水处理系统阻垢效果在线检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及水处理技术领域，特别涉及水处理效果检测技术，具体涉及水处理系统阻垢效果在线检测装置。


背景技术：

2.随着现代社会的发展，水资源作为人类工作与生活的重要部分，其污染问题也越来越严峻。
3.为了防止水资源的过度浪费，国家对工业排放废水进行了一系列的限定，规定工业废水需达标后才可排放，以便于对工业废水进行二次利用。
4.工业废水或经处理后的工业废水中均存在杂质，这些水中的杂质或沉淀极易残留在水管当中，造成水管内部残留杂质并固结于水管壁上。
5.工业循环水的传统化学处理方法使用磷系配方作为缓蚀阻垢剂，容易造成二次污染。
6.物理处理工业废水的方法有磁化处理法、高压静电场处理法、超声波处理法、高频电磁场法等。
7.基于这些物理处理工业循环水的方法已开发出多种物理处理工业循环水处理装置，但是这些装置都只有事后才知道水处理效果，缺乏有效的处理效果在线实时检测手段。


技术实现要素：

8.本实用新型的主要目的在于提供水处理系统阻垢效果在线检测装置，以解决水处理系统处理效果在线实时检测的问题。
9.为了实现上述目的，根据本实用新型具体实施方式的一个方面，提供了一种水处理系统阻垢效果在线检测装置，包括浊度检测装置，所述浊度检测装置安装在水处理系统输出管道上，用于检测所述输出管道中流水的浊度将检测结果反馈到水处理系统，控制水处理系统的处理效果，其特征在于，所述浊度检测装置包括超声波发射器、超声波接收器和信号处理单元，所述超声波发射器与信号处理单元连接，所述超声波发射器安装在所述输出管道外侧，用于向所述输出管道反射超声波，所述超声波接收器用于接收通过流水传输的超声波信号，并将所述超声波信号转换为电信号输入信号处理系统，所述信号处理系统对所述电信号进行处理得到输出管道中流水的浊度值。
10.在某些实施例中，所述超声波发射器反射的超声波为脉冲超声波。
11.在某些实施例中，所述脉冲超声波频率为10～200mhz。
12.在某些实施例中，所述信号处理单元将所述电信号转换为数字号进行处理。
13.在某些实施例中，所述超声波发射器和超声波接收器安装在输出管道同一侧。
14.在某些实施例中，所述超声波发射器和超声波接收器分别安装在输出管道两侧。根据本实用新型技术方案及其在某些实施例中进一步改进的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
15.为了实现上述目的，根据本实用新型具体实施方式的另一个方面，提供了一种水处理系统阻垢效果在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
16.利用流水中悬浮物对超声波信号的调制得到接收信号的多普勒特征；
17.根据所述多普勒特征得到流水的浊度；
18.根据浊度值的比较判断水处理效果。
19.在某些实施例中，所述浊度值是通过对接收信号进行傅里叶变换后得到幅频信号，对幅频信号加权积分得到；加权原则为频率越高权值越小。
20.在某些实施例中，每隔一段时间计算一次浊度值，以每n个浊度值的平均值作为当前浊度值；n为整数，n≥3。
21.在某些实施例中，将当前浊度值与前一个浊度值相减，判断是否超过设定阈值，并将当前浊度值存储到存储单元。
22.根据本实用新型技术方案及其在某些实施例中进一步改进的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
23.本实用新型提供了一种有效的水处理效果在线实时检测手段。本实用新型通过将超声回波数字信号通过傅里叶变化转换成幅频信号，并对回波幅频信号加权积分得到水的浊度值，通过监控浊度值的变化实时监控水处理效果，避免了事后才知道效果带来的设备损害风险。
24.本实用新型的水处理系统阻垢效果在线检测装置结构简单、安装方便。本实用新型的超声波发生器和接收器都装在管道的外面，避免了将装置放入管道内部带来的不利影响，提高了检测准确性。
25.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
26.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的具体实施方式、示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
27.图1为实施例的水处理系统阻垢效果在线检测装置结构示意图；
28.图2为水处理系统阻垢效果在线检测方法流程图。
29.其中：
30.1——水处理系统；
31.2——浊度检测装置；
32.10——输出管道；
33.20——信号处理系统；
34.21——超声波发射器；
35.22——超声波接收器。
具体实施方式
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的具体实施方式、实施例以及其中的特征可以相互组合。现将参考附图并结合以下内容详细说明本实用新型。
37.为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型具体实施方式、实施例中的附图，对本实用新型具体实施方式、实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的具体实施方式、实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式、实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
38.本实用新型的水处理系统阻垢效果在线检测装置，包括浊度检测装置。
39.浊度检测装置安装在水处理系统输出管道上，用于检测水处理系统输出管道中流水的浊度，并将检测结果反馈到水处理系统，以控制水处理系统的处理效果。
40.本实用新型的浊度检测装置，采用超声波检测技术检测流水的浊度。该浊度检测装置包括超声波发射器、超声波接收器和信号处理单元。
41.超声波发射器与信号处理单元连接，可以发射频率为10～200mhz，占空比为10％～80％的超声波脉冲信号。控制系统可以根据不同的工业废水处理系统调整超声波频率和脉冲占空比。
42.超声波发射器安装在水处理系统输出管道外侧，用于向所述输出管道反射超声波信号。
43.超声波接收器用于接收通过流水反射或透射的超声波信号(也称为回波或回波信号)，并将所述超声波信号转换为电信号输入信号处理系统。
44.信号处理系统对超声波接收器输出的电信号进行处理，通过计算得到输出管道中流水的浊度值。
45.本实用新型采用超声波检测流水浊度，检测装置不与流水接触，利用水流对超声波的调制作用(主要是多普勒调制)通过对回波数据采集和计算处理，得到流水浊度值。本实用新型具有实时在线检测的特点，装置安装方便，结构简单，检测过程不会对输出管道产生影响，检测结果准确及时。
46.本实用新型的水处理系统阻垢效果在线检测方法，包括步骤：
47.步骤1、超声波发生器向输出管道反射超声波信号，利用流水中悬浮物对超声波信号的调制得到接收信号的多普勒特征；
48.步骤2、根据接收信号的多普勒特征，经过处理得到流水的浊度；
49.步骤3、根据浊度值的比较判断水处理效果。
50.实施例
51.本例水处理系统阻垢效果在线检测装置如图1所示，其中，浊度检测装置2包括信号处理单元20、超声波发射器21和超声波接收器22。
52.本例水处理系统1采用物理方法处理工业废水，利用高频电磁场处理废水中的悬浮物。
53.本例浊度检测装置2安装在水处理系统1输出管道10上并与水处理系统1连接，用于检测水处理系统1输出管道10中流水的浊度，并将检测结果反馈到水处理系统1，以控制水处理系统的处理效果，如通过控制高频电磁场的电压和频率控制处理效果。
54.本例浊度检测装置2，采用超声波检测技术检测流水的浊度。
55.超声波发射器21与信号处理单元20连接，向输出管道10发射频率为100mhz，占空比为30％的超声波脉冲信号。
56.本例超声波接收器22用于接收通过流水反射的超声波信号，并将反射的超声波信号转换为电信号输入信号处理系统20。
57.信号处理系统20对超声波接收器输出电信号进行处理，通过计算得到输出管道10中流水的浊度值。
58.本例超声波发射器和超声波接收器安装在输出管道同一侧，超声波发射器和超声波接收器置于同一个超声波探头中，具有结构紧凑安装方便的特点。
59.明显的，本实用新型中超声波发射器和超声波接收器也可以分别安装在输出管道两侧，超声波接收器接收穿透流水的超声波信号。
60.本例信号处理单元20处理流程如图2所示，主要处理步骤包括：
61.a、信号处理单元初始化。
62.b、信号处理单元控制超声波发射器发射脉冲超声波。
63.c、信号处理单元获取超声波接收器接收的回波信号，并将回波信号转换成数字信号。
64.d、信号处理单元将回波数字信号通过傅里叶变化转换成回波幅频信号，回波幅频信号频率与超声波发射频率之差为多普勒频移。多普勒频移的大小跟悬浮物的流速成正比，幅度跟悬浮物的浓度成正比。
65.e、信号处理单元读取存储器预置频率范围参数，该预置频率范围参数为悬浮物的多普勒漂移的范围加上超声波发射频率，其频率范围内的幅频信号为悬浮物的反射回波幅频信号。运动速度越快的悬浮物积垢的可能性越小，等效于反射回波频率越高的悬浮物对浊度的贡献越低，按照频率越高权值越小的原则将预置频率范围内的回波幅频信号加权积分，获得水的浊度值。
66.f、信号处理单元每5个浊度值计算一次这5个浊度值的均值，作为当前均值，并将当前均值与前一个均值相减，判断是否超过预置于储存器中的阈值，并将当前均值存储到存储单元。
67.g、信号处理单元将检测结果上报水处理系统，然后返回步骤b。
68.在步骤e中，信号处理单元可以以一定的时间间隔采集浊度值，如1s 采集一个浊度值等。时间间隔可以根据水处理系统输出管道流速和检测精度要求决定。
69.在步骤f中，信号处理单元也可以每3个浊度值计算一次3个浊度值的均值作为当前浊度值。
70.本实用新型的水处理系统阻垢效果在线检测方法，根据前后两个浊度值的差值，判断流水浊度的实际变化趋势，如果差值小于设定阈值，表示浊度值是在减少，水处理系统阻垢效果是有效的，符合水处理要求。反之，则表示浊度值的变化达不到要求，水处理效果不好甚至没有效果。
71.本实用新型这种水处理系统阻垢效果在线检测方法，不以流水浊度的绝对值大小作为判断依据，数据采集和计算过程大大简化，检测装置结构非常简单，成本大大降低。特别是省去了根据不同的水处理系统水质情况校对检测装置的麻烦，检测装置安装运行非常
方便。