一种净水膜性能检测用装置

1.本实用新型涉及净水膜性能检测设备领域，具体涉及一种净水膜性能检测用装置。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，对健康生活也越来越重视，使得净水器的普及越来越广。净水器也叫净水机、水质净化器、水过滤器，是按对水的使用要求对水质进行深度过滤、净化处理的水处理设备。基于膜孔筛分原理的超滤工艺凭借其适应性强、出水水质好、成本低等优势广泛用于污废水的回用和饮用水深度处理中，可以有效地去除原水中的细菌、病原体、胶体、大分子污染物甚至部分病毒，因此对于使用净水膜的净水器，净水膜的性能将直接影响净水器的净水性能。
3.根据净水膜的过滤方式，可以将其分为微滤、超滤、纳滤和反渗透等，而目前市场上净水产品的种类繁杂，普通消费者面对种类繁多的净水产品无法准确分辨优劣，且行业中缺乏统一的判别标准，这就进一步增大消费者对净水产品质量判别的难度；另外，近几年国内各大高校都相继推出水净化专业，而其中mbr相关技术，更是核心课程之一，但在设计制作好净水膜之后，往往没有机会系统地测试净水膜的净水性能，而教师授课也以课本为主，缺少有利的教学实训设备。目前市场上能够对净水膜的净水性能进行检测，但是一般需要专用设备，而且对应的设备只能检测其中一项或者较少几项性能检测，如果需要对净水膜的综合性能检测，就需要使用大量的设备，不仅操作复杂，而且检测的成本较高。


技术实现要素：

4.本实用新型意在提供一种净水膜性能检测用装置，以解决现有技术中在对净水膜的综合性能检测时操作复杂且检测成本大的问题。
5.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种净水膜性能检测用装置，包括支撑架和固定连接于支撑架上的固定板，固定板上连接有供液机构和与供液机构相连的过滤机构，供液机构上设有用于控制供液机构向过滤机构供给待处理液的压力、流量、温度以及供液时间的控制机构，过滤机构上连接有用于测量过滤机构过滤待处理液后介质通量的测量机构。
6.本方案的原理是：实际应用时，支撑架和固定板对过滤机构和供液机构起到支撑作用，待净化的待处理液存储于供液机构中，当需要检测净水膜的性能参数时，利用控制机构控制供液机构向过滤机构输送待处理液的压力、流量、温度以及供液时间，并通过控制单一变量的方式进行多次试验，从而得到净水膜在不同压力、不同流量、不同温度以及不同供液时间下的过滤性能，并利用测量机构测量过滤机构在不同参数下进行过滤而得到的介质通量，通过对比介质通量的量大小，即可检测得到净水膜在不同参数下的过滤性能，实现对净水膜在不同参数下的性能检测，以对净水膜的性能进行更加充分地了解，特别是能够检测出净水膜部分参数条件下的临界值，从而对净水膜的综合性能得出更加全面的评价。
7.本方案的优点是：
8.1.能够对同一净水膜的综合性能进行检测：相比于现有技术中只能被动地检测纯净水机中不同时段不同位置的参数检测，其检测范围十分有限，且检测的参数对比性不强，无法反映出净水膜的综合性能，如果需要检测净水膜的多个参数，就需要多套配套的检测设备，检测复杂且成本十分大。本技术中，提出一种全新的检测方式，利用控制机构对供液机构供水的压力、流量、温度以及供液时间进行控制，从而得出同一净水膜在单一变量下的不同过滤性能，对净水膜进行更加全方位的检测，使得净水膜的综合性能得以体现；而且利用本技术中的检测装置能够同时对多种参数进行检测，成本更小。
9.2.操作简单且成本较低：相比于现有技术中需要利用专用设备对净水膜的某一单项性能进行检测，当需要对净水膜的综合性能进行检测时，不仅操作复杂且需要投入大量的成本。本技术中，利用净水膜性能检测用装置能够对净水膜的综合性能进行检测，装置的结构简单，操作方便且检测的成本低。
10.3.市场前景广阔：本技术中的净水膜性能检测用装置，不仅能够快速检测出净水膜在不同供水参数条件下的净水性能，还能对净水膜自身极限净水性能的检测，从而满足现代化企业快速反应的需求，成本较低且检测方便，可以为企业用户提供有利的环保设备选择参考；同时本技术中的检测装置能够准确地对供液机构的参数进行调节，从而准确地完成净水膜在不同参数下的净水实验，操作简单且价格低廉，特别适合作为教学用具使用。因此本技术能够满足不同市场需求，具有十分好的市场前景。
11.优选的，作为一种改进，所述过滤机构包括可拆卸连接的顶盖和底座，所述顶盖和底座之间可拆卸连接有净水膜，所述顶盖内开有与净水膜一侧连通的出水腔，所述底座内开有与净水膜另一侧连通的进水腔，所述出水腔与测量机构之间连通有出水管，所述进水腔与供液机构之间连通有供液管路。
12.本方案中，供液机构中的待处理液经过控制机构的驱动而进入到供水管路中，然后由供水管路中进入到进水腔，经过净水膜的过滤作用而流动至出水腔中，并由出水腔中经过出水管流动至测量机构中被测量，以便测量机构对净水膜过滤的介质通量进行准确测量，结构简单；同时，本方案中的净水膜是可拆卸连接在底座和顶盖之间，因此可以将不同的净水膜方便地连接于底座和顶盖之间，从而对不同净水膜的净水性能进行检测，由于本方案中能够通过控制机构对供给待处理液的压力、流量、温度以及供液时间进行控制，从而可以将不同净水膜的供液参数调整至相同，从而对比出不同净水膜在同一供液参数下的不同净水性能，以便横向对不同净水膜净水性能的对比。
13.优选的，作为一种改进，所述顶盖和净水膜之间连接设有支撑部，支撑部的一侧与顶盖相接触，支撑部的另一侧与净水膜相接触。
14.本方案中，通过支撑部对净水膜的支撑作用，使得净水膜能够更加稳定地进行过滤操作。
15.优选的，作为一种改进，所述支撑部包括过滤塔芯和烧结片，烧结片位于净水膜和过滤塔芯之间。
16.本方案中，利用过滤塔芯对烧结片提供挤压作用，从而方便烧结片与净水膜接触而起到支撑作用，烧结片上存在透水孔隙，能够时净水膜过滤的水快速通过，不会对净水膜的净水效果产生阻碍。
17.优选的，作为一种改进，所述供液机构包括供液件和水泵，所述供液管路远离进水腔的一端与供液件连通，水泵连接于供水管路上。
18.本方案中，供液件用于装载待处理液，水泵位于供水管路上，利用水泵可以方便地将供液件中的待处理液泵入到进水腔中，从而使待处理液被净水膜过滤。
19.优选的，作为一种改进，所述进水腔与供液件之间连通有回水管，所述回水管上设有用于调节回水管开度的调节单元。
20.本方案中，通过设置回水管并在回水管上设置调节单元，通过调节单元能够对回水管的回流开度进行调节，因此当调节单元控制回水管完全阻断时，过滤机构可以形成死端过滤，而利用调节单元控制回水管的回流开度打开时，过滤机构中部分未经净水膜过滤的待处理液回经过回水管回流至供液件，从而使过滤机构形成错流过滤，因此通过调节单元调节回水管的回流开度可以形成不同的过滤方式，以便检测净水膜在不同过滤方式下的过滤性能，检测的范围更广；而且可以利用调节单元控制回水管形成不同回流开度，结合调节水泵的不同功率，可以对净水膜的跨膜压差进行精准的调节，从而在控制温度和供液时间参数相同的情况下，利用控制机构结合调节单元对净水膜处的跨膜压差进行准确调节，通过不断增大跨膜压差而检测出净水膜在不同跨膜压差下的净水性能。
21.优选的，作为一种改进，所述控制机构包括控制器、第一流量计、压力检测单元和温度控制单元，所述压力检测单元和第一流量计均位于水泵和过滤机构之间的供水管路上，所述温度控制单元位于供液件内，且第一流量计、温度控制单元和水泵均与控制器电连接。
22.本方案中，通过控制器可以控制水泵向过滤机构泵水的压力大小，并利用压力检测单元对供水管路上的供水压力进行实时检测，确保供水压力处于预定值且稳定的状态，避免供水压力出现较大波动而影响检测数据的准确性；同时利用第一流量计对流入过滤机构的待处理液流量进行测量，第一流量计与控制器电连接，当第一流量计流过预定量的待处理液时，控制器可以控制水泵停止工作，然后检测不同净水膜在相同供液量(即供给的待处理液量相等)时的介质通量，从而直观地对比出不同净水膜的净水性能；控制器同时还可以通过温度控制单元对供液件内待处理液的温度进行检测和控制，一方面能够使经过过滤机构的待处理液温度处于稳定的范围内，使得经过过滤机构中的待处理液温度稳定，另一方面可以利用温度控制单元将待处理液的温度调节至不同状态，以检测同一净水膜在不同温度条件下的净水性能。
23.优选的，作为一种改进，所述测量机构包括固定连接于回水管和/或出水管上的第二流量计，所述第二流量计与控制器电连接。
24.本方案中，通过在回水管和/或出水管上连接第二流量计，在净水膜对待处理液进行过滤时，可以认为第一流量计记录流量等于第二流量计记录流量与测量件测量介质通量之和，因此当第二流量计仅连接于回水管上后，可以利用第一流量计记录流量减去第二流量计记录流量而得到介质通量的量；当第二流量计仅连接于出水管上时，即可利用第二流量计测量出介质通量的量，同理也能计算出回水管上的流量；当回水管和出水管上均连接第二流量计时，可以对回水管和出水管的流量进行准确的测量，同时还能通过检测结果验证第一流量计记录流量是否等于第二流量计记录流量与测量件测量介质通量之和，从而反向检测整个检测系统的过滤是否稳定，以使得整个检测过程更加的准确；同时本方案中的
第二流量计是与控制器电连接的，因此可以设置第二流量计预定流量，当第二流量计达到预定流量值时，利用控制器控制水泵停止工作，然后计算或者测量介质通量的量，从而对净水膜的净水性能进行快速检测。
25.优选的，作为一种改进，所述压力检测单元包括连接于供水管路上的压力表，所述温度控制单元包括设置于供液件中的温度传感器和用于对供液件中待处理液进行加热的加热件，所述温度传感器和加热件均与控制器电连接。
26.本方案中，利用水压表对供水管路上的水压进行实时检测，同时利用温度传感器对供液件中待处理液的温度进行检测，并可以利用加热件对供液件中的待处理液进行加热，通过控制器设置温度传感器的预定大小，当供液件温度低于温度传感器设置的预定值时，控制器控制加热件对待处理液进行加热，从而使待处理液的温度处于稳定的范围内。
27.优选的，作为一种改进，所述支撑架的底部转动连接有滚轮，支撑架上固定连接有照明件。
28.本方案中，通过在支撑件的底部设置滚轮，可以方便地将装置推动至检测位置，使用起来更加的方便；同时利用照明件对整个装置提供照明，从而方便更加清楚地观察检测过程以及调节各种供水参数。
附图说明
29.图1为本实用新型实施例一的结构示意图。
30.图2为图1中隐藏支撑架、固定板、支撑板和门板后的示意图。
31.图3为本实用新型实施例一中过滤机构的正剖图。
具体实施方式
32.下面通过具体实施方式进一步详细说明：
33.说明书附图中的附图标记包括：支撑架1、固定板2、支撑板3、门板4、供液机构5、容纳杯501、供水管路502、水泵503、过滤机构6、顶盖601、净水膜602、底座603、出水腔604、进水腔605、过滤塔芯606、烧结片607、烧杯7、控制机构8、第一流量计801、直流调速器802、单片机803、控制按键804、水压表9、温度传感器10、加热棒11、显示屏12、出水管13、回水管14、节流阀15、第二流量计16、急停开关17、电源总开关18、led灯开关19、水泵开关20、漏电保护开关21。
34.实施例基本如附图1所示：一种净水膜性能检测用装置，包括呈方形结构的支撑架1，支撑架1的底部通过螺钉固定连接有固定板2，固定板2的底面四个角上通过螺钉固定连接有带刹车的滚轮，支撑架1的左侧、右侧、后侧以及顶部均通过螺钉固定连接有透明亚克力材质的支撑板3，支撑架1的前侧通过合页转动连接有透明亚克力材质的门板4，门板4的外侧侧壁上通过螺钉固定连接有拉手；同时，为了使支撑架1内部具有清晰明亮的环境，在支撑架1上设置有照明件，本实施例中照明件包括通过螺钉固定连接在支撑板3的内侧的led灯。
35.结合图1和图2所示，固定板2上依次连接有供液机构5、过滤机构6和测量机构，供液机构5和过滤机构6之间连通有供水管路502，供液机构5用于供给待净化的待处理液，包括供液件和连接于供水管路502上的水泵503，供液件包括上端开口的容纳杯501；过滤机构
6用于净化过滤待处理液而得到介质通量。
36.如图2所示，供液机构5上连接有用于控制供液机构5向过滤机构6输送待处理液的压力、流量、温度以及供液时间的控制机构8，本实施例中，控制机构8包括控制器、第一流量计801、压力检测单元和温度控制单元，压力检测单元和第一流量计801均位于水泵503和过滤机构6之间的供水管路502上，温度控制单元位于容纳杯501内，且水泵503、压力检测单元和温度控制单元均与控制器电连接，其中控制器包括直流调速器802、单片机803、继电器和控制按键804。
37.本实施例中，单片机803采用型号为stc89c52型，单片机803最小系统电路由复位电路、时钟电路和电源电路组成，使得单片机803具有控制和计时功能；控制按键804用于设置单片机803而设置对应的压力、流量、温度以及供液时间参数；直流调速器802的型号为pwm调速器，它可以将持续的直流电切分为若干等分，在单位时间内高速开闭，进而达到控制水泵503功率的目的；单片机803可以通过继电器控制水泵503的关闭。
38.压力检测单元包括通过螺钉固定连接于在支撑架1顶部的支撑板3上的水压表9，水压表9与供水管路502之间通过三通接头连通；温度控制单元包括设置于容纳杯501中的温度传感器10和用于对容纳杯501中待处理液进行加热的加热件，加热件包括放置于容纳杯501中的加热棒11，靠近单片机803处通过螺钉固定连接有用于控制加热棒11通电的控制开关，控制开关与单片机803电连接，即可利用单片机803控制控制开关的开、闭，从而使加热棒11通电加热；温度传感器10采用ds18b20温度传感器10模块，其输出的是数字信号，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点，具体型号可采用ltm8877、ltm8874等，本实施例中，温度传感器10模块的感应端放置于容纳杯501中，用于检测待处理液的温度。
39.单片机803上电连接有用于对控制机构8所控制的压力、流量、温度以及供液时间进行显示的显示模块，本实施例中，显示模块包括通过螺钉固定连接于支撑架1顶部的支撑板3上的显示屏12，显示屏12的型号为lcd1602屏幕，利用显示屏12可以实时显示单片机803上设置的温度、流量和供液时间的参数，方便利用控制按键804对各项供液参数进行设置。结合图1，于支撑架1左侧的支撑板3外壁上通过螺钉固定连接有安装板，单片机803、控制按键804、显示屏12和继电器均通过螺钉固定连接安装板上，直流调速器802则通过螺钉固定连接于支撑架1顶部的支撑板3上。
40.如图2所示，本实施例中，在底座603和容纳杯501之间设有回水管14，使得进水腔605中的部分待处理液可以未经过滤而经过回水管14回流至容纳杯501中，且回水管14上设有用于对回水管14回流开度进行调节的调节单元，调节单元包括固定连接于回水管14上的节流阀15，通过调节节流阀15即可调节回水管14的开度大小，结合净水膜602本身阻力作用，形成装置的被动压力调节，而通过直流调速器802可以对水泵503进行主动压力调节，在被动压力调节和主动压力调节的共同作用下，维持系统整体水压达到平衡状态，净水膜602的两侧跨膜压差达到稳定状态。
41.如图2所示，测量机构用于测量过滤机构6过滤所产生的介质通量的量，本实施例中，测量机构包括固定连接于回水管14上的第二流量计16，第二流量计16与单片机803电连接，而过滤机构6上连通有出水管13，出水管13的出水端连通有烧杯7，使得过滤机构6中过滤的介质通量可以经出水管13流动至烧杯7中，从而利用烧杯7对介质通量进行收集。由于
利用过滤机构6进行过滤时，理论上，第一流量计801记录流量等于第二流量计16记录流量与测量件测量介质通量之和，因此通过检测第一流量计801记录流量和第二流量计16记录流量，即可快速计算出介质通量的量，而计算过程直接利用单片机803完成。在本实施例以外的其他实施例中，可以直接在出水管13上固定连接第二流量计16，以对介质通量的量进行直接测量；同时也可以在回水管14和出水管14上同时都固定安装一个第二流量计16，不仅可以对介质通量和回水管14回流量进行测量，同时可以通过验证第一流量计801测量流量是否等于两个第二流量计16的测量流量来反向检测系统的稳定性。
42.如图3所示，过滤机构6包括由上至下依次连接的顶盖601、净水膜602和底座603，顶盖601和底座603之间采用螺纹可拆卸方式连接，合图2和图3，顶盖601的内部开有与净水膜602顶面连通的出水腔604；底座603内开有与净水膜602底面连通的进水腔605，供水管路502的出水端与进水腔605连通。本实施例中，顶盖601和净水膜602之间连接有支撑部，支撑部包括设置于出水腔中过滤塔芯606和烧结片607，烧结片607位于过滤塔芯606的底部，过滤塔芯606的内部开有流通管道，过滤塔芯606的顶部与顶盖601的内部顶壁相接触、底部与烧结片607的顶面接触，烧结片607的底面与净水膜602的顶面相接触，从而使得烧结片607能够对净水膜602起到辅助支撑作用。
43.如图1所示，为了对检测装置进行更好的控制以及安全操作，本实施例中在支撑架1顶部的支撑板3上通过螺钉固定连接有急停开关17、电源总开关18、led灯开关19、水泵开关20以及漏电保护开关21，连接线路未示出，由于利用开关控制对应部件开闭属于本领域常规技术，此处不再具体公开各个开关的连接方式。
44.具体实施方式如下：
45.当需要对净水膜602的性能进行检测时，打开电源总开关18，然后通过直流调速器802和单片机803调节水泵503的功率，然后开启水泵开关20，使水泵503将容纳杯501中的待处理液经供水管路502抽送至过滤机构6的进水腔605中，进入进水腔605的待处理液部分经过回水管14回流至容纳杯501中，而剩余的待处理液经过净水膜602的过滤而进入到出水腔604中，并由出水管13流入到烧杯7中被收集，通过烧杯7可以读取被收集的介质通量的量，即可使得装置完成对待处理液的过滤操作。
46.通过本实施例中的检测用装置可以对净水膜602的如下净水性能进行检测，具体如下：
47.1.检测同一净水膜602在单位时间内的介质通量：
48.利用单片机803设置水泵503工作的时间，从而控制待处理液的供液时间，通过第一流量计801测量出待处理液的供液量，利用第二流量计16测量出回水管14的回水量，再通过单片机803自动计算出介质通量的量，根据单片机803所控制的供液时间，计算出同一净水膜602在单位时间内的介质通量，并利用单片机803根据p＝v/(st)的计算公式自动计算出净水膜602的透过率，其中v表示净水膜602过滤产生的介质通量，s表示净水膜602的有效过滤面积，t表示供液时间；同时可以通过连续累加供液时间，在固定时间差下测量介质通量的增加量，从而得到净水膜602在长时间过滤下，净水膜602单位时间内过滤产生介质通量的变化曲线，即可得出净水膜602净水效率的衰减曲线。
49.2.检测净水膜602在不同跨膜压差下的净水性能：
50.利用直流调速器802调节水泵503功率，使水泵503的输入功率发生改变，同时通过
节流阀15调节回水管14的回流开度，从而对供水管路502向过滤机构6的供水压力进行精确调节，并利用水压表9对供水压力进行测量，当供液管路502上的压力稳定后，然后通过单片机803设定水泵503固定供液时间(例如五分钟)，通过烧杯7测量净水膜602在不同供水压力下的介质通量，得出净水膜602在不同跨膜压差下的净水性能，从而得出跨膜压差对净水膜602净水效率的影响。
51.3.不同温度下净水膜602的净水性能：
52.利用控制按键804使单片机803设置不同温度参数，并利用单片机803控制加热棒11对容纳杯501中待处理液进行加热，当待处理液被加热至预定温度时，通过单片机803控制水泵503工作开启固定长的时间(例如五分钟)，然后利用烧杯7测量净水膜602在不同温度参数下的介质通量，根据介质通量的多少来判断净水膜602在不同温度参数下的净水性能，从而得出温度对净水膜602净水效率的影响。
53.4.对不同净水膜602在固定供液量或者回水量下的净化性能：
54.通过设置第一流量计801或者第二流量计16的预定回流量，当第一流量计801或者第二流量计16中供液量或者回水量达到预定值时，单片机803接收第一流量计801或者第二流量计16的感应信号而通过继电器控制水泵503停止工作，利用第一流量计801和第二流量计16的测量流量而计算出介质通量的量，从而测量出不同净水膜602在相同供液时间下得到的介质通量，从而比较不同净水膜602在相等供液量或者回水量下的净化效率。
55.5.对不同净水膜602在相同温度、相同压力、相同流量和相同供液时间下的净水性能：
56.通过更换顶盖601和底座603之间的净水膜602，利用控制机构8控制流经净水膜602处的温度、压力、流量和供液时间全部相同，利用第一流量计801和第二流量计16的测量流量而计算出介质通量的量，从而测量出介质通量的量，从而对不同净水膜602在相同温度、相同压力、相同流量和相同供液时间下的净水性能。
57.实施例二
58.实施例二与实施例一的区别在于：单片机803上电连接有起提示功能的提示单元，本实施例中，提示单元包括通过螺钉固定连接与安装板上蜂鸣器，当对净水膜602的净水性能进行检测时，如果第一流量计801或者第二流量计16的流量达到了预定值时，在单片机803接受到第一流量计801或者第二流量计16的检测信号并通过继电器控制水泵503关闭的同时，单片机803还控制蜂鸣器通电响起而提醒检测人员检测已完成；同时利用单片机803对水泵503的工作时间进行设定后，当水泵503完成泵水工作而由单片机803控制其停止工作时，同样可以利用单片机803控制蜂鸣器发出提示音，从而提醒检测人员检测已完成，有利于更加快速、高效地完成检测。
59.以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。