一種水污染檢測與控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】一種水污染檢測與控制系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于自動檢測和自動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于水污染檢測與控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]由有害化學(xué)物質(zhì)造成水的使用價(jià)值降低或喪失，污染環(huán)境。污水中的酸、堿、氧化齊U，以及銅、鎘、汞、砷等化合物，苯、二氯乙烷、乙二醇等有機(jī)毒物，會毒死水生生物，影響飲用水源、風(fēng)景區(qū)景觀。污水中的有機(jī)物被微生物分解時(shí)消耗水中的氧，影響水生生物的生命，水中溶解氧耗盡后，有機(jī)物進(jìn)行厭氧分解，產(chǎn)生硫化氫、硫醇等難聞氣體，使水質(zhì)進(jìn)一步惡化。
[0004]廢水從不同角度有不同的分類方法。據(jù)不同來源分為生活廢水和工業(yè)廢水兩大類；據(jù)污染物的化學(xué)類別又可分無機(jī)廢水與有機(jī)廢水；也有按工業(yè)部門或產(chǎn)生廢水的生產(chǎn)工藝分類的，如焦化廢水、冶金廢水、制藥廢水、食品廢水等。
[0005]據(jù)環(huán)境部門監(jiān)測，全國城鎮(zhèn)每天至少有I億噸污水未經(jīng)處理直接排入水體。全國七大水系中一半以上的河段水質(zhì)受到污染，全國1/3的水體不適于魚類生存，1/4的水體不適于灌溉，90%的城市水域污染嚴(yán)重，50%的城鎮(zhèn)水源不符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)，40%的水源已不能飲用，南方城市總?cè)彼康?09Γ70%是由于水源污染造成的近些年來，半導(dǎo)體的生產(chǎn)流程中超純水在晶片洗凈中不可或缺。水中有時(shí)會含有作為雜質(zhì)的離子和膠粒、微泡和熔融空氣，以及作為顆粒(垃圾)的硅石、醋酸纖維素、特氟龍(注冊商標(biāo))聚合物等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1、本發(fā)明的目的。
[0007]本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可有效應(yīng)用于生產(chǎn)過程中對水的純凈度有要求的環(huán)境中進(jìn)行水污染的檢測與控制。
[0008]2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案。
[0009]一種水污染檢測與控制系統(tǒng)，包括照明系統(tǒng)、采樣水流系統(tǒng)、衍射光收集系統(tǒng)以及信號處理系統(tǒng)；照明裝置采用相干光源，采樣水流系統(tǒng)由面積計(jì)算單元、時(shí)間計(jì)算單元以及存儲器構(gòu)成；衍射光收集系統(tǒng)收集衍射條紋；信號處理系統(tǒng)包括光電轉(zhuǎn)換電路、信號放大電路、信號積分電路、AD電路、處理器、隔離電路、可控硅控制電路和同步信號提取電路是一個(gè)電壓比較器電路，提取水泵供電電壓的相位零點(diǎn)作為相位控制的參考點(diǎn)，采樣水流系統(tǒng)輸出信號經(jīng)處理器內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，根據(jù)采樣水流系統(tǒng)輸出特性曲線得出流量信息，將該信號送往LCM進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)對流量的實(shí)時(shí)檢測；可控硅控制電路的觸發(fā)時(shí)間直接控制水泵供電電壓導(dǎo)通相位，改變可控硅控制電路的觸發(fā)時(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)對水泵電壓的控制，實(shí)現(xiàn)對水污染粒子計(jì)數(shù)器流量的實(shí)時(shí)控制。
[0010]3、本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果。
[0011](I)本發(fā)明的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)經(jīng)24小時(shí)測量得到儀器零點(diǎn)漂移在±0.002mg/m3以內(nèi)，
具有較高的穩(wěn)定性；
(2)由于計(jì)算機(jī)輸出值為控制量的增量，所以產(chǎn)生誤操作導(dǎo)致系統(tǒng)的抖動，相對來說較小，采用邏輯判斷去掉某些明顯的抖動值。
[0012](3)具有鎖存作用，當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，輸出通道或執(zhí)行裝置具有的信號鎖存作用使系統(tǒng)仍能保持前一次的控制量工作。
【附圖說明】
[0013]圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2為同步信號提取電路。
[0015]圖3為可控硅控制電路。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1:
如圖1和2所示，水污染檢測與控制系統(tǒng)，包括照明系統(tǒng)、采樣水流系統(tǒng)、衍射光收集系統(tǒng)以及信號處理系統(tǒng)；照明裝置采用相干光源，采樣水流系統(tǒng)由面積計(jì)算單元、時(shí)間計(jì)算單元以及存儲器構(gòu)成；衍射光收集系統(tǒng)收集衍射條紋；信號處理系統(tǒng)包括光電轉(zhuǎn)換電路、信號放大電路、信號積分電路、AD電路、處理器、隔離電路、可控硅控制電路和同步信號提取電路是一個(gè)電壓比較器電路，提取水泵供電電壓的相位零點(diǎn)作為相位控制的參考點(diǎn)，采樣水流系統(tǒng)輸出信號經(jīng)處理器內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，根據(jù)采樣水流系統(tǒng)輸出特性曲線得出流量信息，將該信號送往LCM進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)對流量的實(shí)時(shí)檢測；可控硅控制電路的觸發(fā)時(shí)間直接控制水泵供電電壓導(dǎo)通相位，改變可控硅控制電路的觸發(fā)時(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)對水泵電壓的控制，實(shí)現(xiàn)對水污染粒子計(jì)數(shù)器流量的實(shí)時(shí)控制。在同步信號提取電路中，市電經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)換為1V左右輸入Pl 口，經(jīng)電壓比較器正弦波信號變?yōu)榉讲ㄐ盘?，其零點(diǎn)與正弦波零點(diǎn)位置一致，而變壓器不會造成相位變化，故該方波信號的零點(diǎn)即可作為市電的零點(diǎn)，處理器接收后即可作為參考點(diǎn)。
[0017]實(shí)施例2
如圖3所示，水污染檢測與控制系統(tǒng)，包括照明系統(tǒng)、采樣水流系統(tǒng)、衍射光收集系統(tǒng)以及信號處理系統(tǒng)；照明裝置采用相干光源，采樣水流系統(tǒng)由面積計(jì)算單元、時(shí)間計(jì)算單元以及存儲器構(gòu)成；衍射光收集系統(tǒng)收集衍射條紋；信號處理系統(tǒng)包括光電轉(zhuǎn)換電路、信號放大電路、信號積分電路、AD電路、處理器、隔離電路、可控硅控制電路和同步信號提取電路是一個(gè)電壓比較器電路，提取水泵供電電壓的相位零點(diǎn)作為相位控制的參考點(diǎn)，采樣水流系統(tǒng)輸出信號經(jīng)處理器內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，根據(jù)采樣水流系統(tǒng)輸出特性曲線得出流量信息，將該信號送往LCM進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)對流量的實(shí)時(shí)檢測；可控硅控制電路的觸發(fā)時(shí)間直接控制水泵供電電壓導(dǎo)通相位，改變可控硅控制電路的觸發(fā)時(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)對水泵電壓的控制，實(shí)現(xiàn)對水污染粒子計(jì)數(shù)器流量的實(shí)時(shí)控制。在同步信號提取電路中，市電經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)換為1V左右輸入Pl 口，經(jīng)電壓比較器正弦波信號變?yōu)榉讲ㄐ盘?，其零點(diǎn)與正弦波零點(diǎn)位置一致，而變壓器不會造成相位變化，故該方波信號的零點(diǎn)即可作為市電的零點(diǎn)，處理器接收后即可作為參考點(diǎn)。在可控硅控制電路中，采用獨(dú)立的直流電源觸發(fā)雙向可控硅，9V變壓器的一個(gè)輸出接至P4 口，經(jīng)Dl與C83整流成直流電，為可控桂的觸發(fā)電路供電。系統(tǒng)軟件采用增量式PID自動控制算法，根據(jù)流量偏差的大小、偏差的累積及偏差的變化趨勢，改變可控硅導(dǎo)通相位，從而控制水污染粒子計(jì)數(shù)器流量。
[0018]上述實(shí)施例不以任何方式限制本發(fā)明，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術(shù)方案均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水污染檢測與控制系統(tǒng)，其特征在于:包括照明系統(tǒng)、采樣水流系統(tǒng)、衍射光收集系統(tǒng)以及信號處理系統(tǒng)；照明裝置采用相干光源，采樣水流系統(tǒng)由面積計(jì)算單元、時(shí)間計(jì)算單元以及存儲器構(gòu)成；衍射光收集系統(tǒng)收集衍射條紋；信號處理系統(tǒng)包括光電轉(zhuǎn)換電路、信號放大電路、信號積分電路、AD電路、處理器、隔離電路、可控硅控制電路和同步信號提取電路是一個(gè)電壓比較器電路，提取水泵供電電壓的相位零點(diǎn)作為相位控制的參考點(diǎn)，采樣水流系統(tǒng)輸出信號經(jīng)處理器內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，根據(jù)采樣水流系統(tǒng)輸出特性曲線得出流量信息，將該信號送往LCM進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)對流量的實(shí)時(shí)檢測；可控硅控制電路的觸發(fā)時(shí)間直接控制水泵供電電壓導(dǎo)通相位，改變可控硅控制電路的觸發(fā)時(shí)間，即可實(shí)現(xiàn)對水泵電壓的控制，實(shí)現(xiàn)對水污染粒子計(jì)數(shù)器流量的實(shí)時(shí)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水污染檢測與控制系統(tǒng)，其特征在于:在同步信號提取電路中，市電經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)換為1V左右輸入Pl 口，經(jīng)電壓比較器正弦波信號變?yōu)榉讲ㄐ盘?，其零點(diǎn)與正弦波零點(diǎn)位置一致，而變壓器不會造成相位變化，故該方波信號的零點(diǎn)即可作為市電的零點(diǎn)，處理器接收后即可作為參考點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水污染檢測與控制系統(tǒng)，其特征在于:在可控硅控制電路中，采用獨(dú)立的直流電源觸發(fā)雙向可控硅，9V變壓器的一個(gè)輸出接至P4 口，經(jīng)Dl與C83整流成直流電，為可控桂的觸發(fā)電路供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水污染檢測與控制系統(tǒng)，其特征在于:系統(tǒng)軟件采用增量式PID自動控制算法，根據(jù)流量偏差的大小、偏差的累積及偏差的變化趨勢，改變可控硅導(dǎo)通相位，從而控制水污染粒子計(jì)數(shù)器流量。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水污染檢測與控制系統(tǒng)。包括照明系統(tǒng)、采樣水流系統(tǒng)、衍射光收集系統(tǒng)以及信號處理系統(tǒng)；照明裝置采用相干光源，采樣水流系統(tǒng)由面積計(jì)算單元、時(shí)間計(jì)算單元以及存儲器構(gòu)成；衍射光收集系統(tǒng)收集衍射條紋；信號處理系統(tǒng)包括光電轉(zhuǎn)換電路、信號放大電路、信號積分電路、AD電路、處理器、隔離電路、可控硅控制電路和同步信號提取電路是一個(gè)電壓比較器電路，提取水泵供電電壓的相位零點(diǎn)作為相位控制的參考點(diǎn)，采樣水流系統(tǒng)輸出信號經(jīng)處理器內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，將該信號送往LCM進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)對流量的實(shí)時(shí)檢測；可本發(fā)明的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)經(jīng)24小時(shí)測量得到儀器零點(diǎn)漂移在±0.002mg/m3以內(nèi),具有較高的穩(wěn)定性。
【IPC分類】G05B19-04
【公開號】CN104749971
【申請?zhí)枴緾N201310742041
【發(fā)明人】孟黎歌
【申請人】南京理工大學(xué)常熟研究院有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月30日