專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)清洗在線監(jiān)測(cè)表面散射濁度儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于檢測(cè)水質(zhì)的光學(xué)儀器。
現(xiàn)有的在線監(jiān)測(cè)表面散射濁度儀，主要由水取樣器、光源、聚光鏡、光電接收器、放大電路與顯示器所組成。其中，有的水取樣器是一個(gè)斜放的長(zhǎng)圓桶，而桶口為水平面，在該圓桶的桶底附近有一個(gè)進(jìn)水口，流入水取樣器的水在桶口形成一個(gè)光滑的鏡面，溢出圓桶的水進(jìn)入一個(gè)帶有出水口的套筒再流出去，若流入水取樣器的水有灰塵和泥砂等雜質(zhì)，則水中會(huì)出現(xiàn)許多懸浮微粒，而使光源照射水面的光散射，利用光電接收器檢測(cè)出散射光的光強(qiáng)度IR，即可按公式N＝KIR求出代表濁度的N，式中K為儀器結(jié)構(gòu)決定的常數(shù)，可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行定標(biāo)來(lái)確定。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是水流中的懸浮微粒會(huì)不斷地沉淀在水取樣器的斜壁上，時(shí)間稍長(zhǎng)則形成一個(gè)沉淀層而使水中的散射光產(chǎn)生二次散射，從而引起嚴(yán)重的測(cè)量誤差，為了改善這種缺點(diǎn)，有的水取樣器采用一個(gè)直立的粗圓桶，但在靠近桶底處伸出一個(gè)斜而長(zhǎng)的細(xì)圓筒，在此細(xì)圓筒的側(cè)面開(kāi)一個(gè)進(jìn)水口，水中的懸浮微粒大部分沉淀在此細(xì)圓筒上，從而減少了沉淀層二次散射光對(duì)測(cè)量的影響，但是這種結(jié)構(gòu)并未徹底改善前者的缺點(diǎn)，并且它們還有一個(gè)共同的缺點(diǎn)是體積很大。為了徹底消除沉淀層，有的儀器就采用清洗裝置，但是大多采用超聲波和高壓水流等清洗裝置，這些裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本昂貴，而且多用在透射式散射濁度儀中。
本發(fā)明針對(duì)上述缺點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)出一種帶有簡(jiǎn)單的清洗裝置而又體積小，精度高，成本低的表面散射濁度儀。
本發(fā)明的技術(shù)方案是采用直立的圓桶作為水取樣器，同時(shí)設(shè)置一個(gè)機(jī)械式自動(dòng)地清洗裝置來(lái)自動(dòng)地清洗水取樣器。
下面結(jié)合


本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明主要由水取樣器，清洗裝置，光源1、聚光鏡2與3、光電接收器4、智能化信號(hào)處理與顯示系統(tǒng)5所組成。其中，水取樣器是一個(gè)直立的圓桶6，在此圓桶的上半截有一個(gè)帶出水口7的套筒8，下半截的側(cè)面在與水面折射光相對(duì)應(yīng)的方向上接上一個(gè)與圓桶6并列直立的吸光罐9，主要是為了減少水面折射光的影響。因此，該吸光罐可以做成任意形狀，但該形狀能夠使進(jìn)入罐內(nèi)的光經(jīng)過(guò)罐壁多次反射而完全被罐壁所吸收。為此，該吸光罐的內(nèi)壁涂有吸光材料，或者采用吸光材料做成內(nèi)壁。此外，在靠近吸光罐底的地方，開(kāi)出一個(gè)進(jìn)水口H，和一個(gè)帶有電磁閥的污水流出口P進(jìn)入的水通過(guò)此罐再進(jìn)入圓桶6并在桶口形成一個(gè)光滑的鏡面，而后溢出圓桶進(jìn)入套筒8再由出水口7流出。在水取樣器圓桶6的中央還安裝一個(gè)密封軸承10。桶的底部有一個(gè)自動(dòng)清洗裝置，該裝置主要由兩個(gè)滾筒式毛刷A與B、毛刷軸C、主軸D、馬達(dá)E、驅(qū)動(dòng)控制器F、I/O接口、和微機(jī)G所組成。其中，毛刷軸是一個(gè)由縱軸和橫軸所組成的直角雙軸結(jié)構(gòu)。兩個(gè)滾筒式毛刷分別安放在此縱軸與橫軸上。在橫軸的中央有一個(gè)孔與主軸D相配合。毛刷與毛刷軸均在圓桶6內(nèi)，而且分別貼緊圓桶的壁與底。主軸D通過(guò)軸承10伸進(jìn)圓桶內(nèi)與毛刷軸的孔相配合，由微機(jī)G通過(guò)軟件進(jìn)行控制而發(fā)出信號(hào)經(jīng)I/O接口送給驅(qū)動(dòng)制控器F使馬達(dá)E轉(zhuǎn)動(dòng)。馬達(dá)E可以采用步進(jìn)馬達(dá)，此時(shí)清洗所需要的一切信號(hào)，例如馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和起與止的時(shí)間，均由軟件通過(guò)微機(jī)進(jìn)行控制。馬達(dá)E也可以采用普通的馬達(dá)，此時(shí)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度是固定不變的，微機(jī)發(fā)出的信號(hào)是用來(lái)控制馬達(dá)第一次起動(dòng)的時(shí)間，而馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間和相隔一段時(shí)間以后再開(kāi)始起動(dòng)的時(shí)間是由微機(jī)與毛刷定位裝置共同控制的。此毛刷定位裝置是由一個(gè)固定在主軸D的下端，其邊緣開(kāi)出一個(gè)孔或缺口的記數(shù)定位盤(pán)I，和安裝在該定位盤(pán)兩側(cè)的紅外光源J與光電接收器K所組成。記數(shù)定位盤(pán)隨著主軸D轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每轉(zhuǎn)一圈，光電接收器K就接到一次光信號(hào)而產(chǎn)生一個(gè)電脈沖送至驅(qū)動(dòng)控制器F。根據(jù)水質(zhì)情況，預(yù)先設(shè)定毛刷轉(zhuǎn)動(dòng)(亦即主軸D轉(zhuǎn)動(dòng))的圈數(shù)及相隔清洗的時(shí)間存入微機(jī)內(nèi)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)控制器F接收到的脈沖數(shù)與微機(jī)內(nèi)存入的圈數(shù)相同時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制器F就發(fā)出使馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)，此時(shí)，毛刷A與B會(huì)精確地停止在原來(lái)的位置上。相隔一段時(shí)間以后到達(dá)微機(jī)內(nèi)存入的相隔時(shí)間時(shí)，驅(qū)動(dòng)控制器F再次發(fā)出馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)，清洗又隨之開(kāi)始。清洗后的污水由吸光罐上的污水流出口P流出。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是儀器的體積小，成本低，測(cè)量出的數(shù)據(jù)可靠，精度高。
下面結(jié)合

本發(fā)明的實(shí)施例，其中光源1為功率10W，室溫為2250K的白熾燈，聚光鏡2與3的焦距為40mm，光電接收器4與5為硅光電池，吸光罐9的內(nèi)壁涂有無(wú)光黑塑，清洗裝置中的馬達(dá)E為單相同步馬達(dá)，清洗的持續(xù)時(shí)間與清洗的相隔時(shí)間由用戶(hù)按水質(zhì)情況而定存入微機(jī)內(nèi)，水取樣器圓桶的內(nèi)徑為130mm，高度為163mm，套筒6的外徑為178mm，高度為168mm，儀器可達(dá)到的精度為0～2000NTU±5%;2000NTU以上±10%，重復(fù)性為±1%。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)清洗在線監(jiān)測(cè)表面散射濁度儀，主要由水取樣器、清洗裝置、光源[1]、聚光鏡[2、3]、光電接收器[4]、智能化信號(hào)處理與顯示系統(tǒng)[5]所組成，其特征在于所說(shuō)的水取樣器是一個(gè)直立的圓桶[6]，在此圓桶的上半截有一個(gè)帶出水口[7]的套筒[8]下半截的側(cè)面在與水面折射光相對(duì)應(yīng)的方向上接上一個(gè)與圓桶并列直立的吸光罐[9]，在此圓桶底的中央安裝一個(gè)密封軸承[10]，與自動(dòng)清洗裝置的主軸[D]相配合。
2.按照權(quán)利要求1所述的表面散射濁度儀，其特征在于水取樣器的吸光罐〔9〕可以做成任意形狀，但該形狀能夠使進(jìn)入此罐的光經(jīng)過(guò)罐壁多次反射而完全被罐壁所吸收;吸光罐的內(nèi)壁涂有吸光材料或者采用吸光材料做成內(nèi)壁;在靠近吸光罐罐底的地方有一個(gè)進(jìn)水口〔H〕和一個(gè)帶有電磁閥的污水流出口〔P〕，進(jìn)入的水通過(guò)此罐再進(jìn)入圓桶〔6〕，清洗后的污水由污水流出口流出。
3.按照權(quán)利要求1所述的表面散射濁度儀，其特征在于清洗裝置主要由兩個(gè)滾筒式毛刷〔A、B〕、毛刷軸〔C〕、主軸〔D〕、馬達(dá)〔E〕、驅(qū)動(dòng)控制器〔F〕、A/O接口和微機(jī)〔G〕所組成，其中，毛刷軸是一個(gè)由縱軸和橫軸所組成的直角雙軸結(jié)構(gòu)，兩個(gè)滾筒式毛刷分別安放在此縱軸與橫軸上，在橫軸的中央有一個(gè)孔，毛刷與毛刷軸均在圓桶〔6〕之內(nèi)，兩個(gè)毛刷分別貼緊圓桶的壁與底，主軸〔D〕通過(guò)軸承〔10〕伸進(jìn)圓桶內(nèi)與毛刷軸的孔相配合，微機(jī)通過(guò)I/O接口和驅(qū)動(dòng)控制器〔F〕控制馬達(dá)〔E〕，使主軸〔D〕轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)毛刷軸〔C〕一塊轉(zhuǎn)動(dòng)，于是兩個(gè)毛刷〔A、B〕隨著毛刷軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而對(duì)取樣器圓桶的底與壁進(jìn)行清洗。
4.按照權(quán)利要求3所述的清洗裝置，其特征在于馬達(dá)〔E〕可以采用步進(jìn)馬達(dá)，此時(shí)清洗所需要的一切信號(hào)均由軟件通過(guò)微機(jī)進(jìn)行控制，也可以采用普通馬達(dá)，此時(shí)第一次開(kāi)始清洗的時(shí)間是由微機(jī)信號(hào)控制的，而停止清洗的信號(hào)和相隔一段時(shí)間再開(kāi)始清洗的信號(hào)是由微機(jī)與毛刷定位裝置共同控制的，所說(shuō)的毛刷定位裝置是由一個(gè)固定在主軸〔D〕的下端，其邊緣開(kāi)出一個(gè)孔或缺口的記數(shù)定位盤(pán)〔I〕，和位在該定位盤(pán)兩側(cè)的紅外光源〔J〕與光電接收器〔K〕所組成。
全文摘要
一種自動(dòng)清洗在線監(jiān)測(cè)表面散射濁度儀，由水取樣器、清洗裝置、光源、聚光鏡、光電接收器、智能化信號(hào)處理與顯示系統(tǒng)所組成。水取樣器為直立的圓桶，在側(cè)面并列直立一個(gè)吸光罐用來(lái)吸收水面的折射光。在圓桶的上半截有一個(gè)收集溢出水的套筒。由微機(jī)通過(guò)馬達(dá)控制清洗裝置進(jìn)行工作，主要是利用含有縱軸和橫軸的毛刷軸和安放在縱軸與橫軸上的兩個(gè)毛刷在毛刷軸的轉(zhuǎn)動(dòng)中對(duì)取樣器的底與壁進(jìn)行清洗。
文檔編號(hào)G01N21/47GK1087425SQ9211408
公開(kāi)日1994年6月1日 申請(qǐng)日期1992年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月24日
發(fā)明者陸祖康, 吳碧珍, 貝國(guó)華, 洪治 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)