Устройство для экологического контроля загрязнений водной среды

 

Использование: изобретение относится к экологии и может быть использовано при разработке систем контроля загрязнения окружающей среды. Сущность изобретения: устройство содержит канал для забора проб воды, включающий первый насос, управляемый клапан и первый смеситель, а также канал для забора консерванта или растворителя, включающий третий управляемый клапан, второй насос и второй управляемый клапан. Выход первого смесителя присоединен к магистрали: прочная ячейка - третий смеситель - блок электромагнитных клапанов - коллектор с емкостями для хранения проб. В проточную ячейку вмонтированы датчики гидрофизических полей, подключенные к региструюшему прибору и к входам блока пороговых элементов. Управление устройством осуществляется таймером и блоком управления. 1 ил.

Изобретение относится к экологии и может быть использовано в системах контроля загрязнений водных бассейнов.

Известен комплекс "Плессей", предназначенный для контроля загрязнения водной среды, который содержит средство для отбора проб, датчики гидрофизических полей (ГФП), блок управления, регистрирующий прибор, а также блок электромагнитных клапанов и коллектор, при этом канал отбора проб включает первый насос, присоединенный по входу первого клапана, первый выход которого присоединен к первому входу первого смесителя, причем канал для отбора проб подключен через блок датчиков гидрофизических полей (БДГФП) к регистрирующему прибору, выход блока управления подключен к блоку электромагнитных клапанов. Комплекс "Плессей" позволяет измерять температуру, соленость, прозрачность водный среды, а также содержание в ней планктона.

Недостатками этого комплекса являются малые чувствительность и достоверность контроля.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве, осуществляющем измерение параметров гидрофизических полей, отбор проб и анализ их, документирование результатов измерений и сравнение их с пороговыми уровнями, соответствующими стандартной воде, воду дозируют через заданные промежутки времени и в каждую пробу при этом добавляют консервант, а при значениях измеряемых параметров ниже заданного порогового уровня и ниже пороговой чувствительности датчиков ГФП воду в течение назначенного времени предварительно пропускают через сорбционный элемент, после чего через этот элемент, накопивший загрязнения, пропускают растворитель накопленных загрязнений, который затем как и воду исследуют на прозрачность и флуоресцентность и дозируют указанным выше методом.

Это позволяет контролировать даже малую степень загрязнения воды.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит канал для отбора проб воды, включающий насос 1, присоединенный через первый клапан 2 с первым входом первого смесителя 3, второй выход клапана 2 присоединен через последовательно соединенные второй смеситель 4 и сорбционный элемент 5 с вторым входом первого смесителя 3, выход которого через проточную ячейку 6 и третий смеситель 7 присоединен к входу блока 8 электромагнитных клапанов, выходы которого присоединены к входам коллектора 9. Второй вход смесителя 4 присоединен с выходу канала для отбора проб растворителя и консерванта, образованного последовательно соединенными вторым клапаном 10, вторым насосом 11 и третьим клапаном 12, связанным входами с источниками растворителя и консерванта. Второй выход второго клапана 10 присоединен к второму входу третьего смесителя 7. Проточная ячейка 6 через блок 13 датчиков гидрофизических полей (БДГФП) связана с входами регистрирующего прибора 14 и с входами блока 15 пороговых элементов (ПБЭ), при этом проточная ячейка оптически связана с источником 16 УФ-излучения и датчиком прозрачности и флуоресценции блока 13.

Блок 15 БПЭ через элемент ИЛИ 17 подключен к первому входу таймера 18 и к первому входу блока 19 управления, второй вход таймера 18 подключен к выходу блока 8 электромагнитных клапанов, первый выход таймера соединен с входом источника 16 излучения, второй и третий выходы таймера 18 подключены соответственно к второму и третьему входам блока 19 управления, причем второй выход таймера 18 подключен также к блоку 15 пороговых элементов. Четвертый выход таймера 18 подключен к первому входу клапана 12, к второму входу клапана 10 и к второму входу клапана 2, пятый выход таймера 18 соединен с вторым входом клапана 12 и третьим входом клапана 10, шестой выход таймера 18 подключен к насосу 11, а седьмой его выход соединен с первым насосом 1.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим первый режим работы.

По сигналу с седьмого выхода таймера 18 запускается насос 1, который осуществляет забор исследуемой воды и выдает ее по магистрали: клапан 2 смеситель 3 проточная ячейка 6 смеситель 7 блок 8 электромагнитных клапанов (БЭМК) в коллектор 9.

Одновременно по сигналу с первого выхода таймера 18 включается источник 16 УФ-излучения, который подсвечивает выполненную из прозрачного материала, например кварцевого стекла, проточную ячейку 6.

Протекающая по ячейке 6 вода анализируется с помощью встроенных в нее датчиков блока 13 ГФП на радиоактивность, электропроводность, температуру, прозрачность, флуоресцентность и т.д.

Сигналы с указанных датчиков записываются в регистрирующем приборе 14 и одновременно подаются в блок 15 пороговых элементов (БПЭ), где сравниваются с заданными пороговыми уровнями. Значения порогов устанавливаются в соответствии с допустимым уровнем загрязнения по тому или иному параметру. Если сигнал ни с одного из датчиков блока 13 не превысит установленный порог, сигнал на выходе элемента ИЛИ 17 отсутствует. В этом случае на третьем выходе таймера 18 сигнал также будет отсутствовать и блок 19 управления выдаст в блок 8 сигнал, по которому сработает последний клапан, в результате чего вода в коллекторе 9 будет подаваться на слив, минуя емкости для проб.

В момент, когда загрязненность воды по какому-либо из контролируемых параметров превышает допустимый уровень, с блока 15 через элемент ИЛИ 17 на первый выход таймера 18 поступит сигнал, по которому последний будет формировать на третьем выходе импульсы заданной длительности, по которым блок 19 управления будет поочередно включать ключи блока 8, к которым подключены соответствующие емкости коллектора 9, которые и будут заполняться до заполнения последней из них, после чего вода будет подаваться на слив.

Второй режим работы состоит в том, что в отобранные пробы загрязненной воды вводится консервант по магистрали: клапан 12 насос 11 клапан 10 смеситель 7 блок 8 электромагнитных клапанов емкости коллектора 9. Клапаны 10 и 12 в режим разбора консерванта включаются по сигналу с пятого выхода таймера 18, сигналом с шестого выхода таймера включается насос 11.

Третий режим работы устройства соответствует случаю, когда уровень загрязнения ниже допустимого уровня и данные ниже порога чувствительности датчиков ГФП, однако по каким-либо параметрам все же необходимо определить степень загрязненности.

Этот режим отличается от описанных выше тем, что забираемая насосом 1 вода идет по магистрали: клапан 2 смеситель 4 сорбционный элемент 5 смеситель 3 проточная ячейка 6 смеситель 7 и далее через блок 8 ключей и коллектор 9 на слив.

Время прокачки воды задается таймером 18 по третьему выходу, после чего по сигналу с шестого выхода таймера 18 включается насос 11, а по сигналу с четвертого выхода таймера 18 клапан 12 переключается на забор соответствующего растворителя, который по магистрали: клапан 12 насос 11 клапан 10 и смеситель 4 будет подаваться на сорбционный элемент 5 и далее по обычной магистрали на коллектор 9. В результате накопленные в элементе 5 загрязнения будут растворены и полученный раствор будет анализироваться как и вода.

Предлагаемое устройство в сравнении с известным обладает значительно более высокой чувствительностью и достоверностью измерения.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ВОДНОЙ СРЕДЫ, включающее канал для отбора проб, блок датчиков гидрофизических полей, регистрирующий прибор, блок управления, блок электромагнитных клапанов и коллектор, при этом канал содержит первый насос, присоединенный к входу первого клапана, первый выход которого подсоединен к первому входу первого смесителя, причем канал для отбора проб подключен через блок датчиков гидрофизических полей к регистрирующему прибору, выход блока управления подключен к блоку электромагнитных клапанов, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены канал для отбора растворителя, канал отбора консерванта, проточная ячейка, источник ультрафиолетового излучения, датчик прозрачности и флуоресценции, блок пороговых элементов, элемент ИЛИ, таймер, при этом канал для отбора растворителя включает последовательно соединенные третий клапан, второй насос, второй клапан, первый выход которого соединен с первым входом второго смесителя, выход которого соединен с сорбционным элементом, присоединенным к второму входу первого смесителя, канал отбора консерванта содержит последовательно соединенные третий клапан, второй насос, второй клапан, второй выход которого присоединен к первому входу третьего смесителя, причем второй выход первого клапана соединен с вторым входом второго смесителя, выход первого смесителя присоединен к входу проточной ячейки, выход которой соединен с вторым входом третьего смесителя, выход которого присоединен через блок электромагнитных клапанов к коллектору, второй выход первого клапана соединен с вторым входом второго смесителя, проточная ячейка оптически связана с источником излучения и датчиком прозрачности и флуоресценции, подключенным к регистрирующему прибору и блоку пороговых элементов, к которому подключен блок датчиков гидрофизических полей, при этом блок пороговых элементов через элемент ИЛИ подключен к первому входу таймера и первому входу блока управления, второй вход таймера подключен к блоку электромагнитных клапанов, первый выход таймера подключен к источнику излучения, второй и третий выходы таймера подключены соответственно к второму и третьему входам блока управления, через второй выход таймер подключен к блоку пороговых элементов, четвертый выход таймера подключен к первому входу третьего клапана, второму входу второго клапана и второму входу первого клапана, пятый выход таймера подключен к второму входу третьего клапана и третьему входу второго клапана, шестой выход таймера подключен к второму насосу, а седьмой выход таймера к первому насосу.

РИСУНКИ

Рисунок 1