一种便携式反渗透能量回收装置运行稳定性监测装置的制作方法

1.本实用新型属于水处理技术领域，涉及一种便携式反渗透能量回收装置运行稳定性监测装置。


背景技术：

2.能量回收装置是海水淡化反渗透系统的关键设备之一，可将反渗透浓排水的高压能量传递给系统进水并实现原海水增压，从而使系统产水能耗大幅降低，因此，能量回收装置被广泛应用于反渗透海水淡化系统。
3.能量回收装置的稳定运行是海水淡化系统正常运行制水的关键，海水淡化系统启动过程中需实时监测能量回收装置的运行状态。传统监测方式中，由于车间噪音纷杂，运行人员需将头部贴近能量回收壳体，以获取转子转动发出的声音信号，并基于人工经验来粗略判断设备是否运行正常。这种操作方式具有一定的安全隐患，且传统人工监测判断方式误差大，定性判定，无法精确化掌握能量回收装置运行状态。如何实现能量回收装置运行稳定性的数字化、精确化、智能化、及时化诊断是目前关注的难题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种简便经济、智能准确、数字化、及时有效的便携式反渗透能量回收装置运行稳定性监测装置。
5.为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
6.第一方面，本实用新型提供一种便携式反渗透能量回收装置运行稳定性监测装置，包括：
7.壳体，所述壳体包括半圆环体部分和长方体部分，所述长方体部分的一端连接在半圆环体部分远心方向的中心；半圆环体部分向心方向的内侧区域为声波接收区域；
8.半圆环体部分，所述半圆环体部分内设置有若干声波接收器，每个所述声波接收器均连接一个信号处理模块；
9.长方体部分，所述长方体部分内设置有示波模块，所述示波模块用于实时监测能量回收装置转子的转动声波波形，当声波波形与参考波形的拟合程度超出设定范围时，进行报警。
10.上述装置进一步的改进在于：
11.所述壳体的外表面喷涂有隔音材料，用于降低外界声波干扰；壳体内开设有导线槽，用于布设导线，所述信号处理模块通过导线与示波模块相连。
12.所述半圆环体部分向心方向的内环表面设置有隔音垫圈。
13.所述声波接收器位于隔音垫圈的外侧，用于避免声波接收器与能量回收装置发生碰撞。
14.所述声波接收器采用驻极体式传声器，外形为圆柱体，顶部向外凸出。
15.所述半圆环体部分上均匀布置有3个声波接收器。
16.所述信号处理模块包括阻抗变换器、定值电阻、电容和电路放大器；阻抗变换器采用场效应晶体三极管，阻抗变换器的源极和栅极之间复合有一个二极管；阻抗变换器的栅极与声波接收器相接，漏极接电源正极，源极与接地之间接定值电阻，经过阻抗变换的电信号由源极经电容输出；电容连接电路放大器的一端，电路放大器的另一端连接示波模块，电容将阻抗变换后的电信号输入至电路放大器，进行信号放大处理，电路放大器将放大处理的电信号输入至示波模块。
17.所述示波模块包括示波器、报警提示器、操作按钮和电源；示波器用于将接收到的实时电信号以动态波的形式进行显示，示波器内存储有能量回收装置正常运行状态下的参考波形；报警提示器设置红色指示灯，并与示波器连锁，当示波器显示的实时波形与标准参考波形的拟合程度超出设定范围后，将触发报警信号；操作按钮包括“检测”和“结束”两个按钮，当按下检测按钮时，示波器显示实时波形；当按下结束按钮时，示波器终止波形显示；电源向整个监测装置供电。
18.所述示波器采用lcd显示屏。
19.所述电源采用可充电式电池。
20.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
21.1)本实用新型运行状态可视化、图形化，简便高效。本实用新型通过声波收集、声电转化、电路放大转换处理等功能，将能量回收装置转子转动声音转化为可视化的波形，直接观察到能量回收装置的运行状态，解决了目前能量回收装置运行情况无法实时获取、人工监测方法单一、效果不及时直观等难题。
22.2)本实用新型集成化、简易化，操作简单。本实用新型将设置的声波收集装置、声波转化装置、电信号处理装置、操作模块、电源模块等集成设计，设备小型化、操作简单化，并设置功能按钮，实用便捷性大大增强。
23.3)本实用新型能够实现监测、报警、提示等多功能化。本实用新型的便携式能量回收装置运行稳定性监测装置通过显示屏动态显示能量回收装置运行状态，通过对比实时运行波形和标准参考波形，判定能量回收装置的运行情况，并在两者波形偏差过大时连锁报警，提示系统运行故障，大大提高了系统运行安全性。
附图说明
24.为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1为根据实施例示出的设备外形示意图。
26.图2为根据实施例示出的设备局部剖面示意图。
27.图3为根据实施例示出的设备局部侧视示意图。
28.图4为根据实施例示出的信号处理模块电路示意图。
29.其中，0-声源，1-壳体，11-半圆环体部分，12-长方体部分，13-导线槽，14-隔音垫圈，2-声波接收器，3-信号处理模块，31-阻抗变换模块，311-栅极，312-漏极，313-源极，314二极管，32-定值电阻，33-电容，34-电路放大器，4-示波模块，41-示波器，42-报警提示器，
43-操作按钮，44-电源。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
35.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
37.参见图1，本实用新型实施例公开了一种便携式反渗透能量回收装置运行稳定性监测装置，用于由运行人员单人操作对能量回收装置的转子进行声波检测，具体结构包括壳体1、声波接收器2、信号处理模块3及示波模块4。
38.如图1所示，本实施例中，壳体1包括左侧的半圆环体部分11以及右侧的长方体部分12。半圆环体部分11向心方向留出接收声波的开口，外沿布设隔音垫圈14；壳体1用于固定和封装声波接收器2、信号处理模块3及示波模块4；壳体1采用工业合成塑料材质，质量小，强度大，结构性优良，壳体1的表面喷涂隔音材料，用以降低外界声波干扰。壳体1内布设导线槽13，导线槽13贯通于左侧的半圆环体部分11和右侧的长方体部分12，用来整合信号处理模块3和示波模块4的所有连接导线。
39.如图2和图3所示，隔音垫圈14沿半圆环体部分11的向心方向外沿布设，当监测装置贴近能量回收装置时，隔音垫圈14可以将声波接收区域与外界环境有效隔离，创造良好
的声波接收环境；此外，隔音垫圈14相对于声波接收器2，其凸出外壳的高度可使声波接收器2避免与能量回收装置碰撞。声波接收器2采用驻极体式传声器，为电容式传声器的一种形式，外形为圆柱体，顶部向外凸出，具有体积小、重量轻、电声性能好、价格低等优点，本实施例中，设有3个驻极体式传声器，3个驻极体式传声器均匀插接在半圆环体部分11的向心方向。
40.本实用新型的原理：
41.本实施例中，声波接收器2用于接收能量回收装置转子转动发出的声波，并将声信号转化为电信号；本实施例中，声波接收器2在接收到能量回收装置转子发出的声波时，传声器内部驻极体薄膜发生振动位移，即改变电容两极板间距，进而引起电容容量及电容两端电压的变化，从而实现声电转换；当驻极体式传声器接收到的声波发生变化时，由驻极体式传声器发出的电信号也随之变化。实际中，由于驻极体式传声器电容容量小，驻极体式传声器发出的电信号十分微弱，而电容输出阻抗极高，需要降低电容输出阻抗后，才能与放大电路相连，本实例中，声波接收器2接入信号处理模块3中。
42.如图4所示，本实施例中，信号处理模块3采用集成化处理电路，包括阻抗变换器31、定值电阻32、电容33和电路放大器34。阻抗变换器31采用场效应晶体三极管，用来降低声波接收器2的电信号输出阻抗；阻抗变换器31的源极313和栅极311之间复合有一个二极管314，可在场效应管受强信号冲击时起到保护作用。阻抗变换器31的栅极311与声波接收器2相接，漏极312接电源正极，源极313与接地之间直接定值电阻32，经过阻抗变换的电信号由源极313经电容33输出。电容33连接电路放大器34的一端，电路放大器34的另一端连接示波模块4，电容33将阻抗变换后的电信号输入至电路放大器34，进行信号放大处理，电路放大器将放大处理的电信号输入至示波模块4。
43.如图1所示，示波模块4包括示波器41、报警提示器42、操作按钮43和电源44。示波器41采用lcd显示屏，示波器41将接收到的实时电信号以动态波的形式进行显示，示波器41内存储有能量回收装置正常运行状态下的波形，以提供参考比对，便于操作人员判断能量回收装置转子转动是否异常。报警提示器42设置红色指示灯，并与示波器41连锁，当示波器显示的实时波形与标准参考波形的拟合程度超出设定范围后，将触发报警信号，报警信号灯亮，警示操作人员能量回收装置转子转动异常，操作人员可在第一时间发现并处理设备运行异常问题。操作按钮43包括“检测”和“结束”两个按钮，按下检测按钮，示波器41开始在lcd屏上显示实时波形，按下结束按钮，示波器41电路断电，示波器41终止波形显示。电源44向监测装置供电，采用可充电式电池。
44.本实用新型的工作过程如下：
45.能量回收装置运转时，操作人员将监测装置贴近能量回收装置的壳体，调整高度位置至转子位置，按下检测按钮，声波接收器2开始采集能量回收装置转子的声波信号，并将输出的高阻抗的微弱电信号传输至信号处理模块3，信号处理模块3通过接入专用场效应管实现阻抗变换，同时输入低阻抗的电信号，再经电路放大器处理后传输至示波器41，通过lcd显示屏显示能量回收装置转子发出的声波信号动态波形，通过比对示波器显示的实时波形和标准参考波形，判断能量回收装置的运行情况，当示波器显示的实时波形与标准参考波形的拟合程度超出设定范围后，将触发报警信号，提醒操作人员能量回收装置运转异常，操作人员可在第一时间处理设备运行异常问题。具体工作过程如下：
46.步骤1，反渗透能量回收装置运行时，操作人员将监测装置贴近能量回收装置壳体，调整高度位置至转子位置，按下检测按钮，声波接收器2开始采集能量回收装置转子的声波信号；
47.步骤2，经过一定时间的声波收集，通过声波接收器2将声信号转化为电信号，并通过处理电路模块，将输出的高阻抗的微弱电信号进行阻抗变换、放大处理、波形转化，通过lcd显示屏显示能量回收装置转子发出的声波信号动态波形；
48.步骤3，通过比对示波器显示的实时波形和标准参考波形，判断能量回收装置的运行情况，当示波器显示的实时波形与标准参考波形的拟合程度超出设定限值时，进行报警，显示能量回收装置运转异常。
49.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。