Устройство для автоматического контроля концентрации взвешенных веществ в сточных водах Советский патент 1985 года по МПК G01N21/59 

1

Изобретение относится к проточны устройствам контроля концентрации взвешенных веществ в дисперсных средах и может быть использовано в очистных сооружениях сточных и природных вод, в горнорудной, угольнодобывающей, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Известен измеритель оптической плотности типа РОП для определения концентрации активного ила в сточной воде i,

Недостатком его является загрязнение и заиливание оптических элементов датчика, что приводит к искажению показаний прибора, вплоть до полного его отказа. ОчисТка оптических элементов осуществляется вручную, что усложняет эксплуатацию измерителя.

Известно устройство для автоматического контроля 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 себя усилитель, управляющий и сигнализирующий элементы.

В основу работы установки положена турбндиметрическая методика определения концентрации взвешенных веществ в жидкости в зависимости от ее оптической плотности.

Механизм очистки оптических окон выполнен в виде продольного поршневого модуля с двумя щетками, соединенного при помощи штанги с толкающим электромагнитом, укрепленным на верхней крышке измерительной кюветы и совершающим возвратно-поступательные движения за несколько секунд до измерения. При этом щетки скользят по поверхности окон, очищая образовавшуюся на них биопленку 2.

Недостатками известного устройства являются громоздкость и сложность конструкции механизма очистки окон, потребность в дополнительном электроприводе и нарушение герметичности измерительной кюветы, низкая точность контроля из-за использования немодулированного светового потока.

Нестабилизированный выходной сигнал фотоприемника ведет при случай518702

ных резких отклонениях оптической плотности контролируемой жидкости i к ложным срабатываниям устройства, отсутствует аварийная сигнализация при отказе в работе механизма очистки стекол.

К недостаткам известного устройства следует отнести также невозможность измерения одновременно с конjj центрацией взвешенных вегцеств расхода сточной воды, необходимого по технологии очистки воды, что требует установки дополнительного прибора для измерения указанного параметра.

Цель изобретения - повышение точности, надежности процесса контроля и расширение функциональных возможностей устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для автоматического контроля 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 себя усилитель, управляющий и сигнализируюпри элементы, механизм очистки окон выполнен в виде кругового двухлопастного модуля-обтюратора, а преобразователь дополнительно содержит сглаживающий фильтр выходного сигнала фотоприемника, блок измерения скорости, блок аварийной сигнализации и блок автоматически регулируемой задержки, подключенный своим входом к выходу Лильтра, 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

5 сигнализации, а сигнализирующий элемент - к выходу сглаживающего фильтра.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства для автоматического контроля концентрации взвешенных веществ в сточных водах; на фиг.2 двухлопастный модуль-обтюратор, общий вид.

Устройство содержит измерительную

5 кювету 1, представляющую 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 находятся оси модуля-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 усилителя 12, -соединенного через сглаживающий фильтр 13 с сигнализи рующим элементом 14, а через блок измерения скорости потока - с блоком 16 аварийной сигнализации, К выходу фильтра 13 подключен такж блок 17 временной задержки, а к вы ходу последнего - управляющий элемент 18 (выходное реле), В блок 17 временной задержки введена коррекци по скорости потока путем соединения блока 17 с выходом блока 15, Питание к источнику 2 света и к дру гим элементам схемы подается с блок 19 питания. Устройство работает следующим об разом. Через проточную измерительную кювету 1 движется поток контролируемой жидкости, вращая 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, модулируется с часто той, пропорциональной скорости движения жидкости в кювете t, Фильтр 13 сглаживает колебания сигнала, усиленного усштителем 12 по амплитуде, обусловленные модуляцией светового потока, а также случайными изменениями его величины в моменты прохождения через световой канал отдельных воздушных пузырьков или сгущений и передает сигнал непосредственно на сигнализирующий элемент 14,-а через блок 17 - на управляющий элемент 8, соединенный с внешней схемой автомати ческого регулирования контролируемь процессом, В блоке 15 измеряется частота переменной составляющей сигнала, пропорциональная скорости потока, и автоматически корректируется уста 704 ка задержки срабатывания блока 17: при увеличении скорости движения время задержки уменьшается и выходное реле 18, а также подключенный к нему исполнительный механизм срабатывают раньше. Это важно для повышения точности регулирования процесса особенно тогда, когда устройство контроля концентрации отдалено от регулирующего органа. В случае вьхода из строя элементов датчика или механизма очистки стекол (перегорание лампы, застревание обтюратора, отклеивание или разрушение накладок и т.п.) переменная составляющая сигнала на выходе усилителя 12, а следоватепьно и блока 15 измерения скорости равна нулю и блок 16 аварийной сигнализации вырабатывает аварийньй сигнал. Таким образом, устройство для автоматического Контроля концентрации взвешенных веществ, по сравнению с известньм, обеспечивает более высокую точность контроля, надежность и широкие функциональные возможности. Автоматическая очистка окон снижает погрешность контроля концентрации взвешенных веществ до ±10% по сравнению с ±15% у известного. Для очистки оптических окон устройства контроля концентрации не требуется дополнительного электропривода и программного устройства для управления им, так как рабочий элемент механизма очистки стекол (модуль-обтюратор) приводится в движение потоком контролируемой жидкости, не нарушается герметичность измерительной камеры, В результате увеличивается надежность устройства (наработка на отказ составляет 5000 ч по сравнению с 1500 ч в известном) и расширяется область его применения. Кроме того, исключаются ложные срабатывания прибора из-за прохожде1ШЯ через световой канал отдельных воздушных пузырьков и других неоднородностей, имеющих место, например, при контроле концентрации взвешенных веществ на первых ступенях очистки сточных вод, Внедрение предлагаемого устройства для автоматического контроля взвешенных веществ позволяет повысить точность и надежность процесса кон

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 себя усилитель, управляющий и сигнализирующий элементы, отличающееся тем, 4TOi с целью повышения точности и надежности процесса контроля и распюрения функциональных возможностей устройства, ме.ханизм очистки окон выполнен в виде кругового двухлопастного модуляобтюратора, а преобразователь дополнительно содержит сглаживающий фильтр вькодного сигнала фотоприемника, блок измерения скорости, блок аварийной сигнализации и блок автоматически регулируемой задержки, ас подключенный своим входом к выходу фильтра, а вькодом - к входу управлякщего 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 О1 к выходу сглаживающего фильтра. So ч|