权 利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的发明实施例的方 法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明的元素可 以以个体形式描述或要求，但是也可以设想具有多个元素，除非明确限制为单个元素。
【主权项】
1. 一种输配水管网中试试验平台，包括： 水质调制模块，用于调配不同水质参数的试验用水，包括，配水箱、搅拌器、药箱、计量 栗、原水箱、进水管路和出水管路，配水箱的底部安装有液位计及排水阀，在配水箱的顶部 安装搅拌器，搅拌器伸入配水箱内，药箱和原水箱通过进水管路连接到配水箱，进水管路上 安装有进水电磁阀，当配水箱液位低于设定值时，进水电磁阀打开，原水箱向配水箱注水， 同时搅拌器搅拌，由计量栗控制药箱向进水管路投药；当配水箱液位到达设定值以后，进水 电磁阀关闭，搅拌器停止，计量栗控制药箱停止投药； 输配水管网模拟模块，模拟供水管网的供水管道，包括：水管道，全封闭的，且布设呈对 称的双蛇形折返分布；多个取水阀，在水管道的每一个折弯处安装有至少一个取水阀；两 个蝶阀，安装在水管道的中央底部管段上，分别用于控制对称的两个蛇形折返水管道；排气 阀，安装在连接蛇形折返分布水管道的中央顶部管段上，通过排气控制水管道中的水压；检 测端口，与检测水质的数据采集设备连接的端口； 动力模块，用于控制输配水管网模拟模块的水流速度和水流压力，包括：安装在水质调 制模块的出水管路和输配水管网模拟模块的水管道之间的在补水栗、管道栗和储水缓冲水 箱组成，通过调节补水栗的功率可以为水管道保持特定的压力；管道栗为使水在管道中流 动提供动力，使水流可以持续流动，调节管道栗的功率改变水流速度；储水缓冲水箱的出口 与水管道连通，向水管道内注水，且储水缓冲箱底部安装有排水阀，加快向水管道的注水速 度； 控制与计量模块，包括水质参数数据采集设备，与输配水管网模拟模块检测端口连接， 用于检测水管道中的水的水质参数；控制单元，根据水质参数数据采集设备监控的水质参 数数据，控制水质调配模块的进水电磁阀、计量栗、搅拌器的开启和关闭，将配水箱中的水 调制成与出厂水或管网中输配水水质特征接近的试验用水，并利用动力模块控制上述试验 用水在水管道中按照设定的压力和流量进行循环，间隔设定时间段打开水管道的取水阀， 取出水样进行检测。2. 根据权利要求1所述的输配水管网中试试验平台，其特征在于，还包括：固定架，为 多个水平管和竖直管组成的长方体框架结构，用于固定水管道，使得水管道能够水平放置 或者竖直放置。3. 根据权利要求2所述的输配水管网中试试验平台，其特征在于，所述固定架上放置 多排水管道，每排水管道的材质不同，用于测量不同材质的水管道中的水样的水质参数。4. 根据权利要求1所述的输配水管网中试试验平台，其特征在于，所述水质调制模块 包括两个配水箱、两个搅拌器、四个药箱和四个计量栗，四个药箱和四个计量栗分别向配水 箱中投加不同药剂。5. 采用权利要求1所述的输配水管网中试试验平台进行输配水管网中试试验方法，包 括： 调配试验用水的步骤：在水质调配制模块中调制与出厂水或管网中输配水水质参数相 近的试验用水，具体地，进水电磁阀打开，原水箱向配水箱注水，同时搅拌器搅拌，由计量栗 控制药箱向进水管路投药，水质参数数据采集设备测量配水箱内试验用水的水质参数，直 到其接近出厂水或管网中输配水水质参数； 冲洗输配水管网模拟模块的水管道并向其注水的步骤：打开水管道中央底部的碟阀、 储水缓冲箱底部的排水阀、内侧的取水阀及水管道中央顶部的排气阀，打开补水栗，使配水 箱中的试验用水通过补水栗栗入到水管道中，试验用水先注入储水缓冲水箱，排水阀开始 排水，补水栗的进水量大于排水量，因此一部分冲洗管道的试验用水会排出水管道，当水管 道内侧的第一层取水阀开始出水时，关闭储水缓冲水箱底部的排水阀；当水管道内侧第二 层的取水阀开始出水时，关闭管路内侧的第一层取水阀；按照此方法直至水管道中央顶端 的排气阀开始出水，从中央顶端的排气阀出水规定时间后测水质参数，对比排气阀出水与 试验用水的初始水质参数，当它们的水质参数一致时，可以进行试验，若两者差别较大，继 续冲洗，重复上述过程； 模拟供水过程的步骤：首先关闭排气阀，取初始水样，确定水管道中的蝶阀打开，开启 管道栗使水在水管道中循环流动，模拟水流在管道中的流动状态； 定时取样及观测数据的步骤：通过流量计、压力计和其他水质参数数据采集设备检测 水管道中水流流量，压力及水质参数，定时取水样，用ICP、ICP-MS、TOC分析仪等仪器测定 水在管道系统中不同停留时间的金属浓度及总有机碳浓度，获得水质变化的相关数据。6. 根据权利要求5所述的输配水管网中试试验方法，其特征在于，所述模拟供水过程 包括： 在输配水管网模拟模块的水管道中注满水且其中的水与试验用水的初始水质参数一 致后，启动管道栗及补水栗，利用流量计和压力计测量水管道中试验用水的水流流速和水 流压力； 判断水流流速和水流压力是否在规定范围内； 若水流流速或水流压力不在规定范围内，通过调节管道栗、补水栗和储水缓冲水箱的 排气阀使得水流流速或水流压力在规定范围内，具体地，管道栗的功率越大，水流流速越 大；当水流压力大于规定范围时，降低补水栗的功率，使得水流压力降低到规定范围内；当 水流压力小于规定范围时，打开储水缓冲水箱的排气阀排放空气，使得水流压力增大到规 定范围内； 若水流流速和水流压力均在规定范围内，采用水质参数数据采集设备在线监测水质参 数变化，定时取样直到水中消毒剂含量降低到规定数值，得到不同时刻测试对应的水质参 数，从而反映出水质的变化情况； 设定不同的水流流速和水流压力的规定范围，重复上述步骤，完成不同水力条件下的 循环供水过程的模拟。7. 根据权利要求5所述的输配水管网中试试验方法，其特征在于，所述模拟供水过程 包括： 在输配水管网模拟模块的水管道中注满水且其中的水与试验用水的初始水质参数一 致后，启动管道栗及补水栗，利用流量计和压力计测量水管道中试验用水的水流流速和水 流压力； 判断水流流速和水流压力是否在规定范围内； 若水流流速或水流压力不在规定范围内，通过调节管道栗、补水栗和储水缓冲水箱的 排气阀使得水流流速或水流压力在规定范围内； 若水流流速和水流压力均在规定范围内，同时打开输配水管网模拟模块中的1个或多 个排水阀，使水管道中的水可以流出，模拟用户用水过程，这样补水栗就会持续为水管道补 水，使水管道中的水处于满流循环状态； 采用水质参数数据采集设备在线监测水质参数，水质参数发生变化开始，定时取样直 到水中消毒剂含量降低到规定数值，得到不同时刻测试对应的水质参数，从而反映出水质 的变化情况。8. 根据权利要求5所述的输配水管网中试试验方法，其特征在于，所述模拟供水过程 包括： 在输配水管网模拟模块的水管道中注满水且其中的水与试验用水的初始水质参数一 致后，启动补水栗，不启动管道栗，关闭管道上的一个蝶阀，同时打开被关闭蝶阀对侧管道 最下端的排水阀，使管道中水从一端流入水管道，流经所有管程，在另一端管道排水阀流 出，这样补水栗就会持续为主管道系统补水，使管道中的水处于满流状态； 采用水质参数数据采集设备在线监测水质参数，定时取样，得到不同时刻测试对应的 水质参数，从而反映出水质的变化情况。9. 根据权利要求5所述的输配水管网中试试验方法，其特征在于，所述模拟供水过程 包括： 在配水箱中调配不同水质参数的试验用水。 在输配水管网模拟模块的水管道中注满水且其中的水与试验用水的初始水质参数一 致后，启动管道栗及补水栗，使管道中水流流速和水流压力保持在规定范围内； 采用水质参数数据采集设备在线监测水质参数，定时取样，得到不同时刻测试对应的 水质参数，从而反映出水质的变化情况。10. 根据权利要求5所述的输配水管网中试试验方法，其特征在于，所述水流流速的规 定范围为0. lm/s~1. 5m/s ;所述水流压力的规定范围为80kPa~180kPa ;所述消毒剂含 量为 0. 5mg/L ;所述定时取样的取样间隔为 5min、15min、30min、lh、2h、4h、8h、16h、ld、2d、 3cl···模拟足够长的水龄。
【专利摘要】本发明提供一种输配水管网水质检测系统包括：水质调制模块，用于调配不同水质参数试验用水；输配水管网模拟模块，模拟供水管网的供水管道，包括水管道及设置在水管道上的取水阀、蝶阀、排气阀和检测端口，水管道呈全封闭且对称双蛇形折返分布；动力模块，用于控制输配水管网模拟模块的水流速度和水流压力；控制与计量模块，包括水质参数数据采集设备，与检测端口连接用于检测水管道中的水的水质参数；控制单元，根据水质参数数据采集设备监控的水质参数数据，控制水质调配模块调制与出厂水或管网中输配水水质特征接近的试验用水，并利用动力模块控制使得试验用水在水管道中按照设定的压力和流量进行循环，定时取样进行检测。
【IPC分类】G01M99/00, G01N33/18
【公开号】CN105300722
【申请号】CN201510825217
【发明人】刘书明, 崔勇, 吴雪, 余康华
【申请人】清华大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月24日