離子測量儀及回收金屬離子的廢水處理設備的製作方法
2023-12-05 03:03:16
專利名稱：離子測量儀及回收金屬離子的廢水處理設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及離子測量及廢水處理技術領域，尤指一種離子測量儀及回收金屬離子的廢水處理設備。
背景技術：
現有的液體金屬離子檢測有以下幾種方法化學分析法、電位法(離子選擇性電極)、比色分析法等。其中比色分析法應用較廣，它由發光源、分光稜鏡、樣品池、光電換能器、信號處理顯示及相關的光學迴路所組成。許多物質自身具其有顏色，如硫酸銅水溶液呈藍色，硫酸鎳溶液呈綠色，高錳酸鉀溶液呈現深紫色等等。比色法的原理是發光源產生光線透過分光稜鏡產生單色光線，通過樣品池(比色池)，樣品池裡液體吸收部分光，再有部分光透過比色池，進入接收器。液體濃度越高，吸收越大，反應在光電換能器就是接收光量減少。最終， 建立吸光度和濃度的關係，也就是琅勃一比爾定律。該定律就是針對單波段光定義的，所以這個需要用分光稜鏡產生單色光線。但現有的儀表存在以下缺點
其一，儀表結構過於複雜，不利於現場安裝及實時監測。其二，信號輸出簡單，不適宜整合相關的處理設備形成自動化處理系統。如在回收金屬離子的電鍍廢水處理設備中，只有當廢水中金屬離子達到一定濃度時，該設備才適宜運行工作。目前情況下，先頻頻檢測廢水中的有關離子濃度，當廢水中金屬離子達到一定濃度時再人工開啟回收金屬離子的電鍍廢水處理設備，離子濃度檢測裝置與回收金屬離子的電鍍廢水處理設備「各自為政」，不相關聯，無法實現離子濃度檢測裝置的實時檢測數據自動控制回收金屬離子的電鍍廢水處理設備的運行。因而，回收金屬離子的電鍍廢水處理系統的自動化水平低，工作效率低，從電鍍廢水中回收金屬離子的回收率也低，同時，回收成本亦高。其三，由於其結構的特性，對於儀表日常維護及校準過於複雜，不宜用於生產行業。
發明內容
本發明旨在克服現有技術的上述不足，提供一種離子測量儀及回收金屬離子的廢水處理設備，該離子測量儀的工作原理與液體金屬離子比色分析法相近，具有體積小巧安裝方便、便於工業生產現場使用及方便對回收金屬離子的廢水處理設備進行自動控制的特
點ο為此，本發明離子測量儀及回收金屬離子的廢水處理設備的技術方案如下 本發明離子測量儀，包括金屬離子含量檢測探頭組件和信號處理組件；
金屬離子含量檢測探頭組件包括產生設定波長光線的光源，廢水流進流出的腔體，反光板及光敏電阻器，所述腔體內的下部設置反光板，所述腔體內的上部設置所述光源和光敏電阻器，所述光源和光敏電阻器與反光板上下相對，所述腔體的下部開制廢水流進口，所述腔體的上部且於所述光源及光敏電阻器之下的位置開制廢水流出口，廢水流進口及廢水流出口分別位於所述腔體的兩側，所述光源位於廢水流進口的一側，光敏電阻器位於廢水流出口的一側；
光敏電阻器與信號基準值放大模塊連接以將信號饋送到信號基準值放大模塊進行處
理；
信號處理組件包括MCU處理器、所述信號基準值放大模塊、模數轉換模塊及I/O埠， 模數轉換模塊及I/O埠分別與MCU處理器連接，模數轉換模塊與所述信號基準值放大模塊連接以接受信號基準值放大模塊的輸出信號。對上述技術方案進行進一步闡述
所述光源為產生紅色光、或橙色光、或黃色光、或綠色光、或藍色光、或紫色光的光源。所述光源為產生波長為565nm紅色光的光源。光敏電阻器與所述信號基準值放大模塊間用屏蔽電纜線連接。信號處理組件還與LED顯示屏連接。信號處理組件還與控制按鍵連接。信號基準值放大模塊為一聚減法和乘法為一體的模擬運算器。光敏電阻器的實時值減去基準值會產生一個微小的差，再通過乘法運算放大直接送入模數轉換模塊。模數轉換模塊進行數字採樣，而其中使用到的基準值是所述腔體浸泡在純淨水時所調準的數值。MCU處理器將採樣數位訊號換算成相應廢水的金屬離子濃度值，並通過LED屏幕顯，同時還具備自動量程功能；將所測量的金屬離子濃度值與客戶所設定的數值做對比，當所測量的金屬離子濃度值高於設定值做出聲光報警；在聲光報警動作的同時啟動計時動作 (可調整)，計時完畢後產生閉合動作至外部廢水處理設備。本發明回收金屬離子的廢水處理設備，該設備包括上述離子測量儀，離子測量儀通過I/O埠向回收金屬離子的廢水處理設備輸送控制信號以控制回收金屬離子的廢水處理設備的運行。本發明的離子測量儀的工作機理如下
金屬離子含量檢測探頭組件根據比色法原理，通過光源產生波長如565nm的紅光，經過反光板的反射後光線形成光迴路射到光敏電阻器，被檢廢水從廢水流出口流入腔體又從廢水流出口流出腔體，廢水流動的路徑與光線的路徑交叉，當廢水中金屬離子的含量升高時，對光線的吸收越大，回到光敏電阻器的光線相應減弱，光敏電阻器的電阻值增大。光敏電阻器的信號經屏蔽電纜線饋送至信號基準值放大模塊，基準值放大器實際上是一個集減法和乘法於一體的模擬運算器，光敏電阻器實時值減去基準值會產生一個微小的差，再通過乘法運算放大，直接送入模數轉換器進行數字採樣，而其中使用到的基準值是腔體浸泡在純淨水時所調準的數值。MCU處理器將採樣數位訊號換算成相應廢水的金屬離子濃度值， 並通過LED顯示屏顯示，MCU處理器將還具備自動量程功能，所測量數值並且與客戶所設定的數值做對比，當數值高於設定值做出聲光報警。在聲光報警動作的同時啟動計時動作(可調整)，計時完畢後產生閉合動作至外部設備。信號處理組件將光敏電阻器的參數轉變為與廢水金屬離子含量濃度相應的數值。
本發明的有益效果是
其一，離子測量儀的體積小巧安裝方便，能對流動在廢水管內的廢水中的金屬離子的含量進行動態檢測，便於工業生產廣泛使用。其二，離子測量儀在使用過程中只需定期做簡單的校準與維護便可，對於使用人員不需要太多專業技術要求。其三，離子測量儀採用特定波長的光源，簡化探頭的機械結構，提高了廢水中特定物質對光線的吸收性，保證儀表穩定性及精確性。其四，離子測量儀具有自動量程控制及外部設備的輸出控制，可以方便的對自動設備(如回收金屬離子的廢水處理設備)進行控制，提高設備的全自動化運行成度。其五，回收金屬離子的廢水處理設備由於安裝了本發明離子測量儀，能實現全自動化運行，工作效率提高，從廢水中(如電鍍廢水)回收金屬離子的回收率提高，回收成本降低。
圖1為本發明的離子測量儀示意圖； 圖2為金屬離子含量檢測探頭組件示意圖。圖中10、金屬離子含量檢測探頭組件；1、光源；2、光敏電阻器；3、反光板；4、腔體；5、廢水流進口 ；6、廢水流出口 ；
20、信號處理組件；21、MCU處理器；22、信號基準值放大模塊；23、模數轉換模塊；24、1/ 0埠；25、LED顯示屏；26、控制按鍵；
30、廢水管；31、光線路徑；32、廢水流動路徑。
具體實施例方式下面，結合附圖介紹本發明的具體實施方式
。如圖1及圖2所示，本發明離子測量儀，包括金屬離子含量檢測探頭組件10和信號處理組件20 ；
金屬離子含量檢測探頭組件10包括產生設定波長光線的光源1，光源1為LDE燈，廢水流進流出的腔體4，反光板3及光敏電阻器2，所述腔體4內的下部設置反光板3，所述腔體4內的上部設置所述光源1和光敏電阻器2，所述光源1和光敏電阻器2與反光板3上下相對，所述腔體4的下部開制廢水流進口 5，所述腔體4的上部且於所述光源1及光敏電阻器2之下的位置開制廢水流出口 6，廢水流進口 5及廢水流出口 6分別位於所述腔體4的兩側，所述光源1位於廢水流進口 5的一側，光敏電阻器2位於廢水流出口 6的一側；
光敏電阻器2與信號基準值放大模塊22連接以將信號饋送到信號基準值放大模塊22 進行處理；
信號處理組件20包括MCU處理器21、所述信號基準值放大模塊22、模數轉換模塊23 及I/O埠 24，模數轉換模塊23及I/O埠 M分別與MCU處理器21連接，模數轉換模塊 23與所述信號基準值放大模塊22連接以接受信號基準值放大模塊22的輸出信號。所述光源1為產生紅色光、或橙色光、或黃色光、或綠色光、或藍色光、或紫色光的光源。
所述光源1為產生波長為565nm紅色光的光源。光敏電阻器2與所述信號基準值放大模塊22間用屏蔽電纜線連接，以屏蔽外部的幹擾源。信號處理組件20還與LED顯示屏25連接。信號處理組件20還與控制按鍵沈連接，控制按鍵沈包括啟動、關閉及設定按鍵寸。信號基準值放大模塊22為一聚減法和乘法為一體的模擬運算器。光敏電阻器2的實時值減去基準值會產生一個微小的差，再通過乘法運算放大直接送入模數轉換模塊23。 此外，信號基準值放大模塊22還有濾波功能。模數轉換模塊23進行數字採樣，而其中使用到的基準值是所述腔體4浸泡在純淨水時所調準的數值。MCU處理器21將採樣數位訊號換算成相應廢水的金屬離子濃度值，並通過LED顯示屏25顯示，同時還具備自動量程功能；將所測量的金屬離子濃度值與客戶所設定的數值做對比，當所測量的金屬離子濃度值高於設定值做出聲光報警；在聲光報警動作的同時啟動計時動作(可調整)，計時完畢後產生閉合動作至外部廢水處理設備。實際使用時，離子測量儀的金屬離子含量檢測探頭組件10的腔體4設置於廢水管 30中，使廢水管30中的取樣廢水從廢水流進口 5流入腔體4，再從廢水流出口 6流出，光敏電阻器2不斷產生並饋送信號至信號處理組件20，使對流動在廢水管30內的廢水中的金屬離子的含量處於動態的檢測之下，供下遊設備(如回收金屬離子的廢水處理設備)使用並能對該設備實施自動控制。本發明回收金屬離子的廢水處理設備，該設備包括上述離子測量儀，離子測量儀通過I/O埠 M向回收金屬離子的廢水處理設備輸送控制信號以控制回收金屬離子的廢水處理設備的運行。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明的技術範圍作任何限制。本行業的技術人員，在本技術方案的啟迪下，可做出一些變形與修改，凡是依據本發明的技術實質對以上的實施例所作的任何修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.離子測量儀，包括金屬離子含量檢測探頭組件和信號處理組件；其特徵在於金屬離子含量檢測探頭組件包括產生設定波長光線的光源，廢水流進流出的腔體，反光板及光敏電阻器，所述腔體內的下部設置反光板，所述腔體內的上部設置所述光源和光敏電阻器，所述光源和光敏電阻器與反光板上下相對，所述腔體的下部開制廢水流進口，所述腔體的上部且於所述光源及光敏電阻器之下的位置開制廢水流出口，廢水流進口及廢水流出口分別位於所述腔體的兩側，所述光源位於廢水流進口的一側，光敏電阻器位於廢水流出口的一側；光敏電阻器與信號基準值放大模塊連接以將信號饋送到信號基準值放大模塊進行處理；信號處理組件包括MCU處理器、所述信號基準值放大模塊、模數轉換模塊及I/O埠， 模數轉換模塊及I/O埠分別與MCU處理器連接，模數轉換模塊與所述信號基準值放大模塊連接以接受信號基準值放大模塊的輸出信號。
2.根據權利要求1所述的離子測量儀，其特徵在於所述光源為產生紅色光、或橙色光、或黃色光、或綠色光、或藍色光、或紫色光的光源。
3.根據權利要求2所述的離子測量儀，其特徵在於所述光源為產生波長為565nm紅色光的光源。
4.根據權利要求1或3所述的離子測量儀，其特徵在於光敏電阻器與所述信號基準值放大模塊間用屏蔽電纜線連接。
5.根據權利要求1或3所述的離子測量儀，其特徵在於信號處理組件還與LED顯示屏連接。
6.根據權利要求1或3所述的離子測量儀，其特徵在於信號處理組件還與控制按鍵連接。
7.根據權利要求1或3所述的離子測量儀，其特徵在於信號基準值放大模塊為一聚減法和乘法為一體的模擬運算器。
8.根據權利要求1或3所述的離子測量儀，其特徵在於MCU處理器將採樣數位訊號換算成相應廢水的金屬離子濃度值，並通過LED屏幕顯，同時還具備自動量程功能。
9.回收金屬離子的廢水處理設備，其特徵在於該設備包括權利要求1至權利要求9 中的任意一種離子測量儀，所述離子測量儀通過I/O埠向回收金屬離子的廢水處理設備輸送控制信號以控制回收金屬離子的廢水處理設備的運行。
全文摘要
離子測量儀及回收金屬離子的廢水處理設備，涉及離子測量及廢水處理技術領域。離子測量儀，包括金屬離子含量檢測探頭組件和信號處理組件；金屬離子含量檢測探頭組件包括產生設定波長光線的光源，廢水流進流出的腔體，反光板及光敏電阻器；信號處理組件包括MCU處理器、信號基準值放大模塊、模數轉換模塊及I/O埠，模數轉換模塊及I/O埠分別與MCU處理器連接，光敏電阻器與信號基準值放大模塊連接以將信號饋送到信號基準值放大模塊進行處理，模數轉換模塊與所述信號基準值放大模塊連接以接受信號基準值放大模塊的輸出信號。離子測量儀的體積小巧安裝方便，能對流動在廢水管內的廢水中的金屬離子的含量進行動態檢測，便於工業生產廣泛使用。
文檔編號G01N21/27GK102435559SQ20111043694
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年12月23日
發明者張育華, 蘇俊利 申請人:東莞市潤源水處理設備有限公司