一种土壤中泡沫剂残留在线监测系统的制作方法

本实用新型属于环保技术领域，特别涉及一种土壤中泡沫剂残留在线监测系统。

背景技术：

城市隧道施工会产生大量的盾构渣土，其中，为保护刀片和顺利掘进，土压平衡盾构施工法会在掘进土壤中添加大量的泡沫剂等有机化合物，通过改变土壤的流塑性，保证盾构机的顺利掘进，减少掘进过程对刀片的磨损。

盾构渣土中这些泡沫剂等有机化合物的存在，改变了原有土壤的结构，使得原有土壤的含水率高，并且由于泡沫剂等有机化合物的存在，使盾构渣土不易脱水，从而改变了土壤的流塑性，使得盾构渣土在堆存过程中，易于产生滑坡的危害。在自然堆存过程中，存在表层土壤干燥开裂而其下方的土壤仍泥质松散含水率高甚至成浆状，易形成滑坡，从而影响堆土场的安全堆放。

因此，对盾构渣土处理过程中的泡沫剂进行检测，确保处理之后的盾构渣土中泡沫剂较彻底的去除十分必要。

目前，使用较多的土壤中泡沫剂的检测方法为紫外分光光度法，该法只能对盾构渣土中的泡沫剂进行间断检测，不能监控整个盾构渣土处理过程中泡沫剂的去除情况。因此，当盾构渣土处理过程中的某个环节出现问题时，不能进行有效快速的反馈，且该法操作繁琐、耗时较长。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种土壤中泡沫剂残留在线监测系统，能够对土壤中泡沫剂残留进行快速在线检测，为综合考虑盾构渣土处理过程中影响泡沫剂含量的各个因素提供前提，同时结构简单、操作使用方便、监控环节广、节约时间、实用性强。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种土壤中泡沫剂残留在线监测系统，其结构特点是包括用于对盾构渣土泡沫剂去除处理设备中各工作模块进行温度监测的温度监测单元、用于对盾构渣土泡沫剂去除处理设备中各工作模块中的物料进行酸碱度监测的ph监测单元、用于对盾构渣土泡沫剂去除处理设备中各工作模块中的物料进行泡沫剂监测的泡沫剂监测单元；温度监测单元、ph监测单元和泡沫剂监测单元的输出端均通过模数转换器与处理器的输入端电连接，处理器的输出端与显示器电连接。

借由上述结构，本实用新型对盾构渣土泡沫剂处理过程中各个环节的酸碱度、温度、泡沫剂含量进行实时监测，并将监测数据实时显示在显示器上，为综合考虑盾构渣土处理过程中影响泡沫剂含量的各个因素提供前提，为反应条件控制提供参考，为泡沫剂的去除效果验证提供数据支撑。

进一步地，还包括信号放大器，温度监测单元、ph监测单元和泡沫剂监测单元的输出端均依次通过信号放大器、模数转换器与处理器的输入端电连接。

进一步地，还包括与处理器电连接的存储器，用于存储监测的ph、温度和泡沫剂含量数据，以便后续调取。

作为一种优选方式，盾构渣土泡沫剂去除处理设备中的工作模块包括制浆模块、筛分模块、加药模块、搅拌模块、泥水分离模块、液体循环模块；制浆模块的输出端依次通过筛分模块、搅拌模块、泥水分离模块与液体循环模块相连，液体循环模块的输出端与制浆模块的输入端相连，加药模块的输出端与搅拌模块的输入端相连。

作为一种优选方式，所述处理器为单片机或arm。

与现有技术相比，本实用新型能够对土壤中泡沫剂残留进行快速在线检测，对盾构渣土泡沫剂处理过程中各个环节的酸碱度、温度、泡沫剂含量进行实时监测，为综合考虑盾构渣土处理过程中影响泡沫剂含量的各个因素提供前提，为反应条件控制提供参考，为泡沫剂的去除效果验证提供数据支撑，同时结构简单、操作使用方便、监控环节广、节约时间、实用性强。

附图说明

图1为本实用新型一实施例系统结构示意图。

图2为盾构渣土泡沫剂去除处理设备结构示意图。

其中，1为制浆模块，11为进料仓，12为储料罐，13为加水单元，14为第一搅拌器，2为筛分模块，21为振动驱动单元，22为网格筛，3为加药模块，31为配药单元，32为药品添加单元，4为搅拌模块，41为搅拌罐，42为第二搅拌器，5为泥水分离模块，51为离心分离罐，6为液体循环模块，61为机械泵，62为管道，7为土壤中泡沫剂残留在线监测系统，71为ph监测单元，72为温度监测单元，73为泡沫剂监测单元，74为信号放大器，75为模数转换器，76为处理器，77为显示器，78为存储器。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述土壤中泡沫剂残留在线监测系统7包括用于对盾构渣土泡沫剂去除处理设备中各工作模块进行温度监测的温度监测单元72（如温度传感器）、用于对盾构渣土泡沫剂去除处理设备中各工作模块中的物料进行酸碱度监测的ph监测单元71（如ph传感器）、用于对盾构渣土泡沫剂去除处理设备中各工作模块中的物料进行泡沫剂监测的泡沫剂监测单元73；温度监测单元72、ph监测单元71和泡沫剂监测单元73的输出端均依次通过信号放大器74、模数转换器75与处理器76的输入端电连接，处理器76的输出端与显示器77电连接。

所述泡沫剂监测单元73为能够准确、高灵敏度地监测泡沫剂的外源性仪器，如hplc、gc-ms。

土壤中泡沫剂残留在线监测系统7还包括与处理器76电连接的存储器78。

所述处理器76为单片机或arm。

盾构渣土泡沫剂去除处理设备中的工作模块包括制浆模块1、筛分模块2、加药模块3、搅拌模块4、泥水分离模块5、液体循环模块6；制浆模块1的输出端依次通过筛分模块2、搅拌模块4、泥水分离模块5与液体循环模块6相连，液体循环模块6的输出端与制浆模块1的输入端相连，加药模块3的输出端与搅拌模块4的输入端相连。

如图2所示，盾构渣土泡沫剂去除处理设备中各工作模块具体结构如下：

制浆模块1包括进料仓11、储料罐12、加水单元13及第一搅拌器14。制浆模块1为一体化设备，其通过传输单元将制浆好的土壤样机械送入筛分模块2。

所述的筛分模块2包括振动驱动单元21和网格筛22。振动驱动单元21驱动网格筛22振动，以筛除出盾构渣土中的大颗粒。

所述加药模块3包括配药单元31和药品添加单元32，可以向搅拌模块4中添加去除泡沫剂的专用药剂及其他能够辅助去除泡沫剂的药剂。

所述的搅拌模块4由搅拌罐41和第二搅拌器构成。搅拌罐41由两个聚四氟乙烯桶容器连接而成。第二搅拌器为机械搅拌装置如叶轮式搅拌器，主要以底部叶轮的转动起作用，对泥浆和药剂进行机械搅拌混匀。

泥水分离模块5由离心分离罐51构成。离心分离罐51在机械泵的作用下将加药后的泥水混合物进行净化，将泥浆固液分离。

液体循环模块6由机械泵61和聚四氟乙烯管道62构成，其将经过泥水分离后的液体再次导入制浆模块1的储料罐12，再次进入盾构渣土处理过程。

盾构渣土泡沫剂去除处理设备的工作过程如下：

盾构渣土通过皮带输送机送入制浆模块1的进料仓11，并进入储料罐12，同时加水单元13对储料罐12加水，第一搅拌器14对储料罐12内的物料进行搅拌，从而实现对盾构渣土的稀释制浆处理。

制浆模块1的产物送入筛分装置，由振动驱动单元21驱动网格筛22振动，从而筛除出盾构渣土中的大颗粒，经过筛分后的泥浆进入搅拌模块4中的搅拌罐41。同时，配药单元31配备去除泡沫剂的专用药剂及其他能够辅助去除泡沫剂的药剂，通过药品添加单元32送入搅拌模块4中的搅拌罐41。

第二搅拌器工作，将搅拌罐41内的泥浆和药剂充分混匀，从而控制盾构渣土中泡沫剂的去除率。

搅拌模块4将加药后的盾构渣土充分混匀后，送入泥水分离模块5的离心分离罐51进行泥水分离。

泥水分离模块5的产物有两种：第一种是水，其经由液体循环模块6重回制浆模块1的储料罐12，即，机械泵61将水通过管道62泵入储料罐12，再次进入盾构渣土处理过程；第二种是泥浆，其进入后续处理工序，并最终制得泥饼。

在本实用新型中，储料罐12、加水单元13、网格筛22、配药单元31、药品添加单元32、搅拌罐41、离心分离罐51、管道62等处均可设置一温度传感器、一ph传感器，分别用于对各处工作温度和物料酸碱度进行监测。储料罐12、网格筛22、搅拌罐41、离心分离罐51、管道62等处均可设置一泡沫剂监测单元73，用于监测各处泡沫剂量。

本实用新型中涉及的具体电路，本领域的技术人员根据现有技术能够实现，在此不赘述，如，王冠等在《基于放大器和温度传感器的温度采集方案》（[j].仪表技术与传感器,2014(11):66-69）中公开了从温度传感器、信号放大器74、模数转换器75、处理器76到显示器77的设计方案；谭靖在《基于ad7792的ph在线监测传感器采集电路设计》（[j].电子科技,2013,26(12):93-95）中公开了从ph传感器、信号放大器74、模数转换器75、处理器76到输出结构的设计方案；泡沫剂监测单元73的监测输出端连接原理与温度传感器及ph传感器类似。温度、ph值、泡沫剂三路监测输出，可以共用一套信号放大器74、模数转换器75等电子设备，同步输出；也可以独立设计，分别单独输出。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。