Устройство для автоматического контроля концентрации взвешенных веществ в сточных водах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТШАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЗВЕШЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В СТОЧНЫХ ВОДАХ, содержащее источник света, проточную измерительную кювету с оптически прозрачньми окнами, фотоприйчник, механизм очистки окон и соединенный с выходами источника света и фотоприемника преобразователь, включающий в себя усилитель, управляющий и сигнализирующий элементы, отличающееся тем, 4TOi с целью повышения точности и надежности процесса контроля и распюрения функциональных возможностей устройства, ме .ханизм очистки окон выполнен в виде кругового двухлопастного модуляобтюратора , а преобразователь дополнительно содержит сглаживающий фильтр вькодного сигнала фотоприемника , блок измерения скорости, блок аварийной сигнализации и блок автоматически регулируемой задержки, ас подключенный своим входом к выходу фильтра, а вькодом - к входу управлякщего элемента, при этом к выходу усилителя подключены вход фильтра и вход блока измерения скорости, выход которого подключен к блоку задержки и блоку аварийной сигнализации , а сигнализирующий элемент О1 к выходу сглаживающего фильтра. So ч|

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1 11 С 01 N 21/59

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AQTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3650681/24-25 (22) 13.10.83 (46) 23.04.85. Бюл. У 15 (72) В.A.Ðè÷êîâ, А.А.Кузьмин и Б.И.Назаров (71) Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации животноводства (53) 535.24(088.8) (56) 1. Попкович Г.С. Автоматизация систем водоснабжения и канализации.

М., Стройиздат, 1983, с. 65-66.

2. Гороновский И.Т. физико-химическое обоснование автоматизации технологических процессов обработки воды. Киев, "Наукова думка", 1979, с. 193 (прототип) . (Ф4) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЗВИНЕННЫХ ВЕЩЕСТВ В СТОЧНЫХ ВОДАХ, содержащее источник света, проточную измерительную кювету с оптически проо эрачными окнами, фотоприемник, механизм очистки окон и соединенный с выходами источника света и фотоприемника преобразователь, включающий в себя усилитель, управляющий и сигналиэирующий элементы, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности процесса контроля и расширения функциональных воэможностей устройства, ме.ханизм очистки окон выполнен в виде кругового двухлопастного модуляобтюратора, а преобразователь дополнительно содержит сглаживающий фильтр выходного сигнала фотоприемника, блок измерения скорости, блок аварийной сигнализации и блок автоматически регулируемой задержки, подключенный своим входом к выходу фильтра, а выходом — к входу управляющего элемента, при этом к выходу С усилителя подключены вход фильтра и вход блока измерения скорости, выход которого подключен к блоку задержки и блоку аварийной сигналиВиий зации, а сигнализирующий элемент— к выходу сглаживающего фильтра.

Эиий

151870 2

50

1 1

Изобретение относится к проточным устройствам контроля концентрации взвешенных веществ в дисперсных средах и может быть использовано в очистных сооружениях сточных и природных вод, в горнорудной, угольнодобывающей, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Известен измеритель оптической плотности типа РОП для определения концентрации активного ила в сточной воде

Недостатком его является загрязнение и заиливание оптических элементов датчика, что приводит к искажению показаний прибора, вплоть до полного его отказа. Очистка оптических элементов осуществляется вручную, что усложняет эксплуатацию измерителя.

Известно устройство для автоматического контроля концентрации взвешенных частиц в сточных водах, содержащее источник света, проточную измерительную кювету с оптически прозрачными окнами, фотоприемник, механизм очистки окон и соединенный с выходами источника света и фотоприемника преобразователь, включающий в себя усилитель, управляющий и сигнализирующий элементы.

В основу работы установки положена турбидиметрическая методика определения концентрации взвешенных веществ в жидкости в зависимости от ее оптической плотности.

Иеханиэм очистки оптических окон выполнен в виде продольного поршневого модуля с двумя щетками, соединенного при помощи штанги с толкающим электромагнитом, укрепленным на верхней крышке измерительной кюветы и совершающим возвратно-поступательные движения за несколько секунд до измерения. При этом щетки скользят по поверхности окон, очищая образовавшуюся на них биопленку (2 ).

Недостатками известного устройства являются громоздкость и сложность конструкции механизма очистки окон, потребность в дополнительном электроприводе и нарушение герметичности измерительной кюветы, низкая точность контроля из-за использования немодулированного светового потока.

Нестабилизированный выходной сигнал фотоприемника ведет при случай10 !

55 ных резких отклонениях оптической плотности контролируемой жидкости к ложным срабатываниям устройства, отсутствует аварийная сигнализация при отказе в работе механизма очистки стекол.

К недостаткам известного устройства следует отнести также невозможность измерения одновременно с концентрацией взвешенных веществ расхода сточной воды, необходимого о технологии очистки воды, что требует установки дополнительного прибора для измерения указанного параметра.

Цель изобретения — повышение точности, надежности процесса контроля и расширение функциональных возможностей устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для автоматического контроля концентрации взвешенных веществ в сточных водах, содержащем источник света, проточную измерительную кювету с оптически прозрачными окнами, фотоприемник, механизм очистки окон и соединенный с выходами источника света и фотоприемника преобразователь, включающИй в себя усилитель, управляющий и сигнализирующий элементы, механизм очистки окон выполнен в виде кругового двухлопастного модуля-обтюратора, а преобразователь дополнительно содержит сглаживающий фильтр выходного сигнала фотоприемника, блок измерения скорости, блок аварийной сигнализации и блок автоматически регулируемой задержки, подключенный своим входом к выходу фильтра, а выходом — к входу управляющего элемента, при этом к выходу усилителя подключены вход фильтра и вход бг ка измерения скорости, выход которого подключен к блоку задержки и блоку аварийной сигнализации, а сигнализирующий элемент — к выходу сглаживающего фильтра.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства для автоматического контроля концентрации взвешенных веществ в сточных водах, на фиг.2 двухлопастный модуль †обтюрат, общий вид.

Устройство содержит измерительную кювету 1, представляющую собой отрезок трубы, в который вмонтированы источник 2 света и фотоприемник 3, которые отделены от рабочего объема

1! 5.1870

1О!

20 кюветы 1 оптически прозрачными окнами 4 и 5. Последние выполнены изогнутыми по профилю кюветы 1 и выступают внутрь нее на 1,5-2 мм.

В торцах кюветы установлены кронштейны 6 и 7 с гнездами, в которых находятся оси модуля-обтюратора 8, выполненного, например, в виде винтовой лопасти с окном 9 и накладками !0 и 11 из пористой резины.

Фотоприемник 3 включен в цепь усилителя 12, соединенного через сглаживающий фильтр 13 с сигнализирующим элементом 14, а через блок 15 измерения скорости потока — с блоком 16 аварийной сигнализации.

К выходу фильтра 13 подключен также блок 17 временной задержки, а к выходу последнего — управляющий элемент 18 (выходное реле). В блок 17 временной задержки введена коррекция по скорости потока путем соединения блока 17 с выходом блока 15.

Питание к источнику 2 света и к другим элементам схемы подается с блока

19 питания.

Устройство работает следующим образом.

Через проточную измерительную кювету дви:кется поток контролируемои жидкости, вращая модуль-обтюратор 8, который своими резиновыми накладками 10 и 11 счищает налет с окон 4 и 5. При этом попадаемый на фотоприемник 3 от источника 2 с4вта световой поток, пропорциональный концентрации взвешенных в жидкости веществ, модулируется с частотой, пропорциональной скорости движения жидкости в кювете 1.

" Фильтр 13 сглаживает колебания сигнала, усиленного усилителем 12 по амплитуде, обусловленные модуляцией светового потока, а также случайными изменениями его величины в моменты прохождения через свето-. вой канал отдельных воздушных пузырьков или сгущений и передает сигнал непосредственно на сигнализирующий элемент 14,.а через блок

17 — на управляющий элемент 18 соединенный с внешней схемой автоматического регулирования контролируемьяк процессом.

В блоке 15 измеряется частота переменной составляющей сигнала, пропорциональная скорости потока, и автоматически корректируется устав"

50 ка задержки срабатывания блока 17: при увеличении скорости движения время залержки уменьшается и выходное реле 18, а также подключенный к нему исполнительный механизм срабатывают раньше. Это важна для повышения точности регулирования процесса особенно тогда, когда устройство контроля концентрации отдалено от регулирующего органа.

В случае вьхода из строя элементов датчика или механизма очистки стекол (перегорание лампы, застревание обтюратора, отклеивание или разрушение накладок и т.п.) переменная составляющая сигнала на выходе усилителя 12, а следовательно и блока 15 измерения скорости равна нулю и блок 16 аварийной сигнализации вырабатывает аварийный сигнал.

Таким образом, устройство для автоматического контроля концентрации взвешенных веществ, по сравнению с известньм, обеспечивает более высокую точность контроля, надежность и широкие функциональные возможности.

Автоматическая очистка окон снижает погрешность контроля концентрации взвешенных веществ до +10Ж по сравнению с + 157 у известного.

Для очистки оптических окон устройства контроля концентрации не требуется дополнительного электропривода и программного устройства для управления им, так как рабочий элемент механизма очистки стекол (модуль-обтюратор) приводится в движение потоком контролируемой жидкости, не нарушается герметичность измерительной камеры. В результате увеличивается надежность устройства (наработка на отказ составляет

5000 ч по сравнению с 1500 ч в известном) и расширяется область его применения.

Кроме того, исключаются ложные срабатывания прибора из-эа прохождения через световой канал отдельных воздушных пузырьков и других неоднородностей, имеющих место, например, при контроле концентрации взвешенных веществ на первых ступенях очистки сточных вод.

Внедрение предлагаемого устройства для автоматического контроля взвешенных веществ позволяет повысить точность и надежность процесса кон1151870

Закаэ 2313/33

7 Подписное троля, например, откачки активного с, ила из вторичных отстойников. B реэультате на иловые площадки поступает ил более высокой концентрации, экономится их площадь и сокращается 5 время высушивания ила. Это дает годовой экономический эффект, например, для очистных сооружений свинокомплекса по выращиванию 108 тыс. свиней в год порядка 5,5 тыс.руб. на 3 концентратомера или около

1850 руб. на 1 прибор только за счет сокращения расходов на строительство иобслуживание иловыхплощадок. М а илиал IHIII Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4