专利名称：低氧水有源循环系统微量氧的校准装置及其校准方法
技术领域：
本发明涉及一种微量氧表的校准装置及其校准方法，特别涉及一种具一体化结构及多功能的低氧水有源循环系统微量氧的校准装置及具可靠性高及操作维护方便的微量氧的校准方法。
背景技术：
水中微量氧的在线检测对于热电厂锅炉的安全运行是十分重要的，通常用人工取水及比色法判断运行水溶氧量是否超标，同时也安装了氧表来适时监控水的溶氧量变化，目前氧表的校准是在空气中进行的，而空气中氧的浓度为ppm量级，这与氧表实际使用于水中的溶氧量为ppb量级差别很大，氧表传感器的非线性，致使测试的误差较大，因此，如何提高用于检测低氧水中溶氧量的氧表的校准、检测精度及可靠性是一个十分重要的课题。
有鉴于此，为了克服上述缺点，本创作人根据自己的实际经验及技术理论，经研究、开发，而终有本发明产生。
发明内容
本发明是要提供一种低氧水有源循环系统的微量氧校准装置，以解决使其提高氧表在低氧水中的校准、检测精度及提高可靠性的技术问题。
解决上述技术问题所采用的技术方案是这样的一种低氧水有源循环系统微量氧的校准装置，该低氧水有源循环系统连通于洁净水制备系统，该洁净水制备系统包括有逆渗透膜管、四面断水器、烧结活性炭滤芯、颗粒活性炭滤芯、制水泵、纤维滤芯、反洗球阀、废水比例器、输水阀、补水阀、废水排水阀及多个三通阀，其特征是该洁净水制备系统的输水阀连接于该低氧水有源循环系统输入端的三通阀，该三通阀串接一氧化还原树脂、阳-阴混床及流量计，该流量计另端连通至法拉第电解池，该法拉第电解池的法拉第电解电极连接一恒流电流源，该法拉第电解电池连接一由两个阀门组成的阀门组，该阀门组第二个阀门输出端连接至系统氧表电极一接口，该氧表电极的另一接口连接至人工取氧池，该人工取氧池连通至一低氧水桶，该低氧水桶连通至一循环泵，该循环泵连通至该低氧水有源循环系统输入端的三通阀上，该人工取氧池上设有取样阀门；该法拉第电解电池插入一个不带水套的被测氧表的氧电极，该阀门组的两个阀门之间以导管连通；该法拉第电解电池盖口封闭，被测氧表的氧电极自身带有水套，被测氧电极一接口与阀门组的第一个阀门输出端连通，该被测氧表电极的另一接口与阀门组的第二个阀门输入端连通；该法拉第电解电极连接一恒流电流源。
一种低氧水有源循环系统微量氧校准装置的校准方法，其特征是该校准方法是(1)、开启洁净水制备系统开通补水阀、废水排水阀、输水阀及反洗球阀；(2)、开启制水泵开启制水泵，洁净水经逆渗透膜管的逆止阀→四面断水器→输水阀→三通阀W1→进入低氧水桶，其中，废水经三通阀W5→反洗球阀、废水比例器→三通阀W6→废水排水阀进入下水道；(3)、关闭反洗球阀，调节废水比例选择合适的废水比例器使洁净水和废水的比例达1∶3左右；(4)、开启低氧水有源循环系统水经三通阀W1注入氧化还原树脂除氧→阴-阳混床去离子→流量计→法拉第电解池、被测氧表电极、阀门W3及W4(当被测氧电极自身不带水套时，阀门W3及W4之间用导管连通，被测氧表电极插入法拉第电解池；当被测氧电极自身带有水套时，阀门W3及W4分开，阀门W3与被测氧表电极连通，被测氧表电极的另一接口与阀门W4连通)→系统氧表电极→人工取氧池→低氧水桶→循环泵→三通阀W1；(5)、当低氧水桶储水为桶容积90％左右时，关闭输水阀、制水泵、补水阀及废水排水阀；
(6)、建立低氧水循环有源状态调节循环泵电压改变转速，使流量达到250ml/min，低氧水处于循环有源状态；(7)、被测氧表调零开启系统氧表电源，检测系统水溶氧变化，当本底氧量低于7μg/L时开启被测氧表电源，进行零点调整；(8)、被测氧表校准开启法拉第恒流电源，调节电解电流，此时既可以用法拉第电流作主标准来标定水溶氧量的增量，也可用系统副标准氧表的指示来校准被测氧表；该被测氧表的氧量校准范围为0～50μg/L；该法拉第电极间的水阻为200kΩ～300kΩ，该法拉第电解电流调节范围为0～2.5mA。
本发明提出建立低氧水有源循环系统用于微量氧的校准，该装置使用法拉第电极电解电流作一级标准，而系统上自备氧表作副标准即二级标准，该系统的低氧水有源循环系统的本底溶氧量低于7μg/L，法拉第电极间的水电阻为200kΩ～300kΩ，循环水的流量控制在250ml/min。由于增大法拉第电解电流与水的溶氧量增量成正比关系，因此用法拉第电解电流可以校准氧表，校准时，当法拉第电解电流增加时，从流量计至法拉第电极、被测电极及副标准电极的有限水空间内溶氧量是均等的，也就需要在低氧水循环系统中配备氧化还原树脂去氧和阳-阴混床去除活性离子等有源装置，其溶解氧增量的校准范围为0～50μg/L。
本发明结构简单、方法简便，其优点如下1、该系统结构设计新颖，将洁净水的制备与低氧水的制备和循环一体化设计，具有多功能、可靠性高及操作、维护方便的特点。
2、本发明校准方法独特，有别于目前氧表在空气中的校准方法，该校准装置使用法拉第电解电流作主标准即一级标准，而系统上自备氧表作副标准即二级标准，该系统在低氧水有源循环中采用法拉第电解电流校准氧表，精度高、线性好，而具实用性。
图1为本发明的结构组成示意图。
图2为本发明的被测氧表电极不带水套的结构组成示意图。
图3为本发明的被测氧表电极带水套的结构组成示意图。
图4为本发明校准装置的校准方法流程图。
具体实施例方式
如图1所示，为本发明的结构组成示意图，该低氧水有源循环系统B连通于洁净水制备系统A，该洁净水制备系统A包括有逆渗透膜管1、四面断水器2、烧结活性炭滤芯3、颗粒活性炭滤芯4、制水泵5、纤维滤芯6、反洗球阀7、废水比例器8、输水阀9、补水阀10、废水排水阀11及多个三通阀W5、W6，其特征是该洁净水制备系统A的输水阀9连接于该低氧水有源循环系统B输入端的三通阀W1，该三通阀W1串接一氧化还原树脂12、阳-阴混床13及流量计14，该流量计14另端连通至法拉第电解池15，该法拉第电解池15的法拉第电解电极16连接一恒流电流源17，该法拉第电解电池15连接一由两个阀门W3、W4组成的阀门组，该阀门组第二个阀门W4输出端连接至系统氧表18的氧电极183一接口181，该氧表18的氧电极183的另一接口182连接至人工取氧池19，该人工取氧池19连通至一低氧水桶20，该低氧水桶20连通至一循环泵21，该循环泵21连通至该低氧水有源循环系统B输入端的三通阀W1上，该人工取氧池19上设有取样阀门W2；如图2所示，为本发明的被测氧表电极不带水套的结构组成示意图，该法拉第电解电池15插入一个不带水套的被测氧表30的氧电极31，该阀门组的两个阀门W3、W4之间以导管连通；如图3所示，为本发明的被测氧表电极带水套的结构组成示意图，该法拉第电解电池15盖口封闭，被测氧表40的氧电极41一接口与阀门组的第一个阀门W3输出端连通，该被测氧表40的氧电极41的另一接口与阀门组的第二个阀门W4输入端连通；该法拉第电解电极16连接一恒流电流源17。
如图4所示，为本发明校准装置的校准方法流程图，该低氧水有源循环系统微量氧校准装置的校准方法是(1)、开启洁净水制备系统A开通补水阀10、废水排水阀11、输水阀9及反洗球阀7；(2)、开启制水泵开启制水泵5，洁净水经逆渗透膜管1的逆止阀101→四面断水器2→输水阀9→三通阀W1→进入低氧水桶20，其中，废水经三通阀W5→反洗球阀7、废水比例器8→三通阀W6→废水排水阀11进入下水道；(3)、关闭反洗球阀7，调节废水比例选择合适的废水比例器8使洁净水和废水的比例达1∶3左右；(4)、开启低氧水有源循环系统B水经三通阀W1注入氧化还原树脂12除氧→阴-阳混床13去离子→流量计14→法拉第电解池15、被测氧表30或40的氧电极31或41、阀门W3及W4(当被测氧表30的氧电极31自身不带水套时，阀门W3及W4之间用导管连通，被测氧表30的氧电极31插入法拉第电解池15；当被测氧表40的氧电极41自身带有水套时，阀门W3及W4分开，阀门W3与被测氧表40的氧电极41连通，被测氧表40的氧电极41的另一接口与阀门W4连通)→系统氧表18的氧电极183→人工取氧池19→低氧水桶20→循环泵21→三通阀W1；(5)、当低氧水桶20储水为桶容积90％左右时，关闭输水阀9、制水泵5、补水阀10及废水排水阀11；(6)、建立低氧水循环有源状态调节循环泵21的电压改变转速，使流量达到250ml/min，低氧水处于循环有源状态；(7)、被测氧表调零开启系统氧表18电源，检测系统水溶氧变化，当本底氧量低于7μg/L时开启被测氧表30或40电源，进行零点调整；(8)、被测氧表校准开启法拉第恒流电源17，调节电解电流，此时即可用法拉第电解电流作主标准来标定水溶氧量的增量，也可用系统副标准氧表18的指示来校准被测氧表30或40；该被测氧表30或40的氧量校准范围为0～50μg/L；
该法拉第电极间的水阻为200kΩ～300kΩ，该法拉第电解电流调节范围为0～2.5mA。
本发明还解决了低氧水有源循环系统的管道、阀门及活动连接件的真空密封技术问题，选择了氧化还原树脂及阳-阴混床并解决了活化工艺技术及自循环调整技术，从而使该系统能作为氧表校准的一级标准或二级标准。
综上所述，本发明系统结构设计新颖，校准方法独特，其功效有明显的提升，具有新颖性、实用性，符合发明专利各要件，故依法提出发明专利申请。
权利要求
1.一种低氧水有源循环系统微量氧的校准装置，该低氧水有源循环系统连通于洁净水制备系统，该洁净水制备系统包括有逆渗透膜管、四面断水器、烧结活性炭滤芯、颗粒活性炭滤芯、制水泵、纤维滤芯、反洗球阀、废水比例器、输水阀、补水阀、废水排水阀及多个三通阀，其特征是该洁净水制备系统的输水阀连接于该低氧水有源循环系统输入端的三通阀，该三通阀串接一氧化还原树脂、阳-阴混床及流量计，该流量计另端连通至法拉第电解池，该法拉第电解池的法拉第电解电极连接一恒流电流源，该法拉第电解电池连接一由两个阀门组成的阀门组，该阀门组第二个阀门输出端连接至系统氧表的氧电极一接口，该氧电极另一接口连接至人工取氧池，该人工取氧池连通至一低氧水桶，该低氧水桶连通至一循环泵，该循环泵连通至低氧水有源循环系统输入端的三通阀上，该人工取氧池上设有取样阀门。
2.根据权利要求1所述的低氧水有源循环系统微量氧的校准装置，其特征是该法拉第电解电池插入一个不带水套的被测氧表的氧电极，该阀门组的两个阀门之间以导管连通。
3.根据权利要求1所述的低氧水有源循环系统微量氧的校准装置，其特征是该法拉第电解电池盖口封闭，被测氧表的氧电极自身带有水套，该被测氧表的氧电极一接口与阀门组的第一个阀门输出端连通，另一接口与阀门组的第二个阀门输入端连通。
4.根据权利要求2或3所述的低氧水有源循环系统微量氧的校准装置，其特征是该法拉第电解电极连接一恒流电流源。
5.一种低氧水有源循环系统微量氧校准装置的校准方法，其特征是该校准方法是(1)、开启洁净水制备系统开通补水阀、废水排水阀、输水阀及反洗球阀；(2)、开启制水泵开启制水泵，洁净水经逆渗透膜管的逆止阀→四面断水器→输水阀→三通阀W1→进入低氧水桶，其中，废水经三通阀W5→反洗球阀、废水比例器→三通阀W6→废水排水阀进入下水道；(3)、关闭反洗球阀，调节废水比例选择合适的废水比例器使洁净水和废水的比例达1∶3左右；(4)、开启低氧水有源循环系统水经三通阀W1注入氧化还原树脂除氧→阴-阳混床去离子→流量计→法拉第电解池、被测氧表的氧电极、阀门W3及W4(当被测氧表的氧电极自身不带水套时，阀门W3及W4之间用导管连通，被测氧表的氧电极插入法拉第电解池；当被测氧表的氧电极自身带有水套时，阀门W3及W4分开，阀门W3与被测氧表的氧电极一接口连通，被测氧表的氧电极的另一接口与阀门W4连通)→系统氧表的氧电极→人工取氧池→低氧水桶→循环泵→三通阀W1；(5)、当低氧水桶储水为桶容积90％左右时，关闭输水阀、制水泵、补水阀及废水排水阀；(6)、建立低氧水循环有源状态调节循环泵的电压改变转速，使流量达到250ml/min，低氧水处于循环有源状态；(7)、被测氧表调零开启系统氧表电源，检测系统水溶氧变化，当本底氧量低于7μg/L时，开启被测氧表电源，进行零点调整；(8)、被测氧表校准开启法拉第恒流电源，调节电解电流，此时即可用法拉第电解电流作主标准来标定水溶氧量的增量，也可用系统副标准氧表的指示来校准被测氧表。
6.根据权利要求5所述的低氧水有源循环系统微及量氧的校准方法，其特征是该氧表的氧量校准范围为0～50μg/L。
7.根据权利要求5所述的低氧水有源循环系统微量氧的校准方法，其特征是该法拉第电极间的水阻为200kΩ～300kΩ，该法拉第电解电流调节范围为0～2.5mA。
全文摘要
一种低氧水有源循环系统微量氧的校准装置及其校准方法，该低氧水有源循环系统连通洁净水制备系统，其特征是洁净水制备系统的输水阀连接一低氧水有源循环系统输入端的三通阀，并串接氧化还原树脂、阳－阴混床、流量计及校准氧表的法拉第电解池，法拉第电解池连接一阀门组，阀门组第二个阀门输出端连接系统氧表的氧电极一接口，氧电极另一接口连接至人工取氧池、一低氧水桶、循环泵，循环泵连通至该低氧水有源循环系统输入端的三通阀，该装置将洁净水的制备与低氧水的制备和水的循环作一体化设计，具多功能、可靠性高及操作、维护方便，在低氧水有源循环中采用法拉第电解电流作主标准，系统氧表作副标准校准氧表，精度高、线性好，而具实用性。
文档编号G01N27/409GK1563971SQ20041003393
公开日2005年1月12日 申请日期2004年4月21日 优先权日2004年4月21日
发明者季春峰, 窦召英, 蔡永棠, 张振祥 申请人:季春峰