УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ И ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ Российский патент 2003 года по МПК C02F1/00 G01N27/06 

Изобретение относится к устройствам для контроля качества воды и эффективности работы очистных сооружений по величине электрической проводимости или другим информационным показателям в зависимости от применяемых датчиков и может быть использовано для тестирования качества различных жидкостей и определения эффективности работы очистных сооружений, а также быть полезным при создании автоматизированных систем управления процессами очистки воды.

Известна автоматическая станция контроля качества природных и сточных вод, содержащая гидравлический блок подачи воды, блок измерения параметров воды, блок приема и передачи информации, таймер, связанные с блоком управления, вычислительный блок, блок памяти, блок сопряжения, коммутирующий канал связи, блок контроля работоспособности гидравлического блока подачи воды и блока измерения.(а.с. 1134547, C 02 F 1/00, G 05 D 27/00, G 01 N 33/18, опубл. 15.01.85. Бюл. 2. Автоматическая станция контроля качества природных и сточных вод, авторов Белогурова В.П., Попова Л.Е., Микоткина Б.Г.).

Данная установка обладает следующими недостатками: наличие в составе станции гидравлического блока подачи воды усложняет установку и создает условия только для анализа постоянного потока воды с изменяющимися физико-химическими параметрами в небольшом диапазоне; в гидравлическом блоке подачи воды не предусмотрена регенерация его проточной части, что затрудняет получение устойчивых результатов качества воды при их изменении в широком диапазоне; автоматическая станция снабжена сложной архитектурой функциональных блоков: блоком измерения параметров воды, приема и переработки информации, управления, вычислительным блоком, блоком сопряжения, таймером и т.д. Кроме того, рабочее место диспетчера при рациональном режиме работы станции представляет достаточно сложную информационную систему; наличие большого количества необходимых функциональных блоков усложняет установку, снижает надежность получения стабильных результатов и удорожает ее в целом; совмещение станции вместе с диспетчерским пунктом не позволяет использовать ее в мобильном варианте.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для автоматического контроля процессов очистки сточных вод, содержащее электродный датчик для измерения электрической проводимости, выход которого соединен с измерительным блоком, снабженным переключателем диапазонов измерения, и вторичный прибор, а также ограничитель сигнала, коммутирующий и логический блоки, импульсатор, соединенных в известной последовательности (а.с. 1198009, C 02 F 1/00, G 05 D 27/00, опубл. 15.12.85, Бюл. 46. Устройство для автоматического контроля процессов очистки сточных вод, авторов Н.Б.Манусовой, В.С.Коптева и др.).

Данное устройство автоматического контроля процессов очистки сточных вод обладает следующими недостатками: устройство работает совместно со вторичным прибором и логическим блоком, что усложняет и снижает его использование и надежность; электродный датчик имеет один выход и производит измерение параметров в одной точке, тогда как процесс необходимо наблюдать до и после очистки воды; устройство создает условия для экономии реагентов, не связывая это с эффективностью процесса очистки, что приводит к ошибочным выводам по результатам измерения; переключение диапазонов измерения в автоматическом режиме не обеспечивает дальнейшую передачу информации о результатах измерения, то есть требует постоянного наблюдения за прибором обслуживающего персонала; при постоянном наблюдении за прибором стоимость его достаточно велика, а эффект автоматизации снижается; оценка эффективности работы очистных сооружений при его применении требует его дублирования или применения дополнительных устройств, т.к. изменяющимися в очистных сооружениях являются поступающий и выходящий потоки жидкости.

Целью изобретения является улучшение качества очистки воды и повышения эффективности работы очистных сооружений за счет расширения диапазона измерения и повышения надежности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля качества воды и эффективности работы очистных сооружений, содержащее электродные датчики для измерения электрической проводимости, выход которых соединен с измерительным блоком, снабженным переключателем диапазонов измерения, оно дополнительно снабжено распределительным дублексом и двумя динамическими кронштейнами, на одном конце которых закреплены сменные электродные блоки с установленными на них датчиками, а другой конец присоединен к измерительному блоку с переключателем диапазонов и усилителем посредством распределительного дублекса, снабженного разъемами, обеспечивающими прием импульсов от датчиков, установленных в подающем и отводящем потоках жидкости и таймером для последовательного автоматического включения электродов с учетом продолжительности тестируемых процессов.

При проведении поиска по патентной и научно-технической литературе не обнаружены устройства для контроля качества воды и эффективности работы очистных сооружений с аналогичными конструктивными элементами. Следовательно, изобретение соответствует критерию "новизна".

В заявляемом устройстве наличие двух динамических кронштейнов, на одном конце которых закреплены сменные электродные блоки с установленными датчиками, а другой конец присоединен к измерительному блоку с переключателем диапазонов и усилителем посредством распределительного дублекса, приводит к техническому результату, не вытекающему с очевидностью из конструктивных решений, а именно: применение динамических кронштейнов позволяет использовать это устройство не только в лабораторных условиях, но и в любых производственных и полевых условиях, делая предлагаемое устройство легким, мобильным, просто устанавливаемым на очистных сооружениях, позволяющим выполнять не только контроль качества в потоках измеряемой жидкости, но и с применением распределительного дублекса осуществлять оценку эффективности работы очистных сооружений на одном регистрирующем результаты приборе, что обеспечивает более экономичное и надежное измерение качественных показателей работы очистных сооружений.

Таким образом, заявляемое решение обладает "изобретательским уровнем".

На чертеже представлена блок-схема устройства для контроля качества воды и эффективности работы очистных сооружений.

Устройство включает электроды 1 и 1¹ электродный блок 2 и 2¹, динaмичecкиe кронштейны 3 и 3¹, таймер 4,распределительный дублекс 5, усилитель с переключателем диапазонов 6, измерительный блок 7, блок питания 8, блок сетевого питания 9, аналого-цифровой преобразователь 10.

Устройство работает следующим образом. В зависимости от вида и условий измерения подбирают и подготавливают необходимые электроды-датчики 1 и 1¹, которые размещаются в электродных блоках 2 и 2¹, ycтaнoвлeнныx на динамических кронштейнах 3 и 3¹, закрепленных на контролируемом объекте.

Предлагаемая схема работает следующем образом. Таймером 4, размещенным в распределительном дубликсе 5, задается время протекания контролируемого процесса очистки жидкости или необходимое время контроля качества очищаемой жидкости. Устанавливают необходимый диапазон измерения переключателем 6. Подают электрическое питание на функциональные блоки 5, 8, 9. Проверяют работоспособность электрической цепи на дистиллированной воде или специально подготовленном титре. При положительном отклике измерительного блока 7 и аналого-цифрового преобразователя 10 можно считать устройство готовым к работе. Отключают электропитание.

С помощью динамических кронштейнов 3 устанавливают электродный блок 2 над подающем потоком жидкости, погружая в него электроды-датчики 1 на рабочую глубину в характерной точке измерения. Аналогичную процедуру проводят с электродным устройством 2¹, устанавливая электроды-датчики 1¹ с помощью кронштейна 3¹ в отводящем потоке жидкости. Уточняют принятый интервал работы датчиков на таймере 4 и диапазон измерения на переключателе 6. Подают электрическое питание на функциональные блоки 5, 8, 9. На табло аналого-цифрового преобразователя определяются сначала характеристики качества воды в подающем потоке К_п, затем с помощью распределительного дублекса через определенный промежуток времени определяются характеристики качества воды отводящего потока жидкости К₀.

Эффективность работы очистного сооружения в % определяют по формуле:

Результаты измерения фиксируются в рабочем журнале до момента их повторения. Определение эффективности работы очистных сооружений выполняется в указанные промежутки времени или до и после каждого цикла определения показателей качества воды К_п и К₀.

Предлагаемая установка обеспечивает более качественную очистку воды за счет повышения надежности измерения, т.к. контроль входных и выходных параметров характеристик воды выполняется одним и тем же измерительным прибором, что исключает ошибку рассогласования показаний.

Предлагаемая установка позволяет не только повысить контроль качества воды, но и благодаря использованию распределительного дублекса уменьшить затраты на применяемое оборудование более чем 1,5 раза.

Использование распределительного дублекса позволяет не только определить качество изучаемой воды, но и оперативно провести определение эффективности работы очистных сооружений.

Использование распределительного дублекса, снабженного разъемами, позволяет применять датчики с разными конструктивными особенностями и принципом действия без замены измеряемых приборов и предлагаемой схемы устройства.

Применение распределительного дублекса позволяет проводить измерения как стрелочными, так и цифровыми измерительными приборами.

Использование распределительного дублекса позволяет исключить дублирующие технологии измерения при определении эффективности работы очистных сооружений.

Применение динамических кронштейнов в составе элементов устройства позволяет легко приспособить его при установке электродов-датчиков на измеряемом объекте.

Использование предлагаемого устройства обеспечит получение необходимых данных не только качества воды и эффективности работы очистных сооружений, но и получение характеристик информационных технологий систем управления и рекомендовать данную установку для комплексного применения как в полевых, так и в лабораторных и производственных условиях при решении задач охраны окружающей среды.

Устройство для контроля качества воды и эффективности работы очистных сооружений содержит электродные датчики (1,1'), электродный блок (2,2'), динамические кронштейны (3,3'), таймер (4), распределительный дуплекс (5), усилитель с переключателем диапазонов (6), измерительный блок (7), блок питания (8), блок сетевого питания (9), аналого-цифровой преобразователь (10). Техническим результатом является улучшение качества очистки воды и повышение эффективности работы очистных сооружений за счет расширения диапазона измерения и повышения надежности контроля. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для контроля качества воды и эффективности работы очистных сооружений, содержащее электродные датчики для измерения электрической проводимости, выход которых соединен с измерительным блоком, снабженным переключателем диапазонов измерения, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено распределительным дуплексом и двумя динамическими кронштейнами, на одном конце которых закреплены сменные электродные блоки с установленными на них датчиками, а другой конец присоединен посредством распределительного дуплекса к измерительному блоку с переключателем диапазонов и усилителем. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что распределительный дуплекс снабжен разъемами, обеспечивающими прием импульсов от датчиков, установленных в подающем и отводящем потоках жидкости и таймером для последовательного автоматического включения электродов с учетом продолжительности тестируемых процессов.