一種用于pH值測(cè)量傳感器前過(guò)濾裝置及其使用方法

1、說(shuō) 明 書(shū) 摘 要一種用于pH值測(cè)量傳感器前過(guò)濾裝置及其使用方法 (齊晗兵 李東海 李棟 王秋實(shí) 張曉雪 吳國(guó)忠 )本發(fā)明提供一種用于pH值測(cè)量傳感器前過(guò)濾裝置，所述裝置由過(guò)濾裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、反沖洗裝置、加熱裝置四部分組成。所測(cè)點(diǎn)水樣經(jīng)取樣口2、進(jìn)水控制閥13從進(jìn)水管道3進(jìn)入過(guò)濾裝置，在過(guò)濾裝置中對(duì)其中雜質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾去除。濾后水繼而進(jìn)入數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行pH測(cè)量并記錄，測(cè)量水樣經(jīng)排水閥16從排水管11排出。測(cè)量工作完成后可控制裝置進(jìn)行反沖洗。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可快速、高效檢測(cè)急冷水pH值，且裝置通過(guò)“測(cè)一次，洗一次”的日常維護(hù)與定期檢查更換過(guò)濾套筒的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的長(zhǎng)久高效運(yùn)行，在實(shí)際應(yīng)

2、用中具有較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。摘 要 附 圖圖1 一種用于pH值測(cè)量傳感器前過(guò)濾裝置圖權(quán) 利 要 求 書(shū)1、一種用于pH值測(cè)量傳感器前過(guò)濾裝置，所述裝置由過(guò)濾裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、反沖洗裝置、加熱裝置四部分組成，其特征在于：所述過(guò)濾裝置包括：孔板4、濾料層（七層濾料）5、孔板6； 所述數(shù)據(jù)采集裝置包括：取樣口2、閥門(mén)12、閥門(mén)13、閥門(mén)14、閥門(mén)15、閥門(mén)16、管道3末端側(cè)位設(shè)置的pH傳感器8、PLC模塊17，計(jì)算機(jī)18、流量計(jì)10、PLC模塊19；所述反沖洗裝置包括：管道3、孔板4、濾料層5、孔板6、管道7、管道11、閥門(mén)13、閥門(mén)14、閥門(mén)15、閥門(mén)16、流量計(jì)10、PLC模塊19、計(jì)算機(jī)1

3、8；所述加熱裝置包括：熱電阻絲包裹層20、石英棉保溫層21。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于pH值測(cè)量傳感器前過(guò)濾裝置，其特征在于：將主管道1輸送的水樣通過(guò)不同粒徑濾的濾料層5的層層過(guò)濾，再進(jìn)入測(cè)量區(qū)域，通過(guò)pH測(cè)量引水管3末端側(cè)位設(shè)置的pH傳感器8進(jìn)行pH測(cè)定并連接PLC模塊17和計(jì)算機(jī)18記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)。檢測(cè)完成后，打開(kāi)閥門(mén)14、閥門(mén)16、關(guān)閉閥門(mén)13、閥門(mén)15，在管道中沖入反沖洗液進(jìn)行反沖洗并通過(guò)流量計(jì)10調(diào)節(jié)閥門(mén)16的開(kāi)啟度來(lái)調(diào)節(jié)反沖洗強(qiáng)度。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述，過(guò)濾系統(tǒng)以過(guò)濾筒的形式制造并安裝，過(guò)濾筒中濾料層按一定濾料層厚度分七層設(shè)置，上兩層濾料用無(wú)煙煤，中間三層濾料用石英砂，下三層

4、濾料用重質(zhì)礦石，按照一定濾料粒徑粗-細(xì)-粗設(shè)置。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述，管道3、管道7、管道9和管道11皆采用DN50不銹鋼管并噴涂保溫材料，管道3外壁包裹熱電阻絲層20和石英棉保溫層21。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述，孔板厚度為10mm，共有2個(gè)孔板，孔板孔徑取3.5mm，最上層孔板距管道7軸線(xiàn)100mm，最下層孔板上孔板500mm。說(shuō) 明 書(shū)所屬技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明提供一種用于pH值測(cè)量傳感器前過(guò)濾裝置，通過(guò)對(duì)pH測(cè)量水樣進(jìn)行過(guò)濾來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器的保護(hù)，并且描述其過(guò)濾、反沖洗過(guò)程，屬于一種新型的自動(dòng)化pH值測(cè)量傳感器前過(guò)濾裝置。背景技術(shù)在很多行業(yè)中水樣PH值對(duì)生產(chǎn)實(shí)際的影響很是重要，pH值過(guò)低時(shí)，會(huì)腐蝕

5、所經(jīng)管線(xiàn)和設(shè)備；pH值過(guò)高時(shí)影響水樣出水水質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)，導(dǎo)致水樣乳化，因此實(shí)現(xiàn)水樣pH值的高精度及其連續(xù)檢測(cè)對(duì)于實(shí)際裝置生產(chǎn)具有重要的意義。很多水樣含懸浮物、油污、泥沙等雜質(zhì)，需要在PH傳感器前加裝過(guò)濾裝置。目前，常用過(guò)濾裝置多為單一過(guò)濾裝置，而且大部分采用金屬濾網(wǎng)不適宜用于存在酸堿的工業(yè)過(guò)程中。例如，專(zhuān)利號(hào)為200920069324.5的一種具備自動(dòng)清洗功能的pH傳感器保護(hù)器，僅僅在兩壁設(shè)置濾網(wǎng)很難維持長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)濾要求，且不適宜酸堿環(huán)境的工業(yè)生產(chǎn)測(cè)量；專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01510091281.0的一種懸浮物過(guò)濾器和專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01310576258.1的一種新型過(guò)濾機(jī)構(gòu)等同樣存在上述問(wèn)題。本發(fā)明

6、提供一種用于pH值測(cè)量傳感器前過(guò)濾裝置，其目的在于實(shí)現(xiàn)水樣pH測(cè)量過(guò)程中對(duì)pH傳感器的保護(hù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)pH的長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出一種用于pH值測(cè)量傳感器前過(guò)濾裝置。所述裝置由過(guò)濾裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、反沖洗裝置、加熱裝置四部分組成，其中過(guò)濾裝置包括：孔板4、濾料層（七層濾料）5、孔板6；數(shù)據(jù)采集裝置包括：取樣口2、閥門(mén)12、閥門(mén)13、閥門(mén)14、閥門(mén)15、閥門(mén)16、管道3末端側(cè)位設(shè)置的pH傳感器8、PLC模塊17，計(jì)算機(jī)18、流量計(jì)10、PLC模塊19；反沖洗裝置包括：管道3、孔板4、濾料層5、孔板6、管道7、管道11、閥門(mén)13、閥門(mén)14、閥門(mén)15、閥門(mén)16、流量計(jì)10、PLC模塊19、計(jì)

7、算機(jī)18；加熱裝置包括：熱電偶絲包裹層20、石英棉保溫層21。所測(cè)點(diǎn)水樣經(jīng)取樣口2、進(jìn)水控制閥13從進(jìn)水管道3進(jìn)入過(guò)濾裝置，在過(guò)濾裝置中對(duì)其中雜質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾去除。濾后水繼而進(jìn)入數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行pH測(cè)量并記錄，測(cè)量后水樣經(jīng)排水閥16從排水管11排出。測(cè)量工作完成后可控制裝置進(jìn)行反沖洗。過(guò)濾套筒濾料層分七層，第一濾層濾料為無(wú)煙煤，無(wú)煙煤密度為1.41.6g/cm3，濾層厚度為15mm，濾料粒徑1.64mm；第二濾層濾料為無(wú)煙煤，無(wú)煙煤密度為1.41.6g/cm3，濾層厚度為30mm，濾料粒徑0.81.6mm；第三濾層濾料為石英砂，石英砂密度為2.62.65g/cm3，濾層厚度為40mm，濾料粒徑0.

8、50.8mm；第四濾層濾料為石英砂，石英砂密度為2.62.65g/cm3，濾層厚度為50mm，濾料粒徑0.250.5mm；第五濾層濾料為石英砂，石英砂密度為2.62.65g/cm3，濾層厚度為40mm，濾料粒徑0.50.8mm；第六濾層濾料為重質(zhì)礦石，重質(zhì)礦石密度為4.75.0g/cm3，濾層厚度為30mm，濾料粒徑0.81.6mm；第七濾層濾料為重質(zhì)礦石，重質(zhì)礦石密度為4.75.0g/cm3，濾層厚度為15mm，濾料粒徑1.64mm，本設(shè)計(jì)不同的濾料密度和濾料粒徑級(jí)配可防止反沖洗過(guò)程中濾料不分層的情況。本發(fā)明具有如下有益效果：一種用于pH值測(cè)量傳感器前過(guò)濾裝置，其目的在于實(shí)現(xiàn)水樣pH測(cè)量過(guò)程

9、中對(duì)pH傳感器的保護(hù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)pH的長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量。使用方法如下：（1） 測(cè)量部分由PLC模塊17控制打開(kāi)閥門(mén)13、閥門(mén)15，關(guān)閉閥門(mén)12、閥門(mén)14、閥門(mén)16。待測(cè)液體由取樣口2經(jīng)閥門(mén)13流入，經(jīng)孔板4、濾料層5，孔板6，最后當(dāng)pH測(cè)量引水管3被待測(cè)液充滿(mǎn)后打開(kāi)閥門(mén)12、關(guān)閉閥門(mén)13、閥門(mén)15。pH傳感器8測(cè)量后，將讀數(shù)反饋在計(jì)算機(jī)18上并輸出。測(cè)量過(guò)程及穩(wěn)水時(shí)長(zhǎng)為8min。（2）清洗部分A. 氣水反沖洗：每次測(cè)量過(guò)程結(jié)束后由PLC模塊19控制打開(kāi)閥門(mén)14、閥門(mén)16，保持閥門(mén)13、閥門(mén)15關(guān)閉。氣和水自管道11流入從管道7流出，氣水水反沖洗過(guò)程持續(xù)5-7min，后清水自管道11流入從管道7流出，持

10、續(xù)5-7min，后停止進(jìn)水，待水由管道11放空后關(guān)閉閥門(mén)14、閥門(mén)16，清洗過(guò)程中可通過(guò)PLC模塊19控制閥門(mén)16的開(kāi)啟度來(lái)控制反沖洗的沖洗強(qiáng)度。B. 飽和KCl溶液沖洗：每24小時(shí)進(jìn)行一次飽和KCl溶液沖洗，由PLC模塊19控制打開(kāi)閥門(mén)14、閥門(mén)16，保持閥門(mén)13、閥門(mén)15關(guān)閉。飽和KCl溶液自管道11流入，待飽和液充滿(mǎn)pH測(cè)量引水管3后，由PLC模塊19控制閥門(mén)14、閥門(mén)16關(guān)閉，并由飽和KCl溶液浸泡pH傳感器8。整個(gè)飽和KCl溶液充滿(mǎn)過(guò)程及浸泡過(guò)程持續(xù)10min，后打開(kāi)閥門(mén)16排放KCl溶液，等完全放空后，再關(guān)閉閥門(mén)16。本發(fā)明提供了兩種反沖洗過(guò)程：（1）氣水反沖洗，清洗乙烯裝置急冷水

11、pH傳感器表面保證下次測(cè)量的準(zhǔn)確性；（2）飽和KCl溶液浸泡沖洗，保護(hù)pH傳感器電極、延長(zhǎng)pH傳感器使用壽命。且采用7層濾料過(guò)濾，使孔板過(guò)濾裝置與粗細(xì)不同的無(wú)煙煤、石英砂和重質(zhì)礦石濾料相結(jié)合，并加入飽和KCl溶液沖洗過(guò)程。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，可快速、高效檢測(cè)水樣pH值，且裝置通過(guò)“測(cè)一次，洗一次”與定期“泡一次”的日常維護(hù)與定期更換過(guò)濾套筒的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)高效運(yùn)行。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的主剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是過(guò)濾套筒詳圖；圖3是濾料層詳圖。圖1中：1-主管道、2-取樣口、3-管道、4-孔板、5-濾料層、6-孔板、7-管道、8-pH傳感器、9-管道、10-流量計(jì)、11-管道、12

12、-閥門(mén)、13-閥門(mén)、14-閥門(mén)、15-閥門(mén)、16-閥門(mén)、17-PLC模塊、18-計(jì)算機(jī)、19-PLC模塊、20-熱電偶絲包裹層、21-石英棉保溫層；圖2中：4-孔板、5-濾料層、6-孔板。具體實(shí)施方式具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種用于pH值測(cè)量傳感器前過(guò)濾裝置，其特征在于：主管道1、取樣口2、管道3、孔板4、濾料層5、孔板6、管道7、pH傳感器8、管道9、流量計(jì)10、管道11、閥門(mén)12、閥門(mén)13、閥門(mén)14、閥門(mén)15、閥門(mén)16、PLC模塊17、計(jì)算機(jī)18、PLC模塊19、熱電偶絲包裹層20、石英棉保溫層21；具體實(shí)施方式二：連接方法如下：pH測(cè)量引水管3連接在主管道1上

13、，并在pH測(cè)量引水管3的右側(cè)一下一上左右分別布置了管道7和管道11，管道11上端接出管道9，管道9亦連接在主管道1上，在管道3、管道9與主管道1的連接點(diǎn)中間管段設(shè)閥門(mén)12，pH測(cè)量引水管3中自上至下依次安裝孔板4和濾料層5，孔板6，管段11末端安裝閥門(mén)16，管段9上安裝閥門(mén)15，pH測(cè)量引水管3末端側(cè)位設(shè)置pH傳感器8并連接PLC模塊17和計(jì)算機(jī)18，管道9與管道11連接處至管道11末端中間管段安裝流量計(jì)10，流量計(jì)10連接PLC模塊19和計(jì)算機(jī)18。具體實(shí)施方式三：使用方法如下：（1）測(cè)量部分由PLC模塊17控制打開(kāi)閥門(mén)13、閥門(mén)15，關(guān)閉閥門(mén)12、閥門(mén)14、閥門(mén)16。待測(cè)液體由取樣口2經(jīng)閥

14、門(mén)13流入，經(jīng)孔板4、濾料層5，孔板6，最后當(dāng)pH測(cè)量引水管3被待測(cè)液充滿(mǎn)后打開(kāi)閥門(mén)12、關(guān)閉閥門(mén)13、閥門(mén)15。pH傳感器8測(cè)量后，將讀數(shù)反饋在計(jì)算機(jī)18上并輸出。測(cè)量過(guò)程及穩(wěn)水時(shí)長(zhǎng)為8min。（2）清洗部分A. 氣水反沖洗：每次測(cè)量過(guò)程結(jié)束后由PLC模塊19控制打開(kāi)閥門(mén)14、閥門(mén)16，保持閥門(mén)13、閥門(mén)15關(guān)閉。氣和水自管道11流入從管道7流出，氣水水反沖洗過(guò)程持續(xù)5-7min，后清水自管道11流入從管道7流出，持續(xù)5-7min，后停止進(jìn)水，待水由管道11放空后關(guān)閉閥門(mén)14、閥門(mén)16，清洗過(guò)程中可通過(guò)PLC模塊19控制閥門(mén)16的開(kāi)啟度來(lái)控制反沖洗的沖洗強(qiáng)度。B. 飽和KCl溶液沖洗：每24小時(shí)進(jìn)行一次飽和KCl溶液沖洗，由PLC模塊19控制打開(kāi)閥門(mén)14、閥門(mén)16，保持閥門(mén)13、閥門(mén)15關(guān)閉。飽和KCl溶液自管道11流入，待飽和液充滿(mǎn)pH測(cè)量引水管3后，由PLC模塊19控制閥門(mén)14、閥門(mén)16關(guān)閉，并由飽和