentration of suspended solids in a liquid, depending on its optical density.

Механизм очистки оптических окон выполнен в виде продольного поршневого модул  с двум  щетками, соединенного при помощи штанги с толкающим электромагнитом, укрепленным на верхней крышке измерительной кюветы и совершающим возвратно-поступательные движени  за несколько секунд до измерени . При этом щетки скольз т по поверхности окон, очища  образовавшуюс  на них биопленку 2.The optical window cleaning mechanism is designed as a longitudinal piston module with two brushes, connected by means of a rod with a pushing electromagnet mounted on the top cover of the measuring cell and performing reciprocating movements a few seconds before the measurement. In this case, the brushes glide over the surface of the windows, cleaning the biofilm formed on them 2.

Недостатками известного устройства  вл ютс  громоздкость и сложность конструкции механизма очистки окон, потребность в дополнительном электроприводе и нарушение герметичности измерительной кюветы, низка  точность контрол  из-за использовани  немодулированного светового потока.The disadvantages of the known device are the complexity and complexity of the window cleaning mechanism, the need for an additional electric drive and the leakage of the measuring cell, low control accuracy due to the use of an unmodulated light flux.

Нестабилизированный выходной сигнал фотоприемника ведет при случай518702Unstabilized output signal of the photodetector leads at the case of 518702

ных резких отклонени х оптической плотности контролируемой жидкости i к ложным срабатывани м устройства, отсутствует аварийна  сигнализаци  при отказе в работе механизма очистки стекол.sharp abnormalities in the optical density of the monitored fluid i to the false positives of the device; there is no alarm signaling when the glass cleaning mechanism fails.

К недостаткам известного устройства следует отнести также невозможность измерени  одновременно с конjj центрацией взвешенных вегцеств расхода сточной воды, необходимого по технологии очистки воды, что требует установки дополнительного прибора дл  измерени  указанного параметра .The disadvantages of the known device also include the impossibility of measuring, at the same time as the concentration of weighted vegetation, the waste water consumption required by the water purification technology, which requires the installation of an additional instrument for measuring the specified parameter.

Цель изобретени  - повышение точности , надежности процесса контрол  и расширение функциональных возможностей устройства.The purpose of the invention is to improve the accuracy, reliability of the control process and expand the functionality of the device.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  автоматического контрол  концентрации взвешенных веществ в сточных водах, содержащем источник света, проточн5по измерительную кювету с оптически прозрачными окнами, фотоприемник, механизм очистки окон И соединенный с выходами источника, света и фотоприемника преобразователь , включаюдай в себ  усилитель , управл ющий и сигнализируюпри элементы, механизм очистки окон выполнен в виде кругового двухлопастного модул -обтюратора, а преобразователь дополнительно содержит сглаживающий фильтр выходного сигнала фотоприемника, блок измерени  скорости , блок аварийной сигнализации и блок автоматически регулируемой задержки, подключенный своим входом к выходу Лильтра, а выходом - кThis goal is achieved by the fact that in the device for automatic control of the concentration of suspended substances in wastewater, containing a light source, a flow cell measuring cell with optically transparent windows, a photodetector, a window cleaning mechanism AND connected to the outputs of the source, light and photodetector converter, includes an amplifier , controlling and signaling elements, the window cleaning mechanism is designed as a circular two-blade module-shutter, and the converter additionally contains a smoothing photodetector output signal filter, speed measurement unit, alarm unit and automatically adjustable delay unit connected by its input to the Liltra output and output to

входу управл ющего элемента, при этом к выходу усилител  подключены вход фильтра и вход блока измерени  скорости, выход которого подключен к блоку задержки и блоку аварийнойthe input of the control element, while the input of the filter and the input of the velocity measuring unit, the output of which is connected to the delay unit and the emergency unit, are connected to the output of the amplifier

5 сигнализации, а сигнализирующий элемент - к выходу сглаживающего фильтра.5 alarms, and a signaling element - to the output of a smoothing filter.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства дл  автоматического контрол  концентрации взвешенных веществ в сточных водах; на фиг.2 двухлопастный модуль-обтюратор, общий вид.Figure 1 shows a block diagram of a device for automatically controlling the concentration of suspended substances in wastewater; Fig.2 two-blade module-obturator, general view.

Устройство содержит измерительнуюThe device contains a measuring

5 кювету 1, представл ющую собой отрезок трубы, в который вмонтированы источник 2 света и фотоприемник 3, которые отделены от рабочего объема 3 . кюветы 1 оптически прозрачными окнами 4 и 5. Последние выполнены изогнутыми по профилю кюветы 1 и выступают внутрь нее на 1,5-2 мм. В торцах кюветы установлены кронштейны 6 и 7 с гнездами, в которых наход тс  оси модул -обтюратора 8, выполненного, например, в ви де винтовой лопасти с окном 9 и на кладками 10 и 11 из пористой резин Фотоприемник 3 включен в цепь усилител  12, -соединенного через сглаживающий фильтр 13 с сигнализи рующим элементом 14, а через блок измерени  скорости потока - с блоком 16 аварийной сигнализации, К выходу фильтра 13 подключен такж блок 17 временной задержки, а к вы ходу последнего - управл ющий элемент 18 (выходное реле), В блок 17 временной задержки введена коррекци по скорости потока путем соединени  блока 17 с выходом блока 15, Питание к источнику 2 света и к дру гим элементам схемы подаетс  с блок 19 питани . Устройство работает следующим об разом. Через проточную измерительную кювету 1 движетс  поток контролируемой жидкости, враща  модуль-обтюратор 8, который своими резиновыми накладками 10 и 11 счищает налет с окон 4 и 5, При этом попадаемый на фотоприемник 3 от источника 2 сйрта световой поток, пропорциональ ный концентрации взвешенных в жидкости веществ, модулируетс  с часто той, пропорциональной скорости движени  жидкости в кювете t, Фильтр 13 сглаживает колебани  сигнала, усиленного усштителем 12 по амплитуде, обусловленные модул цией светового потока, а также случайными изменени ми его величины в моменты прохождени  через световой канал отдельных воздушных пузырьков или сгущений и передает сигнал непосредственно на сигнализирующий элемент 14,-а через блок 17 - на управл ющий элемент 8, соединенный с внешней схемой автомати ческого регулировани  контролируемь процессом, В блоке 15 измер етс  частота переменной составл ющей сигнала, пропорциональна  скорости потока, и автоматически корректируетс  уста 704 ка задержки срабатывани  блока 17: при увеличении скорости движени  врем  задержки уменьшаетс  и выходное реле 18, а также подключенный к нему исполнительный механизм срабатывают раньше. Это важно дл  повышени  точности регулировани  процесса особенно тогда, когда устройство контрол  концентрации отдалено от регулирующего органа. В случае вьхода из стро  элементов датчика или механизма очистки стекол (перегорание лампы, застревание обтюратора, отклеивание или разрушение накладок и т.п.) переменна  составл юща  сигнала на выходе усилител  12, а следоватепьно и блока 15 измерени  скорости равна нулю и блок 16 аварийной сигнализации вырабатывает аварийньй сигнал. Таким образом, устройство дл  автоматического Контрол  концентрации взвешенных веществ, по сравнению с известньм, обеспечивает более высокую точность контрол , надежность и широкие функциональные возможности . Автоматическа  очистка окон снижает погрешность контрол  концентрации взвешенных веществ до ±10% по сравнению с ±15% у известного. Дл  очистки оптических окон устройства контрол  концентрации не требуетс  дополнительного электропривода и программного устройства дл  управлени  им, так как рабочий элемент механизма очистки стекол (модуль-обтюратор) приводитс  в движение потоком контролируемой жидкости , не нарушаетс  герметичность измерительной камеры, В результате увеличиваетс  надежность устройства (наработка на отказ составл ет 5000 ч по сравнению с 1500 ч в известном ) и расшир етс  область его применени . Кроме того, исключаютс  ложные срабатывани  прибора из-за прохожде1ШЯ через световой канал отдельных воздушных пузырьков и других неоднородностей , имеющих место, например, при контроле концентрации взвешенных веществ на первых ступен х очистки сточных вод, Внедрение предлагаемого устройства дл  автоматического контрол  взвешенных веществ позвол ет повысить точность и надежность процесса кон5 to the cuvette 1, which is a pipe section in which the light source 2 and the photodetector 3 are mounted, which are separated from the working volume 3. The cuvettes 1 are optically transparent windows 4 and 5. The latter are curved along the profile of the cuvette 1 and protrude inwardly by 1.5-2 mm. The ends of the cuvette are fitted with brackets 6 and 7 with sockets in which there are axes of the module-shutter 8, made, for example, as a helical blade with a window 9 and on plates 10 and 11 of porous rubber. The photodetector 3 is connected to the amplifier 12, - connected through a smoothing filter 13 with a signaling element 14, and through a flow velocity measuring unit - with an alarm block 16; A time delay block 17 is connected to the output of the filter 13, and a control element 18 (output relay) is connected to the output of the latter , In block 17 time delay entered orrektsi of flow rate by combining unit 17 with the output unit 15, power supplied to the light source 2 to the core and gim circuit elements supplied with the power unit 19. The device works as follows. Through the flow-through measuring cuvette 1, the flow of the controlled fluid moves, rotating the module-obturator 8, which with its rubber pads 10 and 11 clears bloom from windows 4 and 5, while falling into the photoreceiver 3 from the source 2 of the light, proportional to the concentration suspended in the liquid substances, often modulated with the proportional velocity of the fluid in the cuvette t, the filter 13 smoothes out the oscillations of the signal amplified by the attenuator 12 in amplitude due to the modulation of the luminous flux, as well as random when it passes through the light channel of individual air bubbles or condensations and transmits a signal directly to the signaling element 14, through block 17 to the control element 8 connected to the external automatic control circuit controlled by the process, in block 15 is measured the frequency of the variable component of the signal is proportional to the speed of the flow, and the setting of 704 ka is delayed by the operation of block 17: as the speed increases, the delay time decreases and the output p le 18, as well as the connected actuator is triggered earlier. This is important for improving the accuracy of the process control especially when the concentration control device is distant from the regulator. In the event of the failure of the sensor elements or the window cleaning mechanism (lamp burn-out, jamming of the shutter, peeling or breaking the lining, etc.), the component of the signal at the output of the amplifier 12 is variable, and therefore the speed measuring unit 15 is equal to zero and the emergency unit 16 The alarm generates an emergency signal. Thus, the device for automatic control of the concentration of suspended substances, as compared with limestone, provides higher control accuracy, reliability and wide functionality. Automatic window cleaning reduces the error in monitoring the concentration of suspended solids by up to ± 10% compared to ± 15% for the known. To clean the optical windows of the concentration control device, no additional electric drive and software device are required to control it, since the working element of the glass cleaning mechanism (module-shutter) is driven by the flow of the monitored liquid, the tightness of the measuring chamber is not disturbed. As a result, the reliability of the device increases (operating time the failure rate is 5000 hours compared to 1500 hours in the known), and its scope is extended. In addition, false alarms of the device due to passing through the light channel of individual air bubbles and other irregularities that occur, for example, when monitoring the concentration of suspended solids in the first stages of wastewater treatment, are eliminated. The introduction of the proposed device for automatic control of suspended solids allows increasing accuracy and reliability of the con process

Claims (1)

(¼) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В СТОЧНЫХ ВОДАХ, содержащее источник света, проточную измерительную кювету с оптически прозрачными окнами, фотоприемник, механизм очистки окон и соединенный с выходами источника света и фотоприемника преобразователь, включающий в себя усилитель, управляющий и сигнализирующий элементы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности процесса контроля и расширения функциональных возможностей устройства, механизм очистки окон выполнен в виде кругового двухлопастного модуляобтюратора, а преобразователь дополнительно содержит сглаживающий фильтр выходного сигнала фотоприемника, блок измерения скорости, блок аварийной сигнализации й блок автоматически регулируемой задержки, подключенный своим входом к выходу фильтра, а выходом - к входу управляющего элемента, при этом к выходу усилителя подключены вход фильтра и вход блока измерения скорости, выход которого подключен к блоку задержки и блоку аварийной сигнализации, а сигнализирующий элемент к выходу сглаживающего фильтра.(¼) A DEVICE FOR AUTOMATIC CONTROL OF CONCENTRATION OF WEIGHTED SUBSTANCES IN SEWAGE, containing a light source, a flow measuring cell with optically transparent windows, a photodetector, a window cleaning mechanism and a converter connected to the outputs of the light source and photodetector, including an amplifier that controls the signal and , characterized in that, in order to improve the accuracy and reliability of the control process and expand the functionality of the device, the window cleaning mechanism is made in the form of a circle a new two-bladed obturator module, and the converter additionally contains a smoothing filter for the output signal of the photodetector, a speed measuring unit, an alarm block and an automatically adjustable delay unit connected by its input to the filter output and by the output to the input of the control element, while the filter input is connected to the amplifier output and the input of the speed measuring unit, the output of which is connected to the delay unit and the alarm unit, and the signaling element to the output of the smoothing filter.