一種投入式ph玻璃電極自動調節裝置及其方法
2023-04-25 02:23:16
一種投入式ph玻璃電極自動調節裝置及其方法
【專利摘要】本發明提供一種投入式PH玻璃電極自動調節裝置及其方法，採用電極自動清洗裝置和電極自動升降裝置，既能夠自動控制電極測量裝置的維護清洗，保證測量的準確性，又能夠自動控制電極測量裝置浸入測量介質的深度，根據液位變化自動調節測量點，保證測量的連續性，防止測量介質液位變化導致電極暴露空氣中。
【專利說明】_種投入式PH玻璃電極自動調節裝置及其方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於環保【技術領域】，具體涉及一種投入式PH玻璃電極自動調節裝置及方法。
【背景技術】
[0002]工業PH儀在廢汙水處理系統中，使用非常廣泛，工業PH儀的使用，很大程度上取決於對電極的維護。首先應經常清洗電極，確保其不受汙染，其次，無論在反應過程還是放料後，都應確保電極浸泡在被測溶液中，保證電極處於溼潤狀態；同時還必須保持電纜連接頭清潔，不能受潮或進水。在汙水處理廠入口和出口活性汙泥池、廢水處理廠中和池、市政中水變孔濾池等系統中，水質汙染物較多，容易汙染電極，電極清洗的頻率很高。同時測量介質液位的變化不確定性，很難確保電極始終保持浸泡在被測溶液中，在實際使用中，很多需要管理人員對儀表的使用情況不斷的做跟蹤檢查，日常維護量較大。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是:提供一種投入式PH玻璃電極自動調節裝置及其方法，對PH玻璃電極進行自動清洗、根據液位變化自動調節測量點裝置，保證PH玻璃電極連續正常穩定測量，保證水處理質量，減少人工維護費用。
[0004]本發明的技術方案是:一種投入式PH玻璃電極自動調節裝置，包括微處理器、人機對話操作鍵盤、液位開關、開關量輸入單元、信號輸出模塊、執行機構、固定支架；所述液位開關設置於電極安裝件上、並通過開關量輸入單元信號連接至微處理器，所述微處理器連接人機對話操作鍵盤、並通過信號輸出模塊信號連接至執行機構；所述執行機構包括電極自動清洗裝置和電極自動升降裝置，所述電極自動清洗裝置和電極自動升降裝置通過固定支架安裝固定、並通過微處理器信號控制自動工作。
[0005]進一步的，所述固定支架包括垂直立柱、固定於垂直立柱上的橫杆和懸掛式支架，所述懸掛式支架為電極安裝件、用於安裝電極和電極測量裝置；
[0006]所述電極自動升降裝置包括電機、卷揚裝置、鋼絲繩和滑輪，所述滑輪設置於橫杆兩側，所述卷揚裝置設置於電機上，所述鋼絲繩穿過橫杆與兩側滑輪接觸、一端設置於卷揚裝置上、另一端連接懸掛式支架，通過電機帶動卷揚裝置旋轉，控制懸掛式支架上下移動；
[0007]所述電極自動清洗裝置包括清洗劑、水驅動噴射器、清洗噴頭；所述清洗噴頭設置於懸掛式支架上，水驅動噴射器通過管道連接清洗劑、清洗水管和清洗噴頭，通過清洗水驅動清洗水和清洗劑混合液自清洗噴頭噴出清洗電極。
[0008]進一步的，所述信號輸出模塊與電機連接，通過微處理器控制電機轉動。
[0009]進一步的，所述水驅動噴射器包括控制清洗水管開閉的驅動閥、控制清洗劑管道開閉的清洗閥、清洗水流量調節旋鈕、清洗劑流量調節旋鈕、連接清洗水管的清洗水接頭、連接清洗劑管道的清洗劑接頭和連接清洗噴頭管道的清洗管接頭，所述信號輸出模塊信號連接至驅動閥和清洗閥，通過微處理器控制驅動閥和清洗閥開閉，控制清洗水和清洗劑混合液的清洗時間及清洗水衝洗時間。
[0010]進一步的，所述水驅動噴射器與清洗劑和清洗水管之間的連接管採用軟管，水驅動噴射器與清洗噴頭之間的連接管採用可伸縮軟管。
[0011]進一步的，所述橫杆採用可伸縮杆。
[0012]進一步的，所述微處理器連接的液晶顯示屏，可提示對電極進行清洗操作、升降操作或者顯示電極插入液位的高報警液位或低報警液位。
[0013]進一步的，所述微處理器和液晶顯示屏設置於防水儀表盒內，防水儀表盒上方設置有遮雨板。
[0014]本發明還提供一種投入式PH玻璃電極自動升降方法，具體步驟如下:根據電極安裝件上的液位開關判斷電極插入液位，並將液位信號通過開關量輸入單元傳送至微處理器；微處理器根據接受到的液位信號判斷測量介質液位為正常液位、高報警液位或低報警液位，如果為「低報警液位」，微型處理器信號驅動電極自動升降裝置，控制電機旋轉帶動電極測量裝置向下移動；如果為「高報警液位」，微型處理器信號驅動電極自動升降裝置，控制電機旋轉帶動電極測量裝置向上移動。防止電極長期幹放而暴露在空氣中，在湍流或介質流速達0.5m/s以上的場合從測量深度上選擇測量點，可確保測量的穩定性。
[0015]本發明還提供一種投入式PH玻璃電極自動清洗方法，具體步驟如下:通過與微處理連接的人機對話操作鍵盤，設定電極自動清洗單元的清洗周期、衝洗時間、清洗時間、穩定時間參數，當清洗周期的周期時間到，電極自動升降裝置的電機轉動控制電極測量裝置提升至測量介質上，自動進入清洗程序，通過微處理器控制驅動閥和清洗閥開閉，控制清洗水和清洗劑混合液的清洗時間及清洗水衝洗時間。
[0016]本發明的有益效果是:
[0017](I)PH玻璃電極在許多工業應用場合會產生覆蓋絮凝生物生長或石灰石沉積的現象，使得測量過程不能連續，測量誤差大，本發明採用電極自動清洗裝置和電極自動升降裝置，既能夠自動控制電極測量裝置的維護清洗，保證測量的準確性，又能夠自動控制電極測量裝置浸入測量介質的深度，根據液位變化自動調節測量點，保證測量的連續性，防止測量介質液位變化導致電極暴露空氣中。
[0018](2)電極自動清洗裝置中，水驅動噴射器上有清洗水流量調節旋鈕和清洗劑流量調節旋鈕2個調節旋鈕，通過調節清洗水和清洗劑通量，對水和清洗劑混合比進行調節，在水質汙染物較多，容易汙染電極的工況下，通過提高清洗劑混合比達到好的清洗效果。
[0019](3)裝置整體通過微處理器控制對PH玻璃電極進行自動清洗、根據液位變化自動調節測量點裝置，保證PH玻璃電極連續正常穩定測量，保證水處理質量，全自動運行，減少人工維護費用。
[0020](4)電極自動清洗時，電極自動升降裝置的電機轉動控制電極測量裝置提升至測量介質上，保證更好的清洗效果。
[0021](5)在湍流或池中介質流速達0.5m/s以上的場合，可以通過橫管長度來調節測量點，也可以通過電極測量裝置上的高、低液位開關的位置調整對測量深度的調節，來優化測量點，確保測量的穩定性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明實施例的裝置平面示意圖；
[0023]圖2為本發明實施例的清洗裝置水驅動噴射器平面示意圖；
[0024]圖中:1為遮雨板、2為防水儀表盒、3為水驅動噴射器、4為滑輪、5為緊固螺栓、6為橫杆、7為鋼絲繩、8為卷揚裝置、9為電機、10為清洗劑、11為清洗水管、12為垂直立柱、15為懸掛式支架、16為電極、17為電極測量裝置、18為液位開關、19為清洗噴頭、20為驅動閥、21為清洗閥、22為清洗管接頭、23為清洗水流量調節旋鈕、24為清洗水接頭、25為清洗劑接頭、26為清洗劑流量調節旋鈕。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本發明做進一步的說明。
[0026]一種投入式PH玻璃電極自動調節裝置，包括微處理器、液晶顯示屏、人機對話操作鍵盤、液位開關、開關量輸入單元、信號輸出模塊、執行機構、固定支架。液位開關設置於電極安裝件上、並通過開關量輸入單元信號連接至微處理器，微處理器連接人機對話操作鍵盤和液晶顯示屏、並通過信號輸出模塊信號連接至執行機構。執行機構包括電極自動清洗裝置和電極自動升降裝置，電極自動清洗裝置和電極自動升降裝置通過固定支架安裝固定、並通過微處理器信號控制自動工作。其中液晶顯示屏可提示對電極進行清洗操作、升降操作或者顯示電極插入液位的高報警液位或低報警液位。
[0027]其中，微型處理器連接人機對話操作鍵盤，有手動、自動按鍵對裝置運行模式切換，在手動模式下，「升」 「降」按鍵對電極升降單元進行升降控制，「啟動」 「停止」鍵控制清洗單元的清洗程序的啟停，「功能鍵」進入參數設定菜單，「 + 」，按鍵對清洗周期，水衝洗時間、清洗時間、穩定時間進行設定。
[0028]如圖2所示，固定支架包括垂直立柱12、固定於垂直立柱12上的橫杆6和懸掛式支架15，懸掛式支架15為電極安裝件、用於安裝電極16和電極測量裝置17。電極自動升降裝置包括電機9、卷揚裝置8、雙捻直徑1.6毫米鋼絲繩7和滑輪4，所述滑輪4設置於橫杆6兩側。卷揚裝置8設置於電機9上，鋼絲繩7穿過橫杆6與兩側滑輪4接觸、一端設置於卷揚裝置8上、另一端連接懸掛式支架15，信號輸出模塊與電機9連接，通過微處理器控制電機9轉動，通過電機9帶動卷揚裝置8旋轉，控制懸掛式支架15上下移動。其中，橫杆6為可伸縮杆，將外管套設於內管上，伸縮內管實現長度調節，內管與外管之間採用緊固螺栓5固定。
[0029]電極自動清洗裝置包括清洗劑10、水驅動噴射器3、清洗噴頭19。清洗噴頭19設置於懸掛式支架15上，水驅動噴射器3通過管道連接清洗劑10、清洗水管11和清洗噴頭19，通過清洗水驅動清洗水和清洗劑混合液自清洗噴頭噴出清洗電極。其中，如圖2所示，水驅動噴射器3包括控制清洗水管11開閉的驅動閥20、控制清洗劑10管道開閉的清洗閥21、清洗水流量調節旋鈕23、清洗劑流量調節旋鈕26、連接清洗水管11的清洗水接頭24、連接清洗劑10管道的清洗劑接頭25和連接清洗噴頭19管道的清洗管接頭22，信號輸出模塊信號連接至驅動閥20和清洗閥21，通過微處理器控制驅動閥20和清洗閥21開閉，控制清洗水和清洗劑混合液的清洗時間及清洗水衝洗時間。
[0030]進一步的，水驅動噴射器3與清洗劑10和清洗水管11之間的連接管採用軟管，水驅動噴射器3與清洗噴頭19之間的連接管採用可伸縮軟管。
[0031]微處理器和液晶顯示屏設置於防水儀表盒2內，防水儀表盒2上方設置有遮雨板
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[0032]方法實施例1:
[0033]1、數據採集:根據電極安裝件上的液位開關判斷電極插入液位。
[0034]2、參數設定:通過與微處理連接的人機對話操作鍵盤，設定電極自動清洗單元的清洗周期、衝洗時間、清洗時間、穩定時間參數。清洗方式可以有自動和手動模式選擇，手動模式下，按啟動鍵，進入清洗程序；自動模式下，設定清洗周期，周期時間到，自動進入清洗程序。
[0035]3、分析計算:對電極自動升降裝置需要升降動作的分析:運行工況一，通過電極插入液位報警值，液位低報警時，得出電極暴露空氣中，需要對電極自動升降裝置發出降低指令，液位高時，電極測量裝置插入測量介質過低，需要對電極升降單元發出提升指令；運行工況二，當手動模式下，按「啟動」鍵，或在自動模式下，運行時間等於清洗周期時間，需要對電極自動升降裝置發出提升指令，控制電極自動清洗時，電極自動升降裝置的電機轉動控制電極測量裝置提升至測量介質上，保證更好的清洗效果。
[0036]對自動清洗裝置進入清洗程序的分析，當在手動模式下，按「啟動」鍵，清洗裝置單元對電極進行清洗程序，在自動模式下，清洗周期參數設定值與連續測量累計運行時間值比對，當t (清洗周期)-t (連續測量)=O時進入自清洗自動運行程序。
[0037]4、輸出與執行:當電極升降裝置得到升降指令，控制升降裝置電機正反轉，電機與鋼絲繩之間經過滑輪傳動，卷放鋼絲繩的長度，達到控制電極測量裝置插入測量介質的深度。當清洗裝置得到清洗指令，清洗裝置進入清洗程序，控制清洗裝置上的驅動閥和清洗閥線圈受電打開時間，對電極進行自動清洗。
[0038]方法實施例2:
[0039]在方法實施例1的基礎上，在步驟分析計算之後設置電極清洗判斷程序，在電極清洗程序中，事先設置電極運行清洗周期值、水衝洗值時間值、清洗時間值、穩定時間值，根據水質情況清洗效果，運行人員修正設定參數值。
[0040]本發明微處理器採用32位ARM主控晶片LPC1752，LPC1752晶片運算速度快，性價比高，並提供豐富的常用外設接口，能很好系統裝置使用功能。微處理器的儲存單元包括EEPROM數據存儲器，主要由一片CAT24C256組成，用來存儲控制系統的歷史數據，存儲狀態數據及處理報警信息等。液位開關，用於測量測量介質液位高、低開關量信號浮球式液位開關。
[0041]裝置安裝時，將垂直立柱安裝於池邊，在湍流或池中介質流速達0.5m/s以上的場合，可以通過橫管長度的調節測量點，也可以通過電極測量裝置上的高、低液位開關的位置調整對測量深度的調節，來優化測量點，確保測量的穩定性。
[0042]在測量過程中，微處理器對電極測量裝置上的高、低液位測量開關信號進行信號採集，液位低報警時，微處理對電極升降裝置發出降低指令，液位高時，電極測量裝置插入測量介質過低，需要對電極升降裝置發出提升指令；在電極進入清洗程序後，需要對電極升降裝置發出提升指令。在電極升降裝置得到升降指令後，控制電機正反轉，通過電機連接的卷揚裝置和滑輪傳動，調節與電極測量裝置連接的鋼絲繩長度，達到對電極測量裝置的升降控制目的。
[0043]本發明採用電極自動清洗裝置和電極自動升降裝置，既能夠自動控制電極測量裝置的維護清洗，保證測量的準確性，又能夠自動控制電極測量裝置浸入測量介質的深度，根據液位變化自動調節測量點，保證測量的連續性，防止測量介質液位變化導致電極暴露空氣中。
[0044]雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬【技術領域】中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護範圍當視權利要求書所界定者為準。
【權利要求】
1.一種投入式PH玻璃電極自動調節裝置，其特徵在於:包括微處理器、人機對話操作鍵盤、液位開關、開關量輸入單元、信號輸出模塊、執行機構、固定支架；所述液位開關設置於電極安裝件上、並通過開關量輸入單元信號連接至微處理器，所述微處理器連接人機對話操作鍵盤、並通過信號輸出模塊信號連接至執行機構；所述執行機構包括電極自動清洗裝置和電極自動升降裝置，所述電極自動清洗裝置和電極自動升降裝置通過固定支架安裝固定、並通過微處理器信號控制自動工作。
2.根據權利要求1所述的一種投入式PH玻璃電極自動調節裝置，其特徵在於:所述固定支架包括垂直立柱(12)、固定於垂直立柱(12)上的橫杆(6)和懸掛式支架(15)，所述懸掛式支架(15)為電極安裝件、用於安裝電極(16)和電極測量裝置(17); 所述電極自動升降裝置包括電機(9)、卷揚裝置(8)、鋼絲繩(7)和滑輪(4)，所述滑輪(4)設置於橫杆(6)兩側，所述卷揚裝置(8)設置於電機(9)上，所述鋼絲繩(7)穿過橫杆(6)與兩側滑輪(4)接觸、一端設置於卷揚裝置(8)上、另一端連接懸掛式支架(15)，通過電機(9)帶動卷揚裝置(8)旋轉，控制懸掛式支架(15)上下移動； 所述電極自動清洗裝置包括清洗劑(10)、水驅動噴射器(3)、清洗噴頭(19);所述清洗噴頭(19)設置於懸掛式支架(15)上，水驅動噴射器(3)通過管道連接清洗劑(10)、清洗水管(11)和清洗噴頭(19)，通過清洗水驅動清洗水和清洗劑混合液自清洗噴頭噴出清洗電極。
3.根據權利要求2所述的一種投入式PH玻璃電極自動調節裝置，其特徵在於:所述信號輸出模塊與電機(9)連接，通過微處理器控制電機(9)轉動。
4.根據權利要求2所述的一種投入式PH玻璃電極自動調節裝置，其特徵在於:所述水驅動噴射器(3)包括控制清洗水管(11)開閉的驅動閥(20)、控制清洗劑(10)管道開閉的清洗閥(21)、清洗水流量調節旋鈕(23)、清洗劑流量調節旋鈕(26)、連接清洗水管(11)的清洗水接頭(24)、連接清洗劑(10)管道的清洗劑接頭(25)和連接清洗噴頭(19)管道的清洗管接頭(22)，所述信號輸出模塊信號連接至驅動閥(20)和清洗閥(21)，通過微處理器控制驅動閥(20)和清洗閥(21)開閉，控制清洗水和清洗劑混合液的清洗時間及清洗水衝洗時間。
5.根據權利要求4所述的一種投入式PH玻璃電極自動調節裝置，其特徵在於:所述水驅動噴射器(3)與清洗劑(10)和清洗水管(11)之間的連接管採用軟管，水驅動噴射器(3)與清洗噴頭(19)之間的連接管採用可伸縮軟管。
6.根據權利要求2所述的一種投入式PH玻璃電極自動調節裝置，其特徵在於:所述橫杆(6)採用可伸縮杆。
7.根據權利要求1所述的一種投入式PH玻璃電極自動調節裝置，其特徵在於:所述微處理器連接的液晶顯示屏，可提示對電極進行清洗操作、升降操作或者顯示電極插入液位的高報警液位或低報警液位。
8.根據權利要求7所述的一種投入式PH玻璃電極自動調節裝置，其特徵在於:所述微處理器和液晶顯示屏設置於防水儀表盒(2)內，防水儀表盒(2)上方設置有遮雨板(I)。
9.一種投入式PH玻璃電極自動升降方法，其特徵在於:具體步驟如下:根據電極安裝件上的液位開關判斷電極插入液位，並將液位信號通過開關量輸入單元傳送至微處理器；微處理器根據接受到的液位信號判斷測量介質液位為正常液位、高報警液位或低報警液位，如果為「低報警液位」，微型處理器信號驅動電極自動升降裝置，控制電機旋轉帶動電極測量裝置向下移動；如果為「高報警液位」，微型處理器信號驅動電極自動升降裝置，控制電機旋轉帶動電極測量裝置向上移動。
10.一種投入式PH玻璃電極自動清洗方法，其特徵在於:具體步驟如下:通過與微處理連接的人機對話操作鍵盤，設定電極自動清洗單元的清洗周期、衝洗時間、清洗時間、穩定時間參數，當清洗周期的周期時間到，電極自動升降裝置的電機轉動控制電極測量裝置提升至測量介質上，自動進入清洗程序，通過微處理器控制驅動閥和清洗閥開閉，控制清洗水和清洗劑混合液的清洗時間及清洗水衝洗時間。
【文檔編號】G05D3/12GK104460414SQ201410589573
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月28日 優先權日:2014年10月28日
【發明者】胡健, 秦正兵 申請人:南京中電自動化有限公司