一种含聚污水快速加热、混合和光学观察的实验装置制造方法
【专利摘要】一种含聚污水快速加热、混合和光学观察的实验装置，应用于使用三次采油技术的油田工业园区含聚丙烯酰胺污水的检测，反应容器通过连接管连接搅拌容器，且连接管上设有流量指示器，所述的搅拌容器内设有搅拌桨，所述的反应容器连接单色仪，单色仪与光源连接，所述的反应容器上设有数据采集器，数据采集器与总数据接收器相连，总数据接收器连接PLC可编程逻辑控制器，所述的搅拌桨连接PLC可编程逻辑控制器，反应容器上方设有加药装置。实现了油田污水含聚丙烯酰胺浓度的测量设备集中化。将加热装置、搅拌装置和光学测量装置集中在同一个设备上，其中加药装置和搅拌桨均由可编程控制器统一编程，避免反应时间和搅拌强度对实验结果产生影响。
【专利说明】-种含聚污水快速加热、混合和光学观察的实验装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环保节能的实验型装置【技术领域】，具体涉及含聚污水快速加热、混合 和光学观察的实验装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，在市场经济快速发展的影响下我国对油田的开采力度不断加大，随之而 来的问题就是油田的污水日益增多，对生态环境的和谐发展已造成威胁。H次采油技术可 W控制含水、稳定目前原油产量、最大程度的提高最终采收率，对整个石油工业有着举足轻 重的作用。聚合物的投加、油田污水中聚丙帰醜胺的处理、回收与利用在整个H次采油过程 中十分重要。
[0003] 本发明采用的是光谱监测的方法，提供了一种快速加热、混合及光学测量油田污 水聚合物浓度的方法。光谱法不会对环境造成二次污染，测量结果准确可靠，并被广泛运用 在浓度测量上。很多实验室开始采用光学方法测量聚合物浓度，此方法将逐渐被应用在实 际的油田污水聚合物浓度测量中。本发明采用的紫外吸光度法就是利用物质的该种吸光特 性来测定物质浓度的。紫外吸收光谱技术是W朗伯比尔定律为基础。当一束单色平行光穿 过非色散均匀介质时，介质浓度为C，沿光束传播方向上长度为L则穿过介质前的光强10 和穿过介质后的光强I的关系为： A(A)= In [I0( A )/l( A )]= In (1/T) = O (A)CL 式中；I(A) -透射光强； I。（A)--发射光强； T一透射比，或称透光度； C--被测液体浓度； L--光通过吸收介质的距离； A (入吸收度，与介质浓度和光程成正比； 0 ( A )--吸收截面，随波长、压力、温度的不同而变化而与I。（ A )、C、L等无关。
[0004]
【发明内容】
： 本发明为解决上述问题采取的技术方案是：一种含聚污水快速加热、混合和光学观察 的实验装置，包括加热部分、混合部分、光学测量部分和数控部分，其位置关系为加热部分 上方设有混合部分，混合部分上方设有光学测量部分，光学测量部分上方设有数控部分，力口 热部分包括；电磁加热装置，档位；混合部分包括：反应容器，揽拌容器，流量指示器，揽拌 奖，加药装置，连接管；光学测量部分包括：光源，单色仪，数据采集器，总数据接收器，遮光 外壳；数控部分包括；PLC可编程逻辑控制器，显示屏；所述的电磁加热装置包括铁芯和线 圈，线圈缠绕在铁芯上，电磁加热装置连接档位，反应容器通过连接管连接揽拌容器，且连 接管上设有流量指示器，所述的揽拌容器内设有揽拌奖，所述的反应容器连接单色仪，单色 仪与光源连接，所述的反应容器上设有数据采集器，数据采集器与总数据接收器相连，总数 据接收器连接PLC可编程逻辑控制器，混合部分、光学检测部分和数控部分外部设有遮光 外壳，所述的揽拌奖连接PLC可编程逻辑控制器，反应容器上方设有加药装置，加药装置包 括转盘A和转盘B，转盘A和转盘B之间设有加药试管，加药试管上设有加药孔。
[0005] 所述的PLC可编程逻辑控制器控制揽拌奖的揽拌时间和转速。
[0006] 所述的加药装置可W对揽拌容器及反应容器进行同时加药。
[0007] 所述的揽拌容器与反应容器之间用连接管连接，待测液体通过流量指示器流入反 应容器，各反应容器内具有相同的流量W及取样位置一致。
[0008] 所述的遮光外壳内设有数据采集器，此壳体采用不透光材料制成；此外，外壳可开 启，进而可W清楚观看揽拌和反应情况。
[0009] 所述的混合部分包括4组相同的结构。
[0010] 所述的光源采用型号为HIPD30的気灯。
[0011] 所述的单色仪选用型号为HIMS102A的单色仪或选用型号为H0G1200-250的光栅。
[0012] 所述的数据采集器采用型号为HIDA1的数据采集器。
[0013] 所述的揽拌奖和加药装置均为电动，均由PLC可编程逻辑控制器进行控制。
[0014] 本发明的有意效果；结构设计合理，构思巧妙新颖，将加热、混合和光学测量H部 分集于一体，加药过程和揽拌过程均有可编程控制器统一编程，避免了反应时间和揽拌强 度对实验结果产生影响，每次可W做出4组对比试验，同时观察各反应容器内反应现象，效 果明显，省时省力。。
[001引【专利附图】
【附图说明】： 图1是含聚污水快速加热、混合和光学观察实验装置的结构示意图； 图2是光学观察部分的结构示意图； 图3是电磁加热装置的原理图； 图4是加药装置结构示意图。
[0016]
【具体实施方式】： 参照各图，一种含聚污水快速加热、混合和光学观察的实验装置，包括加热部分5、混合 部分4、光学测量部分和数控部分3,其位置关系为加热部分5上方设有混合部分4,混合部 分4上方设有光学测量部分，光学测量部分上方设有数控部分3,加热部分5包括；电磁加 热装置6,档位10 ;混合部分4包括；反应容器11，揽拌容器7,流量指示器12,揽拌奖8,加 药装置13,连接管9 ;光学测量部分包括；光源19,单色仪20,数据采集器21，总数据接收 器18,遮光外壳22 ;数控部分3包括；PLC可编程逻辑控制器1，显示屏2,所述的电磁加热 装置6包括铁芯23和线圈24,线圈24缠绕在铁芯23上，电磁加热装置6连接档位10,反 应容器11通过连接管9连接揽拌容器7,且连接管9上设有流量指示器12,所述的揽拌容 器7内设有揽拌奖8,所述的反应容器11连接单色仪20,单色仪20与光源19连接，所述的 反应容器11上设有数据采集器21，数据采集器21与总数据接收器18相连，总数据接收器 18连接PLC可编程逻辑控制器1，混合部分4、光学检测部分和数控部分3外部设有遮光外 壳22,所述的揽拌奖8连接PLC可编程逻辑控制器1，反应容器11上方设有加药装置13,力口 药装置13包括转盘A14和转盘B16,转盘A14和转盘B16之间设有加药试管15,加药试管 15上设有加药孔17。揽拌时间和转速均由可编程控制器进行统一编程。加药装置13可W 对揽拌容器7及反应容器11进行同时加药。揽拌容器7与反应容器11之间用连接管9连 接，待测液体通过流量指示器12流入反应容器11，各反应容器11内具有相同的流量W及取 样位置一致。外壳内设有数据采集器21，此壳体采用不透光材料制成；此外，外壳可开启， 进而可W清楚观看揽拌和反应情况。该装置可W同时测量4组水样。光源19采用型号为 HIPD30的気灯。单色仪20选用型号为HIMS102A的单色仪20,选用型号为H0G1200-250的 光栅。数据采集器21采用型号为HIDA1的数据采集器21。揽拌奖8和加药装置13均为电 动，均由PLC可编程逻辑控制器1进行控制。
[0017] 实验测量过程为： (1)将含聚污水取适量分别加入揽拌容器7中，将药剂按顺序分别加入加药装置13中 的各个小试管中，在PLC可编程控制器上对实验揽拌时间及转速进行编程，如需对揽拌温 度有要求可W打开加热装置，加热温度可W通过档位10进行调节，W上操作都准备就绪 后。先将各个加药装置13对准各个揽拌容器7,通过转盘B16的转动药剂将从小孔流出进 行同时加药，再降下揽拌奖8开始揽拌过程。
[0018] (2)揽拌完成静沉30min后，通过流量指示器12向反应容器11内加入等量上层清 液，将加药装置13分别对准反应容器11进行加药，开始反应过程。
[0019] (3)将遮光外壳22放下，使用可编程控制器对光源19的发光波长进行编程，由光 源19发光，光线分别射入单色仪20并产生所需波长的紫外光，并且将不同波长的紫外光射 入反应容器11，然后透射的紫外光分别被数据采集器21接收，然后数据采集器21将数据输 入到总数据接收器18中，最后传入PLC可编程逻辑控制器1，最后由PLC可编程逻辑控制器 1实现数据的处理及油田污水含聚丙帰醜胺浓度的计算。
[0020] 本发明将加热、混合和光学测量H部分集于一体，加药过程和揽拌过程均有可编 程控制器统一编程，避免了反应时间和揽拌强度对实验结果产生影响，每次可W做出4组 对比试验，同时观察各反应容器11内反应现象，效果明显，省时省力。加热装置原理为电磁 加热，热转化效率高，被加热温度范围宽，根据温度要求可W选择调换档位10,保温容易，功 率密度不受限制，加热线圈24结构简单，体积小，不存在老化寿命问题，节约维护成本，高 效节能。加药装置13和揽拌奖8均由可编程控制器统一编程进行加药和揽拌。
【权利要求】
1. 一种含聚污水快速加热、混合和光学观察的实验装置，其特征在于：包括加热部分、 混合部分、光学测量部分和数控部分，其位置关系为加热部分上方设有混合部分，混合部分 上方设有光学测量部分，光学测量部分上方设有数控部分，加热部分包括：电磁加热装置， 档位；混合部分包括：反应容器，搅拌容器，流量指示器，搅拌桨，加药装置，连接管；光学测 量部分包括：光源，单色仪，数据采集器，总数据接收器，遮光外壳；数控部分包括：PLC可编 程逻辑控制器，显示屏；所述的电磁加热装置包括铁芯和线圈，线圈缠绕在铁芯上，电磁加 热装置连接档位，反应容器通过连接管连接搅拌容器，且连接管上设有流量指示器，所述的 搅拌容器内设有搅拌桨，所述的反应容器连接单色仪，单色仪与光源连接，所述的反应容器 上设有数据采集器，数据采集器与总数据接收器相连，总数据接收器连接PLC可编程逻辑 控制器，混合部分、光学检测部分和数控部分外部设有遮光外壳，所述的搅拌桨连接PLC可 编程逻辑控制器，反应容器上方设有加药装置，加药装置包括转盘A和转盘B，转盘A和转盘 B之间设有加药试管，加药试管上设有加药孔。
2. 根据权利要求1所述的一种含聚污水快速加热、混合和光学观察的实验装置，其特 征在于：所述的PLC可编程逻辑控制器控制搅拌桨的搅拌时间和转速。
3. 根据权利要求1所述的一种含聚污水快速加热、混合和光学观察的实验装置，其特 征在于：所述的加药装置可以对搅拌容器及反应容器进行同时加药。
4. 根据权利要求1所述的一种含聚污水快速加热、混合和光学观察的实验装置，其特 征在于：所述的搅拌容器与反应容器之间用连接管连接，待测液体通过流量指示器流入反 应容器，各反应容器内具有相同的流量以及取样位置一致。
5. 根据权利要求1所述的一种含聚污水快速加热、混合和光学观察的实验装置，其特 征在于：所述的遮光外壳内设有数据采集器，此壳体采用不透光材料制成；此外，外壳可开 启，进而可以清楚观看搅拌和反应情况。
6. 根据权利要求1所述的一种含聚污水快速加热、混合和光学观察的实验装置，其特 征在于：所述的混合部分包括4组相同的结构。
7. 根据权利要求1所述的一种含聚污水快速加热、混合和光学观察的实验装置，其特 征在于：所述的光源采用型号为HITO30的氘灯。
8. 根据权利要求1所述的一种含聚污水快速加热、混合和光学观察的实验装置，其特 征在于：所述的单色仪选用型号为HIMS102A的单色仪或选用型号为H0G1200-250的光栅。
9. 根据权利要求1所述的一种含聚污水快速加热、混合和光学观察的实验装置，其特 征在于：所述的数据采集器采用型号为HIDA1的数据采集器。
10. 根据权利要求1所述的一种含聚污水快速加热、混合和光学观察的实验装置，其特 征在于：所述的搅拌桨和加药装置均为电动，均由PLC可编程逻辑控制器进行控制。
【文档编号】G01N21/33GK104502297SQ201410760399
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】齐晗兵, 李栋, 吴国忠, 周英明, 王秋实, 张晓雪 申请人:东北石油大学