一种适于气浮工艺气泡直径观测装置的制作方法

本实用新型设计给气泡测量的技术领域，具体涉及一种适于气浮工艺气泡直径观测装置。

背景技术：

水体中营养物质的浓度过高，会导致藻类在水体中大量存在，进而导致水体污染。因此，快速无污染的控制去除藻类成为湖泊管理中的首要问题。气浮是在待处理水中通入或产生大量高度分散的微细气泡，使其与杂质、絮粒相互粘附，形成比重小于水的浮渣，依靠浮力浮上水面，以完成固液分离的一种净水方法。目前测量气泡尺寸的方法主要包括内置法和外置法两类。外置法包括图像法、光散射法等，图像分析法可以捕捉到微气泡，可以在线分析气泡尺寸大小并获得气泡的照片；光散射法可以实现对水中颗粒的快速准确测量，但是无法获得气泡尺寸的照片，不能直观的观测到气泡，且分散相浓度过大时测量偏差会增加。这些测定方法的测定条件均需满足反应器透明、气泡浓度较小、液体流动缓慢等条件。内置法包括电导探针法、光纤探针法和光电毛细管法等，光电法不用拘泥与反应装置是否透明，可以大量测量气泡尺寸，但探针伸入流场内部会对流场造成干扰，造成气泡大小和形状发生变化，且只能测直径大于5mm的气泡。现在的测量方法大都适用于实验室内的测量，缺乏能够简易快速测量气浮工艺的大型设备内微气泡的方法。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型公开了一种适于气浮工艺气泡直径观测装置，既可用于实验室内产生的微气泡的测量与观察，又可实现对大型气浮设备中产生的微气泡直径的测量，避免水下作业引起的水流紊动而导致误差增大，并能观察到气泡与絮体的粘附过程，具有结构简单、图像可见、数据稳定精准、成本低廉等特点。

本实用新型克服上述问题所采用的技术方案是：

一种适于气浮工艺气泡直径观测装置，包括采样装置、原位观测装置、摄像与图像分析装置，所述采样装置包括依次连接的气浮池和采样管，所述原位观测装置包括依次连接的进样管、观察室、出样管、蠕动泵、集液罐，所述摄像与图像分析装置包括显微摄像机和与显微摄像机相连的计算机；所述观察室是由不透明板制作的腔体，所述观察室的左侧内部安装有led灯，右侧安装有间距为0.5-2mm的观察室前丙烯酸玻璃片、观察室后丙烯酸玻璃片，所述的观察室前丙烯酸玻璃片与观察室后丙烯酸玻璃片形成一进液腔体。

所述的一种使用气浮工艺气泡直径观测装置，优选的，进样管位于进液腔体下方，出样管位于进液腔体上方。

所述的一种使用气浮工艺气泡直径观测装置，优选的，采样管用十字螺纹夹通过连接杆连接的螺纹夹固定在气浮池上。

所述的一种使用气浮工艺气泡直径观测装置，优选的，采样管活动连接在气浮池上，且深入水面以下。

所述的一种使用气浮工艺气泡直径观测装置，优选的，采样管与观察室之间通过三通阀依次连接了离心泵和装有表面活性剂的储液罐。

所述的一种使用气浮工艺气泡直径观测装置，优选的，观察室的下方设置有一固定连接杆。

所述的一种使用气浮工艺气泡直径观测装置，优选的，观察室与竖直平面呈5°夹角。

所述的一种使用气浮工艺气泡直径观测装置，优选的，观察室后丙烯酸玻璃片带有目镜测微尺，且目镜测微尺镶嵌在观察室后丙烯酸玻璃片内。

所述的一种使用气浮工艺气泡直径观测装置，优选的，观察室与蠕动泵之间连接缓冲罐。

所述的一种使用气浮工艺气泡直径观测装置，优选的，显微摄像机位于观察室右外侧，且显微摄像机镜头与观察室、led灯位于一条直线上。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型采用细长的采样管深入气浮池内取样，能有效减少外界物体进入气浮池产生水流紊动而造成的误差，实验数据更加真实可靠；采样管可以在气浮池内移动，便于测量不同高度不同压力条件下的气泡尺寸大小；采样装置可以固定，能够保证实验过程中控制单一变量，减少实验误差。

、本实用新型在通入待测样品前需先通入聚乙二醇对异辛基苯基醚，该表面活性剂的加入能够降低气泡表面张力，增加气泡稳定性，能降低气泡在管中流动造成的损失，减少实验误差；观察室与竖直平面呈5°夹角，有效防止气泡在进入平板过程中发生堆积、重叠现象，便于观察测量；观察室右侧装有led灯，能够使视野更清晰；观察室带有目镜测微尺，解决了传统ccd相机景深浅，难聚焦的问题，便于读数和聚焦；

3、采用ccd高速显微相机及电子传输设备，通过设置相机帧率及曝光时间，对观察室内的气泡进行拍照记录，并进行实时分析，为后期数据处理和实验分析提供了可靠的依据。

、本实用新型实现了对气浮工艺气浮设备产生气泡直径的测量，有效解决了传统气泡测量技术只能在透明反应器内测量以及测量工具会破坏气泡大小等局限，具有实验设备简单、操作方便、处理过程可视化、数据可靠性高等优点，可以广泛应用在实际工业水处理的设备性能检测中，对今后设备性能的改进和提升有着非常重要的意义。

附图说明

图1为本实用新型整体装置示意图；

图2为观察装置放大图；

图3为固定装置放大图。

图中：1.气浮池；2.三通阀；3.离心泵；4.储液罐；5.进样管；6.观察室；7.固定连接杆；8.不透明板；9.led灯；10.出样管；11.支撑架；12.缓冲罐；13.蠕动泵；14.显微摄像机；15.计算机；16.集液罐；17.目镜测微尺；18.采样管；19.连接杆；20.十字螺纹夹；21.螺纹夹；22.释放器；23.观察室前丙烯酸玻璃片；24.观察室后丙烯酸玻璃片。

具体实施方式：

图1—3为本发实用新型一种适于气浮工艺气泡直径观测装置的结构示意图，包括采样装置、原位观测装置、摄像与图像分析装置。采样装置包括了气浮池1、三通阀2、离心泵3、储液罐4、释放器22，气浮池1通过释放器22产生气泡，采样管18使用螺纹夹21固定在气浮池1上，连接杆19上安装螺纹夹20提高稳定度减少了误差，由采样管18收集气浮池1产生的气泡进入原位观测装置。储液罐中储存有tx-100，测量开始前先将储液罐、离心泵依次连接并接通在三通阀2的c接口，打开离心泵3和蠕动泵13使tx-100液体均充满这个装置的管道，tx-100的主要作用是降低气泡表面张力，增加气泡稳定性，能降低气泡在管中流动造成的损失，减少实验误差，然后将三通阀2的a、b接口相连接，再将采样管18插入气浮池1中调节高度使气泡进入管道。原位观测装置包括计算机15、高倍率显微摄像机14、观察室6、进样管5、出样管10，气泡由进样管5进入观察室6，观察装置包括不透明板8组成的腔体、led灯9、目镜测微尺17、观察室前丙烯酸玻璃片23和观察室后丙烯酸玻璃片24构成的进液腔体，两片丙烯酸玻璃片构成的进液腔体中间留有0.5-2mm的缝隙以供气泡进入，气泡进入观察室6后打开led灯9，提高观察室6亮度方便观察，为方便读数和聚焦在观察室6右侧观察室后丙烯酸玻璃片24安装目镜测微尺17，透过目镜测微尺17由摄像与图像分析装置观察记录气泡状态。摄像与图像分析装置包括高倍率显微摄像机14、计算机15，通过高速显微相机14及电子传输设备对观察室内的气泡进行拍照记录，并进行实时分析，为后期数据处理和实验分析提供了可靠的依据。气泡通过观察室后由出样管10进入缓冲罐12，通过缓冲罐后经过蠕动泵13进入集液罐16。