Устройство для автоматического контроля состояния илов и иловых грязей в процессах очистки сточных вод Советский патент 1980 года по МПК C02F3/12 G01N29/02 

Изобретение относится к технике контроля и автоматизации процессов биологической очистки сточных вод и может использоваться для контроля влажности иловой смеси на сооружениях биологической очистки -сточных вод, а также при обработке осадков и в бальнеотехнической практике. Известно устройство контроля вла ности илов, состоящее из блока высу шивания, связанного с блоком взвеши вания в бюксе остатка предварительн высушенной пробы иловой смеси 1. Значение влажности определяет вязкость, пластичность, предельную про ность структуры, т.е. состояние ило и иловых грязей. Недостатками известного устройст ва являются длительность и трудоемкость выполнения необходимых операций. Значение влажности, характеризующее состояние илов, может быть п лучено только после вычислений по формулам с использованием результатов взвешивания. Известно также устройство для контроля жидких сред, содержащее ге нератор сигналов, соединенный с излучателем и приемником колебаний, связанными с фильтром высоких часттот, подключенным к регистрирующей схеме. Жидкость контролируют путем регистрации твердых частичек в промежутке между излучателем и приемником ультразвуковых колебаний 2. Недостаток такого устройства - невысокая точность контроля вследствие значительного влияния состава дисперсионной среды и помех на результаты измерений. Известно также устройство для анализа жидкой среды, содержащее генераторный блок, соединенный с измерительной пьезометрической камерой, связанной с усилителем и регистрирующим блоком 3. Устройство работает по принципу ослабления сигнала на твердых частицах, содержащихся в жидкости. Степень ослабления сигнала, прошедшего значительный акустический путь в буферной приставке измерительной камеры, фиксируется регистратором. Недостатком этого устройства является значительное влияние поглощающих свойств самой жидкости на точность контроля вследствие значительного пути ультразвукового сигнеша в буферной приставке.

Известно также устройство для автоматического контроля состояния илов и иловых грязей в процессах очистки сточных вод, содержащее блок генерации сигналов, соединенный с блоком ультразвуковых преобразователей, связанным с усилителем первого и усилителем второго акустических трактов, и регистратор 4. Устройство работает по принципу ослабления интенсивности ультразвуковых колебаний на твердых частицах осадка в пространстве между излучающим и приемным преобразователями. Контроль осуществляется при значительной длине акустического тракта, равной-100 мм. На ультразвуковой сигнал в пространстве между преобразователями большое влияние оказывают непостоянство минерального состава жидкой фазы, колебания температуры, инородные включения в другие факторы, обуславливающие изменения поглощающих свойств жидкой фазы осадков.

Недостатками такого устройства являются невысокая точность контроля иловой смеси до 0,1% содержания влаги в илах и значительное влияние помех при контроле, что обусловлено

особенностями физико-химического состава контролируемых илов.

Цель изобретения - повышение точности контроля и снижение элияния помех.

Это достигается тем, что устройство дополнительно содержит блок масштабного сравнения, вход которого соединен с усилителем первого и усилителем второго акустических трактов а выход подключен к регистратору.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для автоматического контроля состояния илов и иловых грязей в.процессах очистки сточных вод.

Устройство состоит из блока 1 генерации сигналов, соединенного с блоком 2 ультразвуковых Преобразователей, связанным с усилителями первого 3 и второго 4 акустических трактов , выходы которых присоединены к входу блока 5 масштабного сравнения выход последнего подключен к регистратору б.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 генерации вырабатывает электрические сигналы и направляет их в блок 2 ультразвуковых преобразователей. Блок 2 преобразователей содержит два акустических тракта, в каждом из которых приемные преобразователи установлены на различном расстоянии от излучающих преобразователей. После прохождения по акустическим трактам блока 2 преобразователей сигналы преобразуются в усилителях 3 и 4 и поступают на вход блока 5 масштабного сравнения.Таким образом, на

вход блока 5 масштабного сравнения поступают сигналы, прошедшие различный акустический путь и ослабленные контролируемой средой в разной степени. Блок 5 масштабного сравнения состой из узлов сравнения и масштабной развертки, в которых осуществляется вычитание двух пришедших сигналов и увеличение полученной разности до требуемого значения. Результирующий сигнал после блока 5 масштабного сравнения направляется в регистратор 6. Таким образом, регистратором б фиксируется степень ослабления интенсивности сигналов на твердых частицах осадка в акустических трактах блока 2 ультразвуковых преобразователей. Ослабление интенсивности сигнала .определяет содержание твердых частиц или влаги в иловой смеси, а также однозначно связанные с ними объемный вес, предельное напряжение сдвигу и другие параметры, характеризующие состояние илов. Точность контроля зависит от числа частиц твердой фазы на пути сигнала и повышается при выборе достаточно большого расстояния между излучающим и приемньм преобразователями. Исследованиями установлено, что предельное повышение чувствительности при контроле иловой смеси достигается увеличением длины акустического тракта до 100 мм. С другой стороны, с увеличением акустического пути возрастает аддитивное влияние на величину сигнала различных факторов,изменяющих iпоглощающие свойства жидкой фазы сре:ДЫ и снижающие точность контроля. Такими факторами являются колебания температуры и минерального состава среды, инородные включения и др.

Повышение точности контроля и устранение влиянияуказанных факторов достигается тем, что измерения проводят на двух различающихся акустических расстояниях с последующим вычитанием величин сигналов и масштабным увеличением полученной разности. Длины акустических трактов должны выбираться не менее предельного значения, равного 100 мм для иловой смеси, и различаться на величину, на порядок меньшую указанного предельного расстояния. При этом обеспечивается сохранение предельно высокой чувствительности из-за достаточно большого акустического пути сигнала, а также снижение влияния помех при контроле вследствие взаимного вычитания составляющих помех по обоим акустическим трактам.

По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности контроля до +0,02% содержания влаги за счет проведения измерений по двум акустическим трактам различной длины с последующим вычитанием результатов в блоке маелтабного сравнения, а также снижение влияния помех при контроле вследст-; вие исключения факторов, искажающих поглощающие свойства контролируемой среды.

Формула изобретения Устройство для автоматического контроля состояния илов и иловых грязей Binpoueccax очистки сточных вод, содержащее блок генерации сигналов, соединенный с блоком ультразвуковых преобразователей, связанным с усилителями, первого и второго акустических трактов, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля и снижения влияния помех, оно дополнительно

1

содержит блок масштабного сравнения, вход которого соединен с усилителями первого и второго акустических трактов, а выход подключен к регистратору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Лурьев Ю.Ю. Унифицированные методы анализа сточных вод.-М., Химия, 1971, с, 44-50.

2.Авторское свидетельство СССР №233273, кл. G 01 N 29/02, 1968.

3.Авторское свидетельство СССР № 275499, кл. G 01 N 29/02,. 1970.

4.Progress in water techology 1974, vol. 6, p. 136-138.