专利名称：离子测量仪及回收金属离子的废水处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及离子测量及废水处理技术领域，尤指一种离子测量仪及回收金属离子的废水处理设备。
背景技术：
现有的液体金属离子检测有以下几种方法化学分析法、电位法(离子选择性电极)、比色分析法等。其中比色分析法应用较广，它由发光源、分光棱镜、样品池、光电换能器、信号处理显示及相关的光学回路所组成。许多物质自身具其有颜色，如硫酸铜水溶液呈蓝色，硫酸镍溶液呈绿色，高锰酸钾溶液呈现深紫色等等。比色法的原理是发光源产生光线透过分光棱镜产生单色光线，通过样品池(比色池)，样品池里液体吸收部分光，再有部分光透过比色池，进入接收器。液体浓度越高，吸收越大，反应在光电换能器就是接收光量减少。最终， 建立吸光度和浓度的关系，也就是琅勃一比尔定律。该定律就是针对单波段光定义的，所以这个需要用分光棱镜产生单色光线。但现有的仪表存在以下缺点
其一，仪表结构过于复杂，不利于现场安装及实时监测。其二，信号输出简单，不适宜整合相关的处理设备形成自动化处理系统。如在回收金属离子的电镀废水处理设备中，只有当废水中金属离子达到一定浓度时，该设备才适宜运行工作。目前情况下，先频频检测废水中的有关离子浓度，当废水中金属离子达到一定浓度时再人工开启回收金属离子的电镀废水处理设备，离子浓度检测装置与回收金属离子的电镀废水处理设备“各自为政”，不相关联，无法实现离子浓度检测装置的实时检测数据自动控制回收金属离子的电镀废水处理设备的运行。因而，回收金属离子的电镀废水处理系统的自动化水平低，工作效率低，从电镀废水中回收金属离子的回收率也低，同时，回收成本亦高。其三，由于其结构的特性，对于仪表日常维护及校准过于复杂，不宜用于生产行业。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的上述不足，提供一种离子测量仪及回收金属离子的废水处理设备，该离子测量仪的工作原理与液体金属离子比色分析法相近，具有体积小巧安装方便、便于工业生产现场使用及方便对回收金属离子的废水处理设备进行自动控制的特
点ο为此，本发明离子测量仪及回收金属离子的废水处理设备的技术方案如下 本发明离子测量仪，包括金属离子含量检测探头组件和信号处理组件；
金属离子含量检测探头组件包括产生设定波长光线的光源，废水流进流出的腔体，反光板及光敏电阻器，所述腔体内的下部设置反光板，所述腔体内的上部设置所述光源和光敏电阻器，所述光源和光敏电阻器与反光板上下相对，所述腔体的下部开制废水流进口，所述腔体的上部且于所述光源及光敏电阻器之下的位置开制废水流出口，废水流进口及废水流出口分别位于所述腔体的两侧，所述光源位于废水流进口的一侧，光敏电阻器位于废水流出口的一侧；
光敏电阻器与信号基准值放大模块连接以将信号馈送到信号基准值放大模块进行处
理；
信号处理组件包括MCU处理器、所述信号基准值放大模块、模数转换模块及I/O端口， 模数转换模块及I/O端口分别与MCU处理器连接，模数转换模块与所述信号基准值放大模块连接以接受信号基准值放大模块的输出信号。对上述技术方案进行进一步阐述
所述光源为产生红色光、或橙色光、或黄色光、或绿色光、或蓝色光、或紫色光的光源。所述光源为产生波长为565nm红色光的光源。光敏电阻器与所述信号基准值放大模块间用屏蔽电缆线连接。信号处理组件还与LED显示屏连接。信号处理组件还与控制按键连接。信号基准值放大模块为一聚减法和乘法为一体的模拟运算器。光敏电阻器的实时值减去基准值会产生一个微小的差，再通过乘法运算放大直接送入模数转换模块。模数转换模块进行数字采样，而其中使用到的基准值是所述腔体浸泡在纯净水时所调准的数值。MCU处理器将采样数字信号换算成相应废水的金属离子浓度值，并通过LED屏幕显，同时还具备自动量程功能；将所测量的金属离子浓度值与客户所设定的数值做对比，当所测量的金属离子浓度值高于设定值做出声光报警；在声光报警动作的同时启动计时动作 (可调整)，计时完毕后产生闭合动作至外部废水处理设备。本发明回收金属离子的废水处理设备，该设备包括上述离子测量仪，离子测量仪通过I/O端口向回收金属离子的废水处理设备输送控制信号以控制回收金属离子的废水处理设备的运行。本发明的离子测量仪的工作机理如下
金属离子含量检测探头组件根据比色法原理，通过光源产生波长如565nm的红光，经过反光板的反射后光线形成光回路射到光敏电阻器，被检废水从废水流出口流入腔体又从废水流出口流出腔体，废水流动的路径与光线的路径交叉，当废水中金属离子的含量升高时，对光线的吸收越大，回到光敏电阻器的光线相应减弱，光敏电阻器的电阻值增大。光敏电阻器的信号经屏蔽电缆线馈送至信号基准值放大模块，基准值放大器实际上是一个集减法和乘法于一体的模拟运算器，光敏电阻器实时值减去基准值会产生一个微小的差，再通过乘法运算放大，直接送入模数转换器进行数字采样，而其中使用到的基准值是腔体浸泡在纯净水时所调准的数值。MCU处理器将采样数字信号换算成相应废水的金属离子浓度值， 并通过LED显示屏显示，MCU处理器将还具备自动量程功能，所测量数值并且与客户所设定的数值做对比，当数值高于设定值做出声光报警。在声光报警动作的同时启动计时动作(可调整)，计时完毕后产生闭合动作至外部设备。信号处理组件将光敏电阻器的参数转变为与废水金属离子含量浓度相应的数值。
本发明的有益效果是
其一，离子测量仪的体积小巧安装方便，能对流动在废水管内的废水中的金属离子的含量进行动态检测，便于工业生产广泛使用。其二，离子测量仪在使用过程中只需定期做简单的校准与维护便可，对于使用人员不需要太多专业技术要求。其三，离子测量仪采用特定波长的光源，简化探头的机械结构，提高了废水中特定物质对光线的吸收性，保证仪表稳定性及精确性。其四，离子测量仪具有自动量程控制及外部设备的输出控制，可以方便的对自动设备(如回收金属离子的废水处理设备)进行控制，提高设备的全自动化运行成度。其五，回收金属离子的废水处理设备由于安装了本发明离子测量仪，能实现全自动化运行，工作效率提高，从废水中(如电镀废水)回收金属离子的回收率提高，回收成本降低。
图1为本发明的离子测量仪示意图； 图2为金属离子含量检测探头组件示意图。图中10、金属离子含量检测探头组件；1、光源；2、光敏电阻器；3、反光板；4、腔体；5、废水流进口 ；6、废水流出口 ；
20、信号处理组件；21、MCU处理器；22、信号基准值放大模块；23、模数转换模块；24、1/ 0端口；25、LED显示屏；26、控制按键；
30、废水管；31、光线路径；32、废水流动路径。
具体实施例方式下面，结合附图介绍本发明的具体实施方式
。如图1及图2所示，本发明离子测量仪，包括金属离子含量检测探头组件10和信号处理组件20 ；
金属离子含量检测探头组件10包括产生设定波长光线的光源1，光源1为LDE灯，废水流进流出的腔体4，反光板3及光敏电阻器2，所述腔体4内的下部设置反光板3，所述腔体4内的上部设置所述光源1和光敏电阻器2，所述光源1和光敏电阻器2与反光板3上下相对，所述腔体4的下部开制废水流进口 5，所述腔体4的上部且于所述光源1及光敏电阻器2之下的位置开制废水流出口 6，废水流进口 5及废水流出口 6分别位于所述腔体4的两侧，所述光源1位于废水流进口 5的一侧，光敏电阻器2位于废水流出口 6的一侧；
光敏电阻器2与信号基准值放大模块22连接以将信号馈送到信号基准值放大模块22 进行处理；
信号处理组件20包括MCU处理器21、所述信号基准值放大模块22、模数转换模块23 及I/O端口 24，模数转换模块23及I/O端口 M分别与MCU处理器21连接，模数转换模块 23与所述信号基准值放大模块22连接以接受信号基准值放大模块22的输出信号。所述光源1为产生红色光、或橙色光、或黄色光、或绿色光、或蓝色光、或紫色光的光源。
所述光源1为产生波长为565nm红色光的光源。光敏电阻器2与所述信号基准值放大模块22间用屏蔽电缆线连接，以屏蔽外部的干扰源。信号处理组件20还与LED显示屏25连接。信号处理组件20还与控制按键沈连接，控制按键沈包括启动、关闭及设定按键寸。信号基准值放大模块22为一聚减法和乘法为一体的模拟运算器。光敏电阻器2的实时值减去基准值会产生一个微小的差，再通过乘法运算放大直接送入模数转换模块23。 此外，信号基准值放大模块22还有滤波功能。模数转换模块23进行数字采样，而其中使用到的基准值是所述腔体4浸泡在纯净水时所调准的数值。MCU处理器21将采样数字信号换算成相应废水的金属离子浓度值，并通过LED显示屏25显示，同时还具备自动量程功能；将所测量的金属离子浓度值与客户所设定的数值做对比，当所测量的金属离子浓度值高于设定值做出声光报警；在声光报警动作的同时启动计时动作(可调整)，计时完毕后产生闭合动作至外部废水处理设备。实际使用时，离子测量仪的金属离子含量检测探头组件10的腔体4设置于废水管 30中，使废水管30中的取样废水从废水流进口 5流入腔体4，再从废水流出口 6流出，光敏电阻器2不断产生并馈送信号至信号处理组件20，使对流动在废水管30内的废水中的金属离子的含量处于动态的检测之下，供下游设备(如回收金属离子的废水处理设备)使用并能对该设备实施自动控制。本发明回收金属离子的废水处理设备，该设备包括上述离子测量仪，离子测量仪通过I/O端口 M向回收金属离子的废水处理设备输送控制信号以控制回收金属离子的废水处理设备的运行。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制。本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可做出一些变形与修改，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.离子测量仪，包括金属离子含量检测探头组件和信号处理组件；其特征在于金属离子含量检测探头组件包括产生设定波长光线的光源，废水流进流出的腔体，反光板及光敏电阻器，所述腔体内的下部设置反光板，所述腔体内的上部设置所述光源和光敏电阻器，所述光源和光敏电阻器与反光板上下相对，所述腔体的下部开制废水流进口，所述腔体的上部且于所述光源及光敏电阻器之下的位置开制废水流出口，废水流进口及废水流出口分别位于所述腔体的两侧，所述光源位于废水流进口的一侧，光敏电阻器位于废水流出口的一侧；光敏电阻器与信号基准值放大模块连接以将信号馈送到信号基准值放大模块进行处理；信号处理组件包括MCU处理器、所述信号基准值放大模块、模数转换模块及I/O端口， 模数转换模块及I/O端口分别与MCU处理器连接，模数转换模块与所述信号基准值放大模块连接以接受信号基准值放大模块的输出信号。
2.根据权利要求1所述的离子测量仪，其特征在于所述光源为产生红色光、或橙色光、或黄色光、或绿色光、或蓝色光、或紫色光的光源。
3.根据权利要求2所述的离子测量仪，其特征在于所述光源为产生波长为565nm红色光的光源。
4.根据权利要求1或3所述的离子测量仪，其特征在于光敏电阻器与所述信号基准值放大模块间用屏蔽电缆线连接。
5.根据权利要求1或3所述的离子测量仪，其特征在于信号处理组件还与LED显示屏连接。
6.根据权利要求1或3所述的离子测量仪，其特征在于信号处理组件还与控制按键连接。
7.根据权利要求1或3所述的离子测量仪，其特征在于信号基准值放大模块为一聚减法和乘法为一体的模拟运算器。
8.根据权利要求1或3所述的离子测量仪，其特征在于MCU处理器将采样数字信号换算成相应废水的金属离子浓度值，并通过LED屏幕显，同时还具备自动量程功能。
9.回收金属离子的废水处理设备，其特征在于该设备包括权利要求1至权利要求9 中的任意一种离子测量仪，所述离子测量仪通过I/O端口向回收金属离子的废水处理设备输送控制信号以控制回收金属离子的废水处理设备的运行。
全文摘要
离子测量仪及回收金属离子的废水处理设备，涉及离子测量及废水处理技术领域。离子测量仪，包括金属离子含量检测探头组件和信号处理组件；金属离子含量检测探头组件包括产生设定波长光线的光源，废水流进流出的腔体，反光板及光敏电阻器；信号处理组件包括MCU处理器、信号基准值放大模块、模数转换模块及I/O端口，模数转换模块及I/O端口分别与MCU处理器连接，光敏电阻器与信号基准值放大模块连接以将信号馈送到信号基准值放大模块进行处理，模数转换模块与所述信号基准值放大模块连接以接受信号基准值放大模块的输出信号。离子测量仪的体积小巧安装方便，能对流动在废水管内的废水中的金属离子的含量进行动态检测，便于工业生产广泛使用。
文档编号G01N21/27GK102435559SQ20111043694
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者张育华, 苏俊利 申请人:东莞市润源水处理设备有限公司