城市汙水排放集中監測系統的製作方法
2023-04-29 07:34:41 2
專利名稱：城市汙水排放集中監測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種城市汙水排放集中監測系統，屬汙水排放監控技術類。
背景技術：
水是生命之源，這是人類文明史中得出的科學結論，但是在當代，社會物質文明和無序工業化社會進程是帶給工業化國家和地區最大的汙染源。在當代國際社會中的一些國家和地區積極治理環境汙染並逐漸取得成效時，在另一些國家和地區的汙染則又處於擴展之時。發展中的中國，由於正處於向工業化社會轉型之機，我們的城市汙水排放系統存在著許多無序狀態，特別在相當一批工業汙水排放企業中，存在著嚴重的超標和超量排放現象，更有一些企業為了局部利已利益，甚至將已建成的工業汙水處理設施當作一種陳列擺設，有人檢查則啟用，無人檢查則停用。雖然各級政府主管部門三令五申地強調治汙，但我們不少地方的汙染源仍在擴大，不少自然水體的汙染程度仍居高不下。這不僅影響當代人類的生活，還將危及子孫後代的健康和生存。
據本發明人多年以來對上述問題的關注，認為除了人們受傳統習慣影響，缺乏對環境保護重要性的高度自覺性的認識，以及少數管理機關、管理人員有法不依、執法不嚴等因素之外，最最主要的原因是在城市汙水排放過程中缺乏有效的、科學的自動監測系統，因為所有的監測機關、監測人員不可能永遠和產生汙染源的排放單位在一起，不可能隨時隨地的對汙染戶進行監控。
為此，本發明人認為為了使我國社會保持健康的可持續發展超勢，減少經濟發展中付出的環境代價和人的生命健康的代價，必須為城市汙水排放建立一套科學合理的集中監測系統。
發明內容
本發明涉及的一種城市汙水排放集中監測系統，其特徵在於它是由一個中心數據處理計算機A、與該中心數據處理計算機A配套的監測系統中心無線接收機B，以及能與監測系統無線接收機匹配、完成信息傳輸，並能在1......N個排汙現場獲取有關汙水排放量、水質透明度指標、水體PH值和其它電化學指標的排汙計量管C1------Cn組成。
所述的排汙管C包括能與固有排汙口相接的主管體1以及與主管體1相連通的直立狀支管體2組成，並且在所述的主管體1和支管體2內、外分別設置著液面測量器3、流速感應器4、透明度測試器8、PH值測試器9、電化學指標測試器10，以及能將這些測試探頭所測數據轉變成數位訊號、並能向外進行無線傳輸的供電電源箱5、數據處理器6和無線發射器7；其中所述的液面測量器3懸置於主管體1中央，並可繞上端懸軸沿管體軸向擺動；主管體1的下部設置著由一槽形支架11和設於該槽體內的兩片弧形相對凸出的弧形應變片12組成的流速感應器4；同時所述主管體1上部管頂外設置著與各感應測試元件相連的供電電源箱5、數據處理器6、無線發射器7；所述的支管2上設置著透明度測試器8、PH值測試器9和電化學指標測試器10。
根據以上技術方案設計的這種城市汙水排放集中監測系統，由於採用無人自動檢測，無線數據傳輸和中心計算機中處理監控，不僅能完全避免汙水排放監測中的許多人為幹擾因素，而且使一城市區域內的所有城市汙水的無序排放或超標準排放提供了技術支持。汙水排放做到及時監測、及時報警和及時處理，這就為有效扼制和杜絕
附圖1為本發明提出的城市汙水排放集中監測系統總體布局示意圖；附圖2設於排汙口的排汙管工作原理圖；附圖3為排汙管主體結構圖；附圖4為圖3的AA向剖面圖，附圖5為流速感應器結構示意圖，附圖6為圖5的俯示圖。
圖中1-主管體、2-支管體、3-液面測量器、4-流速感應器、5-供電電源箱、6-數據處理器、7-無線發射器、8-透明度測試器、9-PH測試器、10-電化學指標測試器、11-槽形支架、12-弧形應變片、A、中心數據處理計算機、B-監測系統中心無線接收機、C1------Cn排汙管。
具體實施例方式
如圖所示的這種城市汙水排放集中監測系統，其實質是藉助於計算機技術的一個監控管理系統，它由中心數據處理計算機A、監測系統中心無線接收機B，以及散布於某一區域內的若干個帶有自動檢測功能的排汙管C組成。
在上述技術方案中，其技術的基礎是要提供具有自動採集數據功能的排汙計算管C(見附圖3)，該排汙計量管C包括能與固有排汙口相接的主管體1以及與主管體1經一橫接管連通的直立狀支管體2組成；並且在所述的主管體1和支管體2內、外分別設置著液面測量器3、流速感應器4、透明度測試器8、PH值測試器9、電化學指標測試器10，以及能將這些測試探頭所測數據轉變成數位訊號、並向外進行無線傳輸線的供電電源箱5、數據處理器6和無線發射器7；其中所述的液面測量器3懸置於主管體1中央，並可繞上端芯軸沿管體軸向擺動；主管體1的下部設置著由一槽形支架11和設於該槽體內的兩片弧形相對凸出的弧形應變片12組成的流速感應器4；同時所述主管體1上部管頂外設置著與各感應測試元件相連的供電電源箱5、數據處理器6、無線發射器7；所述的支管2上設置著透明度測試器8、PH值測試器9和電化學指標測試器10。
由於現有的流量器不能在為此惡劣的環境中保持長期運行，我們為確保系統的正確運行，特設計一種沒有運動構件的感應式流量計。
該流速感應器4由基座13、支架11、及弧形應變片12組成，液體通過弧形應變片12所組成的夾道中流速增加，從而使應變片12受到向弧形的凸起方的拉力而使應變片12的應力發生改變，流速越快，其拉力越大，應力改變也大，與之相對應的流速構成對應關係。
這種應變片組成的流速感應器由於沒有運動構件因而在汙水管中能保持較長時間的正常工作狀態，由引線將其實際應力變化值引出後輸入到排汙計量管電源箱內的晶片，經處理後將數據發往監測中心。
其應力變化和流速之間的關係對應曲線可以在實驗室中經較對後輸入計算機，從而保證其測量的準確度。
在實際使用中排汙計量管安裝在汙水管的末端以便於維護，它的主要作用是適時測量流經管道的液體的1、液面高度。(對應的流經截面面積)
2、流速3、理化指標。(透明度、PH值、電化學指標)由液面高度可計算出液體的截面積，再和流速相乘設出流量。
能測量出來的數據經排汙計量管上的晶片經過簡單處理後，以無線通訊的方式通過無線發送。即可按照以下方式編排 這就是一組能反應出該排汙管中流出的汙水的基本數據。
此外，在上述基礎技術方案中，設於排汙計量管外上部的供電電源、數據處理器以及無線發射器的組合也是本技術方案的核心內容之一；由於它們的共同作用才能將由流速感應器4、透明度測試器8、PH值測試器9、電化學指標測試器10等物理、化學傳感器採集的相關數據從電壓或電流信號最終轉化為數位訊號，並由無線發射器發出。它的功能主要體現在四個方面其一、採集數據；其二、當數據出現改變時，將所有的13個數據通過無線發射器發出；(接收機收到這些數據後，加上收到時間計算出需要用數據輸入計算機)；其三、設置一個基準時間，若採集的數據無改變情況，依據基本時間間隔向管理中心發送相關數據；其四、當電源不足時，具有向管理中心發送信息、通知更換電源。
由許多汙水計量管組成的城市汙水排放自動監測系統圖1所示。
設在監測中心的無線接收機按收到的各組數據輸入計算機，計算機進行分組處理、存儲。
由於各工業企業排放的汙水汙染源不同，其理化指標也不盡相同，因而在安裝汙水計量管的同時，應找該序號所排放的汙水的基本由數據，經檢測後輸入計算機，其中包括1、基本流量根據生產周期或時間周期該企業的汙水排放的設計流量(或指標流量)。
2、透明度指標。
3、PH值指標。
4、電化學指標。
當些數據與實測數據序出現異常時，計算機設置報警指示，中心的管理人員即可依據這些異常對排汙企業進行管理。
整個系統在監測中心可以設置一顯示平臺，以管理人員即時觀察，顯示屏含1、時間。
2、流量。
3、透明度指標。
4、PH值指標。
5、電化學指標。
當某序號的排汙管出現異常時，隨即出現報警訊號(光、聲報警)，同時調出該序號的基本數據進行對比觀察，管理人員即可指令印表機打出結果，以作為處理依據。
值得提出的是依據報警訊號可以設置自動閥門來關閉排汙通道，這是十分容易做到的，僅需增加一個電動閥門，但是，由於許多生產系統中是不允許隨意關閉排汙通道的，因為這樣可能導致更為嚴重的汙染事故產生，甚至是災難性的後果。這就是我們這個系統僅作為監測而不為監控系統的理由，雖然作為監控是輕而易舉的。
在實際設計中，所述的液面測量器3，其通用的液面指示器，由懸浮於液面上的空心浮子及連杆帶動主軸作用於一個可變電阻器上，浮子在液面上的位置可和其阻值相對應。
所述的流速感應器4，它是由設於兩槽形支架11間的兩片弧形應變片12組成，由於液體通過兩弧形應變片12所組成的夾道時流速增加，從而使兩應變片受到向弧形凸起方向的拉力，從而使應變片的應力發生改變，流速越快，其所受拉力越大，發生應變量也越大，表明流速與應變片的變形具有對應關係。所以當我們採用相應手段如導線將應變片12的應力變化值引出後變成電信號輸入到排汙計量管電源箱內的晶片，經預處理後將數據輸出發往監測中心，由此獲得過流面的流速，一旦有了流速值，又加上汙水過流面面積(該數值由前述液面測量器3提供)，那麼就能輕而易舉地得到汙水排放量。
所述的水質透明度測試器，其原理是採用光電對位測試方法，該光電測試器的發射極與接收極分列在支管體2的兩側，按照以達標水體透明度為標準分級，使水質透明度測試器8正確分級，而後將測試結果由信號發射器發出。
所述的PH值及電化學指標測試器都是採用目前市場上廣泛使用的各種化學傳感器及其它們的一些組合。測定HP值指標可以選用武漢儀器儀表研究所、江蘇電分析儀器廠生產的PH8型或PHS-3B型精密酸度計；而監測其它電化學指標的傳感器可以依據城市或工業企業排放汙水重點應監控指標進行選定，如監控工業汙水中F離子、Hg離子、鎘離子、硫離子、氯離子、銅離子或者氰根離子的，可以分別選用市場上由武漢儀器儀表所生產的氟離子選擇性電極、長沙半導體材料廠生產的CSB-HG-1型汞離子選擇性電極、CSB-CD-1型鎘離子選擇性電極、CSB-S-1型硫離子選擇性電極、氯離子選擇性電極、銅離子選擇性電極，以及CCB-CN-1型氰根離子選擇性電極，此外還可以採用FD-2型氧化還原電位計來監測水體中的氧化還原環境等。
在實際應用中既可以採用上述例舉中的單電極傳感器，也可以組成複合電極；在採用上述各類傳感器並採用相應的接口電路(如DN型霍爾集成電路和施密特電路)，即能將測試數據最終變成數字輸出信號。經無線發射器發出，也可以將這些採集的數據通過有線方式引入一晶片，直接在機上或一定範圍內的其它地方顯示出其數值。
由於晶片可預先設置重要的對比報警值，一旦超標，可用聲光訊號發出警示，同時啟動管線中設置的電動閥門關閉其通道，但在具體操作中極少使用這種自控線方式，因為對許多企業而言，隨意切斷排汙管道的暢通，將會帶來比超標排放更為嚴重的後果。
權利要求
1.一種城市汙水排放集中監測系統，其特徵在於它是由一個中心數據處理計算機A、與該中心數據處理計算機A配套的監測系統中心無線接收機B，以及能與監測系統無線接收機匹配、完成信息傳輸，並能在1……N個排汙現場獲取有關汙水排放量、水質透明度指標、水體PH值和其它電化學指標的排汙計量管C1……Cn組成。
2.如權利要求1所述的一種城市汙水排放集中監測系統，其特徵在於所述的排汙管C包括能與固有排汙口相接的主管體(1)以及與主管體(1)相連通的直立狀支管體(2)組成，並且在所述的主管體(1)和支管體(2)內、外分別設置著液面測量器(3)、流速感應器(4)、透明度測試器(8)、PH值測試器(9)、電化學指標測試器(10)，以及能將這些測試探頭所測數據轉變成數位訊號、並能向外進行無線傳輸的供電電源箱(5)、數據處理器(6)和無線發射器(7)；其中所述的液面測量器)3(懸)置於主管體(1)中央，並可繞上端懸軸沿管體軸向擺動；主管體(1)的下部設置著由一槽形支架(11)和設於該槽體內的兩片弧形相對凸出的弧形應變片(12)組成的流速感應器(4)；同時所述主管體(1)上部管頂外設置著與各感應測試元件相連的供電電源箱(5)、數據處理器(6)、無線發射器(7)；所述的支管體(2)上設置著透明度測試器(8)、PH值測試器(9)和電化學指標測試器(1)0。
全文摘要
一種城市汙水排放集中監測系統，特徵是由一個中心數據處理計算機A、與該中心數據處理計算機A配套的監測系統中心無線接收機B、以及能與監測系統無線接收機匹配、完成信息傳輸，並能在1……N個排汙現場獲取有關汙水排放量、水質透明度指標、水體pH值和其它電化學指標的排汙計量管C
文檔編號G01N35/00GK1621843SQ20041004704
公開日2005年6月1日 申請日期2004年12月13日 優先權日2004年12月13日
發明者文軍 申請人:文軍