專利名稱：用于水消毒的余氯控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于水消毒的余氯控制裝置。
背景技術：
目前，常用的污水消毒方法為化學法消毒，具體為污水管將污水注入污水池，通過加藥泵向污水池中注入氯液以進行消毒。并且，通過檢測消毒后污水中余氯(次氯酸)含量濃度來判斷消毒能否達標，因此，控制消毒后污水中的余氯含量便是保證污水消毒檢測達標的重要手段。但在向污水池中加氯液并控制污水余氯含量的過程中，現(xiàn)有技術主要采用人工測量消毒后的污水余氯濃度，再根據測量結果手動調節(jié)加藥泵用以控制氯液投放量的方式。此技術明顯存在非線性、滯后性以及不確定性等缺點，很難精確控制氯液的投放， 從而會影響污水余氯的含量濃度。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種用于污水消毒的余氯控制裝置， 以實現(xiàn)精確控制氯液的投放量，完成污水消毒。本實用新型包括污水管調節(jié)控制系統(tǒng)，用于檢測污水管向污水消毒池所排放的污水流量，并據此生成開環(huán)調節(jié)信號；消毒池調節(jié)控制系統(tǒng)，用于檢測污水消毒池中污水的余氯含量，并據此生成閉環(huán)調節(jié)信號；信號控制單元，與污水管調節(jié)控制系統(tǒng)和消毒池調節(jié)控制系統(tǒng)和連接，用于根據所述開環(huán)調節(jié)信號和閉環(huán)調節(jié)信號生成反饋控制調節(jié)信號；加藥泵，與信號控制單元連接，用于依據所述反饋控制調節(jié)信號控制氯液向污水消毒池的投放量。由上，依據污水管流量檢測和污水所含余氯檢測結果，實現(xiàn)對藥液投放量的精確控制，完成污水消毒。其中，所述污水管調節(jié)控制系統(tǒng)包括流量檢測模塊，用于檢測污水管的污水流量，并生成污水流量信號；流量信號處理模塊，與流量檢測模塊連接，用于將所述污水流量信號轉換為標準信號；流量信號調節(jié)模塊，與流量信號處理模塊連接，用于根據所述標準信號計算出開環(huán)調節(jié)信號。由上，可實現(xiàn)快速檢測污水流量變化，并迅速計算出開環(huán)調節(jié)信號。其中，所述消毒池調節(jié)控制系統(tǒng)包括余氯檢測模塊，用于檢測污水消毒池中的余氯濃度，并生成余氯濃度信號；余氯信號處理模塊，與余氯檢測模塊連接，用于將所述余氯濃度信號轉換為標準信號；余氯信號調節(jié)模塊，與余氯信號處理模塊連接，用于根據所述標準信號計算閉環(huán)[0021]由上，可實現(xiàn)依據所檢測消毒池中污水余氯濃度，計算生成閉環(huán)調節(jié)信號，進一步控制藥液的投放。進一步的，所述余氯檢測模塊包括一覆膜式探頭，探頭內設置工作電極、反電極和參考電極，依次連接組成余氯檢測回路。由上，實現(xiàn)余氯檢測的精確性。進一步的，所述覆膜式探頭為憎水型聚四氯乙烯覆膜式探頭。由上，可實現(xiàn)有效阻止污水進入余氯檢測模塊。進一步的，加藥泵還包括設置于所述加藥泵內的液位報警裝置，用于檢測氯液余量。由上，可提高藥液控制裝置的使用安全性。進一步的，余氯控制裝置還包括顯示模塊，與所述流量信號處理模塊和余氯信號處理模塊連接，用于根據相應的所述標準信號顯示污水流量和余氯濃度。所述顯示模塊還包括信號轉換單元，用于接收所述標準信號，轉換為顯示信號；顯示單元，用于生成顯示數值圖像，顯示污水流量和余氯濃度。由上可以實現(xiàn)直觀顯示測量結果，方便使用。

圖1為本實用新型污水消毒的余氯控制裝置的原理圖。
具體實施方式
如圖1出示了本實用新型污水消毒的余氯控制裝置的原理圖，裝置包括污水管調節(jié)控制系統(tǒng)10、消毒池調節(jié)控制系統(tǒng)20、信號控制單元30和加藥泵40。污水管調節(jié)控制系統(tǒng)10，用于檢測污水管所排放的污水流量，并依據所檢測的污水流量生成開環(huán)調節(jié)信號。所述污水管調節(jié)控制系統(tǒng)10由流量檢測模塊101、流量信號處理模塊102和流量信號調節(jié)模塊103依次連接組成。其中，流量檢測模塊101用于檢測污水管的污水流量，并生成污水流量信號，輸出至流量信號處理模塊102。流量信號處理模塊102用于接收上述污水流量信號，并將該信號進行放大轉換處理轉換為4-20mA或0-10V的標準信號，輸出至流量信號調節(jié)模塊103。流量信號調節(jié)模塊103與信號控制單元30連接，用于接收上述污水流量信號，生成開環(huán)調節(jié)信號并輸出至信號控制單元30。下面對流量信號調節(jié)模塊103的調節(jié)過程進行具體描述，流量信號調節(jié)模塊103 的調節(jié)模式為開環(huán)調節(jié)。依照被調節(jié)參數(即污水流量信號)的變化進行的，當污水流量剛剛出現(xiàn)變化而可以被流量檢測模塊101測出時，流量信號調節(jié)模塊103便可接收到流量信號處理模塊102進行放大轉換處理后的表示污水流量的信號。流量信號調節(jié)模塊103依據開環(huán)調節(jié)公式發(fā)出開環(huán)調節(jié)信號，其開環(huán)調節(jié)公式為％ = kiyn。其中，ei表示開環(huán)調節(jié)信號，h為的比例系數，yn代表污水流量的變化量。并將所上述開環(huán)調節(jié)信號(ei)輸出至信號控制單元30。信號控制單元30接收上述開環(huán)調節(jié)信號(ei)，并將上述信號傳輸至加藥泵40。加藥泵40設置于污水消毒池中，用于依據調節(jié)信號調節(jié)自身的轉速從而控制氯液的投放量， 對污水消毒池中的污水進行消毒。另外，所述加藥泵40還用于根據污水消毒池中的污水的氯液量進行消毒，將在后文進行描述。消毒池調節(jié)控制系統(tǒng)20與信號控制單元30連接，用于檢測污水消毒池中污水的余氯含量，并依據所檢測的余氯含量生成閉環(huán)調節(jié)信號。消毒池調節(jié)控制系統(tǒng)20由余氯檢測模塊201、余氯信號處理模塊202、余氯信號調節(jié)模塊203依次連接組成。其中，余氯檢測模塊201用于檢測消毒池中污水的余氯濃度，并將檢測結果輸出至余氯信號處理模塊202。其中，所述余氯檢測模塊201采用覆膜式探頭結構，探頭內填充電解質溶液，并設置三類電極，分別為工作電極(Au)、反電極(Ag/AgCl)和參考電極，三類電極依次連接組成檢測回路，浸入電解質溶液內。覆膜的材料采用聚四氯乙烯(憎水型)，設置滲透覆膜的目的是使得污水中的余氯通過覆膜，并在工作電極上發(fā)生化學反應，同時隔離污水(污水無法通過覆膜滲透到電解質溶液內)。余氯檢測模塊201的工作原理為系統(tǒng)上電后，工作電極(Au)和反電極(Ag/ AgCl)被施加恒定極化電壓，工作電極(Au)與污水中滲透過覆膜的余氯進行還原反應，檢測回路產生擴散電流信號。其電流強度與污水中的余氯濃度成正比例，因此，上述電流信號即表示被測污水中余氯含量濃度，輸出至余氯信號處理模塊202。余氯信號處理模塊202用于接收上述余氯濃度信號，并將該信號進行放大轉換處理，轉換為4-20mA或0-10V的標準信號，輸出至余氯信號調節(jié)模塊203。余氯信號調節(jié)模塊203用于接收上述污水余氯濃度信號，生成閉環(huán)調節(jié)信號，并將上述調節(jié)信號輸出至信號控制單元30。下面對余氯信號調節(jié)模塊203的調節(jié)過程進行描述，余氯信號調節(jié)模塊203首先計算出預先設定余氯濃度與傳感器201所測余氯的濃度的差值，為方便后文描述，以％表示預先設定余氯濃度；y表示傳感器201所測余氯的濃度，m表示余氯檢測次序。即得出公
m
Ρ=Σ ( yo-ym)。其中，％表示預先設定余氯濃度與傳感器201所測余氯的濃度的差值。當消毒池中污水的余氯濃度與設定濃度出現(xiàn)偏差后，余氯信號調節(jié)模塊203通過比例、
m
積分、微分運算立即進行閉環(huán)調節(jié)，得出閉環(huán)調節(jié)信號％’，即Q’=k2 Σ (yo-ym)。其
w=0
中，1 表示閉環(huán)調節(jié)系數。信號控制單元30分別與流量信號調節(jié)模塊103、余氯信號調節(jié)模塊203和加藥泵 40連接，用于將接收的開環(huán)調節(jié)信號(ei)和閉環(huán)調節(jié)信號(e2’)進行疊加計算生成反饋控
m
制調節(jié)信號⑷，即 p = Pi e2'=kiyn+ k2 Σ (Yo-Ym)
C — Cl+m=0其中，上述余氯信號調節(jié)模塊203和信號控制單元30可由PID控制器實現(xiàn)。加藥泵40接收上述反饋控制調節(jié)信號(e)，依據上述反饋控制調節(jié)信號再次調節(jié)
5自身的轉速，從而調整氯液的投放量，使氯液的投放量達到最優(yōu)狀態(tài)，對污水消毒池中的污水進行消毒。不難理解，若消毒后余氯檢測模塊201所檢測污水中的余氯濃度依然不合格， 則依據余氯檢測濃度與預設余氯濃度的偏差量再次調節(jié)氯液的投放量，以此類推，直至余氯濃度合格。其消毒過程與上述過程相同，此處不再贅述。較佳的，在加藥泵40內部，還可設置一液位報警裝置(圖中未標出)，用于提示消毒藥液余量。當加藥泵40中的氯液因不斷投放而到達報警裝置設定氯液存量下限時，報警裝置的開關觸發(fā)蜂鳴器報警以提示用戶添加氯液，并斷開加藥泵40開關。當注入的氯液超過報警裝置設定下限時，報警停止，接通加藥泵40開關。所述開關采用12V或24V安全電壓供電。另外，本實用新型所述污水消毒的余氯控制裝置還包括顯示模塊(圖中未標出)， 分別與流量信號處理模塊102和余氯信號處理模塊202連接。用于顯示污水流量和余氯含量的數值。顯示模塊包括信號轉換單元和顯示單元。其中，信號轉換單元接收流量信號處理模塊102和余氯信號處理模塊202所輸出的標準信號，將其進行轉換處理后輸出至顯示單元，顯示單元用于生成數值圖像，顯示污水流量和余氯含量的數值。本實用新型所述系統(tǒng)包括自動模式和手動模式，其中自動模式的具體實施方式
為選擇自動模式，流量檢測模塊101檢測污水管排放污水的流量，生成流量信號。該信號被流量信號處理模塊102進行放大轉換處理為4-20mA或0-10V的標準信號后，輸出至流量信號調節(jié)模塊103和顯示模塊。顯示模塊顯示所檢測的污水流量，流量信號調節(jié)模塊103 依照開環(huán)調節(jié)公式(ei = klYn)發(fā)出開環(huán)調節(jié)信號(ei)，輸出至信號控制單元30。信號控制單元30將上述調節(jié)信號輸出至加藥泵40，投放氯液對污水進行消毒。余氯傳感器201檢測消毒后污水中的余氯含量濃度，生成余氯濃度信號輸出至余氯信號處理模塊202，進行放大轉換處理為4-20mA或0-10V的標準信號后，將上述余氯濃度信號輸出至余氯信號調節(jié)模塊203和顯示模塊。顯示模塊顯示所檢測的余氯的濃度，余氯信號調節(jié)模塊203依照閉環(huán) 調節(jié)公式
權利要求1.一種用于水消毒的余氯控制裝置，其特征在于，包括污水管調節(jié)控制系統(tǒng)(10)，用于檢測污水管向污水消毒池所排放的污水流量，并據此生成開環(huán)調節(jié)信號；消毒池調節(jié)控制系統(tǒng)(20)，用于檢測污水消毒池中污水的余氯含量，并據此生成閉環(huán)調節(jié)信號；信號控制單元(30)，與污水管調節(jié)控制系統(tǒng)(10)和消毒池調節(jié)控制系統(tǒng)00)和連接， 用于根據所述開環(huán)調節(jié)信號和閉環(huán)調節(jié)信號生成反饋控制調節(jié)信號；加藥泵(40)，與信號控制單元(30)連接，用于依據所述反饋控制調節(jié)信號控制消毒氯液向污水消毒池的投放量。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述污水管調節(jié)控制系統(tǒng)(10)包括 流量檢測模塊(101)，用于檢測污水管的污水流量，并生成污水流量信號；流量信號處理模塊(102)，與流量檢測模塊(101)連接，用于將所述污水流量信號轉換為標準信號；流量信號調節(jié)模塊(103)，與流量信號處理模塊(10 連接，用于根據所述標準信號計算出開環(huán)調節(jié)信號。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述消毒池調節(jié)控制系統(tǒng)00)包括 余氯檢測模塊001)，用于檢測污水消毒池中的余氯濃度，并生成余氯濃度信號； 余氯信號處理模塊002)，與余氯檢測模塊(201)連接，用于將所述余氯濃度信號轉換為標準信號；余氯信號調節(jié)模塊003)，與余氯信號處理模塊(20 連接，用于根據所述標準信號計算閉環(huán)調節(jié)信號。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述余氯檢測模塊(201)包括一覆膜式探頭，探頭內設置工作電極、反電極和參考電極，依次連接組成余氯檢測回路。
5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述覆膜式探頭為憎水型聚四氯乙烯覆膜式探頭。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括設置于所述加藥泵GO)內的液位報警裝置，用于檢測消毒氯液余量。
7.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，還包括顯示模塊，與所述流量信號處理模塊(10 和余氯信號處理模塊(20 連接，用于根據相應的所述標準信號顯示污水流量和余氯濃度。
8.根據權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述顯示模塊還包括 信號轉換單元，用于接收所述標準信號，轉換為顯示信號；顯示單元，用于生成顯示數值圖像，顯示污水流量和余氯濃度。
專利摘要一種用于水消毒的余氯控制裝置，包括污水管調節(jié)控制系統(tǒng)、消毒池調節(jié)控制系統(tǒng)、信號控制單元和加藥泵；其中，污水管調節(jié)控制系統(tǒng)，用于檢測污水管所排放的污水流量，生成開環(huán)調節(jié)信號，輸出至信號控制單元；消毒池調節(jié)控制系統(tǒng)，用于檢測污水消毒池中污水的余氯含量，生成閉環(huán)調節(jié)信號，輸出至信號控制單元；信號控制單元，用于生成反饋控制調節(jié)信號，輸出至加藥泵；加藥泵，用于依據調節(jié)信號控制消毒氯液的投放量。
文檔編號C02F1/76GK202099102SQ201120122569
公開日2012年1月4日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權日2011年4月22日
發(fā)明者張曉輝, 曹奇光, 李松, 李達飛, 王曉凡, 馬越 申請人:北京電子科技職業(yè)學院