水質(zhì)突變的監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水質(zhì)檢驗(yàn)領(lǐng)域，特別涉及一種水質(zhì)突變的監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有水質(zhì)檢驗(yàn)領(lǐng)域通常采用測(cè)量水中溶解的總固體含量（總?cè)芙夤腆w）來監(jiān)控水 質(zhì)突變，總?cè)芙夤腆w（英文：Totaldissolvedsolids，縮寫TDS)，又稱溶解性固體總量，測(cè) 量單位為毫克/升（mg/L)，它表明1升水中溶有多少毫克溶解性固體。水中TDS能有效反 映水質(zhì)的情況，純凈的水中含有的溶解總固體是很少的，每升只有零到幾十毫克左右；若水 被污染或已經(jīng)溶進(jìn)許多其他電解物質(zhì)后，其總固體含量增多，TDS值越高，表示水中含有的 雜質(zhì)越多。
[0003] 測(cè)量水中溶解的總固體含量需要使用TDS測(cè)試儀。TDS測(cè)試儀雖然可以快捷、方便 的將該型指標(biāo)直接測(cè)量出來。但TDS測(cè)試儀的價(jià)格昂貴，采用TDS測(cè)試儀（TDS傳感器）測(cè) 量水中溶解的總固體含量的成本較高，限制了測(cè)量水中溶解的總固體含量（總?cè)芙夤腆w） 來監(jiān)控水質(zhì)突變的方法應(yīng)用。
[0004] 公開于該【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng) 當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種步驟簡單合理的水質(zhì)突變的監(jiān)控方法，該水質(zhì)突變的 監(jiān)控方法的通過監(jiān)控水的電導(dǎo)率變化來監(jiān)控水質(zhì)突變，監(jiān)控成本低，適用范圍廣。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了水質(zhì)突變的監(jiān)控方法，包括以下步驟：
[0007] 首先，通過實(shí)測(cè)初始水質(zhì)的電壓和電流，計(jì)算出初始水質(zhì)的電阻值，并由該電阻值 計(jì)算出初始水質(zhì)的電導(dǎo)率；
[0008] 其次，在電壓不變的前提下，采集被監(jiān)控水質(zhì)的電流，計(jì)算出被監(jiān)控水質(zhì)的電阻 值，并由該電阻值計(jì)算出被監(jiān)控水質(zhì)的電導(dǎo)率；
[0009] 最后，將初始水質(zhì)的電導(dǎo)率與被監(jiān)控水質(zhì)的電導(dǎo)率進(jìn)行差值比較，如果該差值大 于設(shè)定值時(shí)，則判定水質(zhì)發(fā)生突變；反之，則判定水質(zhì)穩(wěn)定。
[0010] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，初始水質(zhì)的電導(dǎo)率與被監(jiān)控水質(zhì)的電導(dǎo)率的差值設(shè)定 值的范圍為0?1000。
[0011] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，差值設(shè)定值為50?200。
[0012] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，施加給初始水質(zhì)的電壓分為兩階段，一階段是隨著電壓 增加相對(duì)應(yīng)的電阻變小的斜率大，當(dāng)進(jìn)入第二段時(shí)，隨著電壓的增大，電阻變化的斜率急驟 減小為平緩段，水質(zhì)測(cè)量使用電阻變化平緩段的數(shù)據(jù)。
[0013] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，用來計(jì)算出初始水質(zhì)及被監(jiān)控水質(zhì)電導(dǎo)率的電阻值通 過修正系數(shù)進(jìn)行修正，所述修正系數(shù)的范圍為0?1。
[0014]優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，初始水質(zhì)的電導(dǎo)率和被監(jiān)控水質(zhì)的電導(dǎo)率均先進(jìn)行溫 度補(bǔ)償后再進(jìn)行差值比較。
[0015] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，溫度補(bǔ)償公式為：
[0016] Ks=Kt/(0. 022t+0. 45),
[0017] 公式中的Kt和Ks分別為t°C和25°C下溶液的電導(dǎo)率，t為測(cè)量時(shí)水的溫度。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：該水質(zhì)突變的監(jiān)控方法的通過監(jiān)控 水的電導(dǎo)率變化來監(jiān)控水質(zhì)突變，監(jiān)控成本低，適用范圍廣。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的水質(zhì)突變的監(jiān)控方法的流程圖。
[0020] 圖2是本發(fā)明的水質(zhì)突變的監(jiān)控方法的實(shí)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明的飲水設(shè)備的水質(zhì)測(cè)量系統(tǒng)的根據(jù)實(shí)測(cè)的電流和電壓數(shù)據(jù)計(jì)算電阻的 第一分析圖。 圖4是本發(fā)明的飲水設(shè)備的水質(zhì)測(cè)量系統(tǒng)的根據(jù)實(shí)測(cè)的電流和電壓數(shù)據(jù)計(jì)算電阻的 第二分析圖。 圖5是本發(fā)明的飲水設(shè)備的水質(zhì)測(cè)量系統(tǒng)的根據(jù)實(shí)測(cè)的電流和電壓數(shù)據(jù)計(jì)算電阻的 第三分析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保 護(hù)范圍并不受【具體實(shí)施方式】的限制。
[0022] 除非另有其它明確表示，否則在整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語"包括"或其變 換如"包含"或"包括有"等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它 元件或其它組成部分。
[0023] 如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的水質(zhì)突變的監(jiān)控方法的包括以下步驟：
[0024] 首先，通過實(shí)測(cè)初始水質(zhì)的電壓和電流，計(jì)算出初始水質(zhì)的電阻值，并由該電阻值 計(jì)算出初始水質(zhì)的電導(dǎo)率；
[0025] 其次，在電壓不變的前提下，采集被監(jiān)控水質(zhì)的電流，計(jì)算出被監(jiān)控水質(zhì)的電阻 值，并由該電阻值計(jì)算出被監(jiān)控水質(zhì)的電導(dǎo)率；
[0026] 最后，將初始水質(zhì)的電導(dǎo)率與被監(jiān)控水質(zhì)的電導(dǎo)率進(jìn)行差值比較，如果該差值大 于設(shè)定值時(shí)，則判定水質(zhì)發(fā)生突變；反之，則判定水質(zhì)穩(wěn)定。
[0027] 如圖2所示，該水質(zhì)突變的監(jiān)控方法需要在平行相對(duì)放置的第一隋性電極板2和 第二隋性電極板3中間設(shè)置離子膜1。為了說明方案，先確定如下的參數(shù)：電極板的面積為 S，電極板的距離為D。
[0028] 我們?cè)陔娊夤ぷ鲿r(shí)，給電極板加上直流電源，水在如圖所示的兩塊電極板之間流 過。因?yàn)殡妷旱淖饔茫栯x子穿過離子膜向陰極移動(dòng)，陰離子穿過離子膜向陽極移動(dòng)。這樣 水就形成了阻抗。
[0029] 為了采集數(shù)據(jù)，我們將兩極板并聯(lián)一個(gè)電壓表，再串聯(lián)一個(gè)電流表，這時(shí)，可以讀 出工作過程中的電壓U和電流I。
[0030] 根據(jù)電阻定律和歐姆定律：
[0031] 水的電阻R=U/I=PL/S，其中，
[0032] p-制成電阻的材料電阻率，國際單位制為歐姆?米（Q?m);
[0033] L-繞制成電阻的導(dǎo)線長度，國際單位制為米（m);
[0034] S--繞制成電阻的導(dǎo)線橫截面積，國際單位制為平方米（m2);
[0035] R--電阻值，國際單位制為歐姆，簡稱歐（Q);
[0036] U-電壓值，國際單位制為伏特，簡稱伏（V);
[0037] I--電流值，國際單位制為安培，簡稱安（A);
[0038] k-電導(dǎo)率，單位以西門子每米（S/m)表示，電阻率的倒數(shù)為電導(dǎo)率，k= 1/p。
[0039] 理論數(shù)據(jù)：已知電解槽的面積為0.003m2,兩極板距離為0.003m，在電導(dǎo)率為 0. 04S/m(400iiS/cm)的水質(zhì)下，那么，理論上計(jì)算出來的水的電阻值R=pL/S=L/(Sk) =0? 003八0. 003*0. 04) = 25Q。
[0040] 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：水以800毫升/分鐘的流速通過上述電解槽，在電導(dǎo)率k為0.04S/m的 水質(zhì)下，實(shí)測(cè)的電流和電壓數(shù)據(jù)并計(jì)算出的電阻為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水質(zhì)突變的監(jiān)控方法，其特征在于，包括w下步驟： 首先，通過實(shí)測(cè)初始水質(zhì)的電壓和電流，計(jì)算出初始水質(zhì)的電阻值，并由該電阻值計(jì)算 出初始水質(zhì)的電導(dǎo)率； 其次，在電壓分不變的前提下，采集被監(jiān)控水質(zhì)的電流，計(jì)算出被監(jiān)控水質(zhì)的電阻值， 并由該電阻值計(jì)算出被監(jiān)控水質(zhì)的電導(dǎo)率； 最后，將初始水質(zhì)的電導(dǎo)率與被監(jiān)控水質(zhì)的電導(dǎo)率進(jìn)行差值比較，如果該差值大于設(shè) 定值時(shí)，則判定水質(zhì)發(fā)生突變；反之，則判定水質(zhì)穩(wěn)定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)突變的監(jiān)控方法，其特征在于，所述初始水質(zhì)的電導(dǎo)率 與被監(jiān)控水質(zhì)的電導(dǎo)率的差值設(shè)定值的范圍為0?1000。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水質(zhì)突變的監(jiān)控方法，其特征在于，所述差值設(shè)定值為50? 200。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)突變的監(jiān)控方法，其特征在于，施加給初始水質(zhì)的電壓 分為兩階段，一階段是隨著電壓增加相對(duì)應(yīng)的電阻變小的斜率大，當(dāng)進(jìn)入第二段時(shí)，隨著電 壓的增大，電阻變化的斜率急驟減小為平緩段，水質(zhì)測(cè)量使用電阻變化平緩段的數(shù)據(jù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)突變的監(jiān)控方法，其特征在于，用來計(jì)算出初始水質(zhì)及 被監(jiān)控水質(zhì)電導(dǎo)率的電阻值通過修正系數(shù)進(jìn)行修正，所述修正系數(shù)的范圍為0?1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)突變的監(jiān)控方法，其特征在于，所述初始水質(zhì)的電導(dǎo)率 和被監(jiān)控水質(zhì)的電導(dǎo)率均先進(jìn)行溫度補(bǔ)償后再進(jìn)行差值比較。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的水質(zhì)突變的監(jiān)控方法，其特征在于，所述溫度補(bǔ)償公式為： Ks = Kt/(0. 022t+0. 45), 公式中的Kt和Ks分別為t°C和25°C下溶液的電導(dǎo)率，t為測(cè)量時(shí)水的溫度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水質(zhì)突變的監(jiān)控方法。該監(jiān)控方法包括以下步驟：首先，通過實(shí)測(cè)初始水質(zhì)的電壓和電流，計(jì)算出初始水質(zhì)的電阻值，并由該電阻值計(jì)算出初始水質(zhì)的電導(dǎo)率；其次，在電壓不變的前提下，采集被監(jiān)控水質(zhì)的電流，計(jì)算出被監(jiān)控水質(zhì)的電阻值，并由該電阻值計(jì)算出被監(jiān)控水質(zhì)的電導(dǎo)率；最后，將初始水質(zhì)的電導(dǎo)率與被監(jiān)控水質(zhì)的電導(dǎo)率進(jìn)行差值比較，如果該差值大于設(shè)定值時(shí)，則判定水質(zhì)發(fā)生突變；反之，則判定水質(zhì)穩(wěn)定。該水質(zhì)突變的監(jiān)控方法的通過監(jiān)控水的電導(dǎo)率變化來監(jiān)控水質(zhì)突變，監(jiān)控成本低，適用范圍廣。
【IPC分類】G01N27-06
【公開號(hào)】CN104535622
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410851564
【發(fā)明人】羅輝, 黃富華, 康曉紅, 李光煌
【申請(qǐng)人】深圳市賽億科技開發(fā)有限公司, 沁園集團(tuán)股份有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日