專利名稱：水污染指數(shù)自動(dòng)測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水污染指數(shù)自動(dòng)測定裝置。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)企業(yè)工業(yè)廢水、居民的生活污水等的大量排放，嚴(yán)重影響了環(huán)境和生態(tài)平衡。環(huán)保部門意識(shí)到水污染問題的嚴(yán)重性，加大了開展廢水監(jiān)測的工作力度。SDI(slit density index)主要反映水中膠體和懸浮物等的數(shù)量，從一個(gè)角度反映水質(zhì)的情況。SDI值是在一定壓力下，一定體積的水樣在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)通過SDI測試過濾器時(shí)的阻塞率，在檢測中，凡是大于0.45μm的微粒、膠體、細(xì)菌等均被截留在膜面上，利用兩個(gè)水樣的時(shí)間差異計(jì)算SDI值。目前國內(nèi)相關(guān)類測試儀普遍采用人工測試的方式。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種水污染指數(shù)自動(dòng)測定裝置，本實(shí)用新型減少了人工測定帶來的誤差和不便，提高了測量的可靠性，而且本實(shí)用新型便于操作，可廣泛用于需要進(jìn)行污水處理的各行各業(yè)，起到環(huán)境檢測的效果。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種水污染指數(shù)自動(dòng)測定裝置，該測定裝置通過壓力傳感器采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，經(jīng)過信號(hào)處理電路濾波放大，再由A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)，單片機(jī)輸出控制信號(hào)給閥門控制電路。
本實(shí)用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案是一種水污染指數(shù)自動(dòng)測定裝置，該測定裝置通過壓力傳感器采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，經(jīng)過信號(hào)處理電路濾波放大，再由A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)，單片機(jī)輸出控制信號(hào)給閥門控制電路；所述單片機(jī)還連接有存儲(chǔ)器件、數(shù)碼管顯示器和鍵盤、接口電路和打印機(jī)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.本實(shí)用新型主要用于反滲透進(jìn)水SDI的測定，采用人工裝卸SDI測試過濾膜，自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)清洗、進(jìn)樣、測定和智能計(jì)算，可以通過面板控制按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的設(shè)置、校正及顯示，污染指數(shù)SDI/T0/T15以及水壓強(qiáng)的顯示。
2.本實(shí)用新型具有自動(dòng)報(bào)警和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的功能，自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)對(duì)水污染指數(shù)的測定及打印工作。
3.本實(shí)用新型用反滲透進(jìn)水的方法對(duì)水體進(jìn)行污染指數(shù)的測定，能耗低，操作維護(hù)簡單，水污染指數(shù)自動(dòng)測定儀必然會(huì)有一定的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述

圖1為本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)圖；圖2、圖3為本實(shí)用新型的電路原理圖；圖4為本實(shí)用新型的工作原理圖；圖5為本實(shí)用新型的工作程序圖。
其中1A/D轉(zhuǎn)換電路；2濾波放大電路；3單片機(jī)4存儲(chǔ)器；5聲報(bào)警電路；6邏輯時(shí)序控制電路；7電平轉(zhuǎn)換電路；8顯示掃描電路；9數(shù)碼顯示管；10狀態(tài)顯示電路和光報(bào)警電路；11鍵盤掃描電路；12鍵盤；13驅(qū)動(dòng)電路；14時(shí)鐘控制電路；15驅(qū)動(dòng)電路；16繼電器控制電路；17繼電器驅(qū)動(dòng)電路；18閥門檢測電路；19光耦合陣列；20電源輸出電路；21壓力傳感器。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例如圖1、2、3所示，一種水污染指數(shù)自動(dòng)測定裝置，該測定裝置通過壓力傳感器21采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，經(jīng)過信號(hào)處理電路2濾波放大，再由A/D轉(zhuǎn)換電路1轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)3，單片機(jī)3輸出控制信號(hào)給閥門控制電路13、15、16、17、18、19，單片機(jī)3還連接有存儲(chǔ)器件4、數(shù)碼管顯示器8、9、鍵盤11、12、接口電路7和打印機(jī)。
模塊說明如圖3、圖4所示，圖中模塊1、2為數(shù)據(jù)采集模塊，由一片TLC2543和一些外圍電路構(gòu)成。TLC2543是一塊串行高速高精度A/D轉(zhuǎn)換器，可以對(duì)12路數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。系統(tǒng)目前只用到一路對(duì)壓力檢測儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。圖中模塊2中其余7路為方便以后系統(tǒng)功能擴(kuò)充用。
圖中模塊3為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，為一塊89C52單片機(jī)，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的運(yùn)算和控制。
圖中模塊4是一塊存儲(chǔ)器(E2PROM)，主要防止整個(gè)統(tǒng)因不定性因素而工作于錯(cuò)誤狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)工作于錯(cuò)誤狀態(tài)時(shí)把系統(tǒng)RESET。另外還可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
圖中模塊5為一個(gè)揚(yáng)聲器，主要起報(bào)警作用。
圖中芯片GAL16V8B是一塊PLD，負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)的一些功能進(jìn)行精確時(shí)序控制。如圖中模塊6所示。
圖中模塊7為RS-232電平轉(zhuǎn)換模塊。以便和RS-485收發(fā)器進(jìn)行數(shù)傳。RS-485收發(fā)器采用平衡發(fā)送和差分接收，即在發(fā)送端，驅(qū)動(dòng)器將TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)輸出；在接收端，接收器將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL電平，因此具有抑制共模干擾的能力，加上接收器具有高的靈敏度，能檢測低達(dá)200mV的電壓，使傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。根據(jù)RS-485標(biāo)準(zhǔn)，RS-485收發(fā)器的最大傳輸速率為10Mbps，最大電纜長度為4000英尺，符合我們數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的要求。
顯示電路由2個(gè)74LS373和一個(gè)74LS374(如圖中模塊8)構(gòu)成，對(duì)15個(gè)八段顯示管(如圖中模塊9)和12個(gè)LED(如圖中模塊10)進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描。分別用于顯示當(dāng)前時(shí)間、下一次的測量時(shí)間、SDI值、T0、T15以及硬件電路的工作狀態(tài)指示LED。同時(shí)74LS374還通過分時(shí)復(fù)用和總線技術(shù)控制6個(gè)閥門。
鍵盤掃描電路由12個(gè)按鍵(如圖中模塊12)和一個(gè)74LS374(如圖中模塊11)構(gòu)成，同時(shí)374還對(duì)六個(gè)閥門的狀態(tài)進(jìn)行檢測，看閥門的狀態(tài)是否和設(shè)置的一樣。
CD4050在電路中起增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力的作用。(如圖中模塊13，15)圖中DS12887是一塊時(shí)鐘芯片。構(gòu)成電子鐘。(如圖中模塊14)輸出是由2片八位輸出帶鎖存的移位寄存器74HC595控制16個(gè)繼電器(如圖中模塊18)從而對(duì)6個(gè)閥門進(jìn)行控制。如圖中模塊16所示(其中另外10路為方便以后進(jìn)行系統(tǒng)功能的擴(kuò)充)。再通過2803(如圖中模塊17)驅(qū)動(dòng)繼電器。
電路中通過2片74HC165(如圖中模塊18)把通過光耦合(如圖中模塊19)檢測到的六個(gè)閥門狀態(tài)變成串行數(shù)據(jù)采集到單片機(jī)中進(jìn)行處理(其中10路為方便以后進(jìn)行系統(tǒng)功能的擴(kuò)充)。在此電路中是為了驗(yàn)證6個(gè)閥門是否處于規(guī)定狀態(tài)中。若沒有工作于規(guī)定狀態(tài)則單片機(jī)再發(fā)送控制命令直至6個(gè)閥門工作于規(guī)定狀態(tài)為止。
測定步驟整個(gè)系統(tǒng)用單片機(jī)89C52控制，通過壓力傳感器隨時(shí)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，經(jīng)過信號(hào)處理，由A/D轉(zhuǎn)換把采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由89C52處理。隨著壓力的不同，89C52控制程序進(jìn)入不同的狀態(tài)，并在控制面板上顯示相應(yīng)的狀態(tài)。
壓力檢測儀采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)；根據(jù)所測壓力值的不同，測定過程進(jìn)入不同的狀態(tài)執(zhí)行元件 代號(hào)清洗狀態(tài) 進(jìn)水狀態(tài) 待測狀態(tài) 測試狀態(tài) 備測狀態(tài)排污閥F-011 0 0 0 1空氣閥F-021 1→0 0 0 1進(jìn)水閥F-031 1→0 0 0 0進(jìn)氣閥F-040 0 1 1 0出水閥F-050 0 0 1 0排放閥F-060 0 1 0→1→01說明(閥門開關(guān)由模塊3控制模塊8、16、17、18進(jìn)行動(dòng)作，再由模塊3控制模塊11、15、18、19進(jìn)行驗(yàn)證)1為閥門開啟狀態(tài)，0為閥門關(guān)閉狀態(tài)；清洗狀態(tài)的時(shí)間可設(shè)定1～60min(時(shí)間方面由模塊14給出標(biāo)準(zhǔn))；在進(jìn)水狀態(tài)，模塊1、2采集壓力檢測儀的壓力數(shù)據(jù)，若壓力≥0.21Mpa時(shí)，則模塊3控制閥門F-02、F-03自動(dòng)關(guān)閉；在待測狀態(tài)時(shí)，若壓力檢測值為0.21Mpa，則進(jìn)入測試狀態(tài)；備測狀態(tài)20min后測定過程自動(dòng)進(jìn)入節(jié)能狀態(tài)，如果設(shè)定的測量時(shí)間間隔是四小時(shí)(可人為設(shè)定1～8小時(shí))，則四小時(shí)后系統(tǒng)電路自動(dòng)喚醒從而使測定過程重新開始。
污染時(shí)間參數(shù)T0、T15的測定在測試狀態(tài)，F(xiàn)-05閥門開啟1.5秒后，開始計(jì)時(shí)(以秒為單位)，接收到水位檢測電極接通信號(hào)，第一次計(jì)時(shí)結(jié)束，時(shí)段為T0，F(xiàn)-06閥門由0轉(zhuǎn)1，同時(shí)繼續(xù)累計(jì)計(jì)時(shí)至15分鐘后，F(xiàn)-06閥門由1轉(zhuǎn)0，開始進(jìn)行第二次計(jì)時(shí)(以秒為單位)，接收到水位檢測電極接通信號(hào)后，第二次計(jì)時(shí)結(jié)束，時(shí)段為T15。
數(shù)據(jù)采集和計(jì)算數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目為壓力和時(shí)間，壓力測量范圍為0.01～0.5Mpa；時(shí)間采集分段計(jì)時(shí)。
根據(jù)檢測時(shí)間所得到的T0、T15按下列公式計(jì)算SDI值(由模塊3進(jìn)行處理)SDI＝(1-T0/T15)*100/15每測試完一次，由模塊3控制打印機(jī)自動(dòng)打印結(jié)果(打印機(jī)在自動(dòng)打印狀態(tài))。
故障及報(bào)警壓力值超出0.19～0.22Mpa范圍時(shí)模塊3控制模塊5和模塊10中的一個(gè)led進(jìn)行聲光報(bào)警，并由模塊9顯示壓力低或壓力高；T0＞2min時(shí)報(bào)警，并顯示SDI＞6；下一水樣檢測時(shí)間提示。
以上報(bào)警情況是指在測試狀態(tài)。
數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳模塊3控制模塊7進(jìn)行RS-232電平轉(zhuǎn)換模塊。再使用RS-485收發(fā)器進(jìn)行數(shù)傳。RS-485收發(fā)器采用平衡發(fā)送和差分接收，即在發(fā)送端，驅(qū)動(dòng)器將TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)輸出；在接收端，接收器將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成TTL電平，因此具有抑制共模干擾的能力，加上接收器具有高的靈敏度，能檢測低達(dá)200mV的電壓，使傳輸信號(hào)能在千米以外得到恢復(fù)。根據(jù)RS-485標(biāo)準(zhǔn)，RS-485收發(fā)器的最大傳輸速率為10Mbps，最大電纜長度為4000英尺，符合我們數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的要求。
權(quán)利要求1.一種水污染指數(shù)自動(dòng)測定裝置，其特征在于該測定裝置通過壓力傳感器(21)采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，經(jīng)過信號(hào)處理電路(2)濾波放大，再由A/D轉(zhuǎn)換電路(1)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)(3)，單片機(jī)(3)輸出控制信號(hào)給閥門控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水污染指數(shù)自動(dòng)測定裝置，其特征在于所述單片機(jī)(3)還連接有存儲(chǔ)器件(4)、數(shù)碼管顯示器和鍵盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水污染指數(shù)自動(dòng)測定裝置，其特征在于所述單片機(jī)(3)還連接有接口電路(7)和打印機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種水污染指數(shù)自動(dòng)測定裝置，該測定裝置通過壓力傳感器采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，經(jīng)過信號(hào)處理電路濾波放大，再由A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)，單片機(jī)輸出控制信號(hào)給閥門控制電路；本實(shí)用新型減少了人工測定帶來的誤差和不便，提高了測量的可靠性，而且便于操作，可廣泛用于需要進(jìn)行污水處理的各行各業(yè)，起到環(huán)境檢測的效果。
文檔編號(hào)G01N33/18GK2646711SQ20032011019
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2003年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月13日
發(fā)明者肖金球, 仲嘉霖, 楊利娟 申請(qǐng)人:蘇州科技學(xué)院