专利名称：自动清洗在线监测表面散射浊度仪的制作方法
技术领域：
本发明属于检测水质的光学仪器。
现有的在线监测表面散射浊度仪，主要由水取样器、光源、聚光镜、光电接收器、放大电路与显示器所组成。其中，有的水取样器是一个斜放的长圆桶，而桶口为水平面，在该圆桶的桶底附近有一个进水口，流入水取样器的水在桶口形成一个光滑的镜面，溢出圆桶的水进入一个带有出水口的套筒再流出去，若流入水取样器的水有灰尘和泥砂等杂质，则水中会出现许多悬浮微粒，而使光源照射水面的光散射，利用光电接收器检测出散射光的光强度IR，即可按公式N＝KIR求出代表浊度的N，式中K为仪器结构决定的常数，可通过标准样品进行定标来确定。这种结构的缺点是水流中的悬浮微粒会不断地沉淀在水取样器的斜壁上，时间稍长则形成一个沉淀层而使水中的散射光产生二次散射，从而引起严重的测量误差，为了改善这种缺点，有的水取样器采用一个直立的粗圆桶，但在靠近桶底处伸出一个斜而长的细圆筒，在此细圆筒的侧面开一个进水口，水中的悬浮微粒大部分沉淀在此细圆筒上，从而减少了沉淀层二次散射光对测量的影响，但是这种结构并未彻底改善前者的缺点，并且它们还有一个共同的缺点是体积很大。为了彻底消除沉淀层，有的仪器就采用清洗装置，但是大多采用超声波和高压水流等清洗装置，这些装置结构复杂，成本昂贵，而且多用在透射式散射浊度仪中。
本发明针对上述缺点进行改进，设计出一种带有简单的清洗装置而又体积小，精度高，成本低的表面散射浊度仪。
本发明的技术方案是采用直立的圆桶作为水取样器，同时设置一个机械式自动地清洗装置来自动地清洗水取样器。
下面结合
本发明的具体结构。本发明主要由水取样器，清洗装置，光源1、聚光镜2与3、光电接收器4、智能化信号处理与显示系统5所组成。其中，水取样器是一个直立的圆桶6，在此圆桶的上半截有一个带出水口7的套筒8，下半截的侧面在与水面折射光相对应的方向上接上一个与圆桶6并列直立的吸光罐9，主要是为了减少水面折射光的影响。因此，该吸光罐可以做成任意形状，但该形状能够使进入罐内的光经过罐壁多次反射而完全被罐壁所吸收。为此，该吸光罐的内壁涂有吸光材料，或者采用吸光材料做成内壁。此外，在靠近吸光罐底的地方，开出一个进水口H，和一个带有电磁阀的污水流出口P进入的水通过此罐再进入圆桶6并在桶口形成一个光滑的镜面，而后溢出圆桶进入套筒8再由出水口7流出。在水取样器圆桶6的中央还安装一个密封轴承10。桶的底部有一个自动清洗装置，该装置主要由两个滚筒式毛刷A与B、毛刷轴C、主轴D、马达E、驱动控制器F、I/O接口、和微机G所组成。其中，毛刷轴是一个由纵轴和横轴所组成的直角双轴结构。两个滚筒式毛刷分别安放在此纵轴与横轴上。在横轴的中央有一个孔与主轴D相配合。毛刷与毛刷轴均在圆桶6内，而且分别贴紧圆桶的壁与底。主轴D通过轴承10伸进圆桶内与毛刷轴的孔相配合，由微机G通过软件进行控制而发出信号经I/O接口送给驱动制控器F使马达E转动。马达E可以采用步进马达，此时清洗所需要的一切信号，例如马达转动的速度和起与止的时间，均由软件通过微机进行控制。马达E也可以采用普通的马达，此时马达转动的速度是固定不变的，微机发出的信号是用来控制马达第一次起动的时间，而马达停止转动的时间和相隔一段时间以后再开始起动的时间是由微机与毛刷定位装置共同控制的。此毛刷定位装置是由一个固定在主轴D的下端，其边缘开出一个孔或缺口的记数定位盘I，和安装在该定位盘两侧的红外光源J与光电接收器K所组成。记数定位盘随着主轴D转动时，每转一圈，光电接收器K就接到一次光信号而产生一个电脉冲送至驱动控制器F。根据水质情况，预先设定毛刷转动(亦即主轴D转动)的圈数及相隔清洗的时间存入微机内，当驱动控制器F接收到的脉冲数与微机内存入的圈数相同时，驱动控制器F就发出使马达停止转动的信号，此时，毛刷A与B会精确地停止在原来的位置上。相隔一段时间以后到达微机内存入的相隔时间时，驱动控制器F再次发出马达转动的信号，清洗又随之开始。清洗后的污水由吸光罐上的污水流出口P流出。本发明的优点是仪器的体积小，成本低，测量出的数据可靠，精度高。
下面结合
本发明的实施例，其中光源1为功率10W，室温为2250K的白炽灯，聚光镜2与3的焦距为40mm，光电接收器4与5为硅光电池，吸光罐9的内壁涂有无光黑塑，清洗装置中的马达E为单相同步马达，清洗的持续时间与清洗的相隔时间由用户按水质情况而定存入微机内，水取样器圆桶的内径为130mm，高度为163mm，套筒6的外径为178mm，高度为168mm，仪器可达到的精度为0～2000NTU±5%;2000NTU以上±10%，重复性为±1%。
权利要求
1.一种自动清洗在线监测表面散射浊度仪，主要由水取样器、清洗装置、光源[1]、聚光镜[2、3]、光电接收器[4]、智能化信号处理与显示系统[5]所组成，其特征在于所说的水取样器是一个直立的圆桶[6]，在此圆桶的上半截有一个带出水口[7]的套筒[8]下半截的侧面在与水面折射光相对应的方向上接上一个与圆桶并列直立的吸光罐[9]，在此圆桶底的中央安装一个密封轴承[10]，与自动清洗装置的主轴[D]相配合。
2.按照权利要求1所述的表面散射浊度仪，其特征在于水取样器的吸光罐〔9〕可以做成任意形状，但该形状能够使进入此罐的光经过罐壁多次反射而完全被罐壁所吸收;吸光罐的内壁涂有吸光材料或者采用吸光材料做成内壁;在靠近吸光罐罐底的地方有一个进水口〔H〕和一个带有电磁阀的污水流出口〔P〕，进入的水通过此罐再进入圆桶〔6〕，清洗后的污水由污水流出口流出。
3.按照权利要求1所述的表面散射浊度仪，其特征在于清洗装置主要由两个滚筒式毛刷〔A、B〕、毛刷轴〔C〕、主轴〔D〕、马达〔E〕、驱动控制器〔F〕、A/O接口和微机〔G〕所组成，其中，毛刷轴是一个由纵轴和横轴所组成的直角双轴结构，两个滚筒式毛刷分别安放在此纵轴与横轴上，在横轴的中央有一个孔，毛刷与毛刷轴均在圆桶〔6〕之内，两个毛刷分别贴紧圆桶的壁与底，主轴〔D〕通过轴承〔10〕伸进圆桶内与毛刷轴的孔相配合，微机通过I/O接口和驱动控制器〔F〕控制马达〔E〕，使主轴〔D〕转动并带动毛刷轴〔C〕一块转动，于是两个毛刷〔A、B〕随着毛刷轴的转动而对取样器圆桶的底与壁进行清洗。
4.按照权利要求3所述的清洗装置，其特征在于马达〔E〕可以采用步进马达，此时清洗所需要的一切信号均由软件通过微机进行控制，也可以采用普通马达，此时第一次开始清洗的时间是由微机信号控制的，而停止清洗的信号和相隔一段时间再开始清洗的信号是由微机与毛刷定位装置共同控制的，所说的毛刷定位装置是由一个固定在主轴〔D〕的下端，其边缘开出一个孔或缺口的记数定位盘〔I〕，和位在该定位盘两侧的红外光源〔J〕与光电接收器〔K〕所组成。
全文摘要
一种自动清洗在线监测表面散射浊度仪，由水取样器、清洗装置、光源、聚光镜、光电接收器、智能化信号处理与显示系统所组成。水取样器为直立的圆桶，在侧面并列直立一个吸光罐用来吸收水面的折射光。在圆桶的上半截有一个收集溢出水的套筒。由微机通过马达控制清洗装置进行工作，主要是利用含有纵轴和横轴的毛刷轴和安放在纵轴与横轴上的两个毛刷在毛刷轴的转动中对取样器的底与壁进行清洗。
文档编号G01N21/47GK1087425SQ9211408
公开日1994年6月1日 申请日期1992年11月24日 优先权日1992年11月24日
发明者陆祖康, 吴碧珍, 贝国华, 洪治 申请人:浙江大学