專利名稱：絡(luò)合前后電導(dǎo)差式軟化器出水硬度監(jiān)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水分析化學(xué)和水處理技術(shù)領(lǐng)域。
鈉離子交換軟化是應(yīng)用得非常廣泛的水處理技術(shù)。為了填補(bǔ)對(duì)軟化器出水硬度實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的空白、滿足廣大用戶對(duì)此項(xiàng)在線監(jiān)測(cè)的需求，2001年已有“電導(dǎo)差式軟化器出水硬度檢測(cè)儀”實(shí)用新型專利(專利號(hào)01 2 40023.8)問(wèn)世。
本實(shí)用新型的目的在于，應(yīng)用上述實(shí)用新型專利的原理，提供一種結(jié)構(gòu)上更完善、并有別于上述實(shí)用新型專利的軟化器出水硬度在線監(jiān)測(cè)儀，以便能及時(shí)判斷軟化器出水硬度已達(dá)到了規(guī)定的失效標(biāo)準(zhǔn)。該儀表也可用于對(duì)其他含鹽量穩(wěn)定的低硬度(如小于1mmol/L)水硬度的在線監(jiān)測(cè)。
本實(shí)用新型主要由電導(dǎo)電極池、電訊號(hào)檢測(cè)器、絡(luò)合劑溶儲(chǔ)槽、管道及各種管道構(gòu)件相互連接所構(gòu)成。
附

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖1中，水取樣管1與室溫?fù)Q熱管2、微濾及氣泡分離器3、流向切換閥4、水樣恒流量裝置7、水樣流量計(jì)8、水樣與絡(luò)合劑同溫?fù)Q熱器9的水側(cè)通道、原水樣電導(dǎo)電極池10、水樣與絡(luò)合劑溶液混合器17、加絡(luò)合劑后水樣電導(dǎo)電極池12等由管道依次串聯(lián)連接；絡(luò)合劑溶液儲(chǔ)槽13與絡(luò)合劑溶液恒流量裝置14、絡(luò)合劑溶液流量計(jì)15、水樣與絡(luò)合劑同溫?fù)Q熱器9的絡(luò)合劑側(cè)通道、水與絡(luò)合劑溶液混合器17等依次串聯(lián)連接；兩個(gè)電導(dǎo)電極池10和12通過(guò)導(dǎo)線與電訊號(hào)檢測(cè)器11相連接。
附圖1中，流向切換閥4可以安裝在水取樣管1至水樣恒流量裝置7之間的通道上，或安裝在水樣恒流量裝置7至原水樣電導(dǎo)電極池10之間的通道上。流向切換閥4的兩個(gè)出口，一個(gè)直接與流向切換閥4所在上述兩段通道之一的下游管道相連接，另一個(gè)出口與一小型鈉離子交換柱5的進(jìn)水管相連接，該交換柱5的出口經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥6，與流向切換閥4所在的上述兩段通道之一的下游管道相連接。小型鈉離子交換柱5的進(jìn)水管，也可與另外的供水容器或管道相連接，而不與上述兩段通道之一相連接，在此情況下，在上述通道上可不設(shè)流向切換閥4。
附圖1中，室溫?fù)Q熱管2、微濾及氣泡分離器3、水樣與絡(luò)合劑同溫?fù)Q熱管9等都不是必有的構(gòu)件，它們各自的位置，在原水樣電導(dǎo)電極池10的上游通道中也是可以調(diào)換的。在兩電導(dǎo)電極池10、12中都設(shè)有溫度補(bǔ)償電極的情況下，可不必設(shè)室溫?fù)Q熱管2和水樣與絡(luò)合劑同溫?fù)Q管9。
附圖1中，水樣流量計(jì)8可以安裝于水樣恒流量裝置7至加絡(luò)合劑后水樣電導(dǎo)電極池12之后的排水管的任何管段上；絡(luò)合劑溶液流量計(jì)15可以安裝于絡(luò)合劑溶液恒流量裝置14至水樣與絡(luò)合劑溶液混合器17之間的任何管段上。
附圖1中，水樣和絡(luò)合劑溶液恒流量裝置7和14，可以是帶溢流的恒液位槽，也可以是微型計(jì)量泵等其它裝置。所以，在后一種情況下，水樣和絡(luò)合劑溶液流量計(jì)8和15也不一定都是必須的。若絡(luò)合劑溶液恒流量裝置14是帶溢流的恒液位槽，可以設(shè)置一個(gè)溢流絡(luò)合劑溶液回收瓶16。
該儀表正常工作時(shí)的流程分為三路，即水樣流程、絡(luò)合劑溶液流程和電路。水樣流程是軟化器出水由水取樣管1進(jìn)入儀表的水樣通道，先流經(jīng)室溫?fù)Q熱管2，以使水樣溫度盡量與儀表的環(huán)境溫度相接近，再經(jīng)過(guò)微濾及氣泡分離器3，以去除水樣中可能存在的雜質(zhì)微粒以及由于水樣壓力下降或溫度上升而析出的氣泡，這些雜質(zhì)或氣泡如果附著在流量計(jì)通道或電導(dǎo)電極表面都會(huì)造成流量指示或電導(dǎo)測(cè)量值的偏差。接著水樣向下游流經(jīng)水樣恒流量裝置7后，以恒定的流量進(jìn)一步流經(jīng)水樣流量計(jì)8和水樣與絡(luò)合劑同溫?fù)Q熱器9，該同溫?fù)Q熱器的作用，是使水樣的溫度與已具有儀表環(huán)境溫度的絡(luò)合劑溶液的溫度，在通過(guò)兩個(gè)電導(dǎo)電極池10和12之前達(dá)到更為接近。水樣由同溫?fù)Q熱器9流出后，先流經(jīng)原水樣電導(dǎo)電極池10，再流經(jīng)水樣與絡(luò)合劑溶液混合器17，在那里水樣與按預(yù)定流量比例加入的固定濃度的絡(luò)合劑溶液混合后，繼續(xù)向前流經(jīng)加絡(luò)合劑后水樣電導(dǎo)電極池12后排出。
絡(luò)合劑溶液流程是絡(luò)合劑溶液貯槽13中裝有足夠在一段時(shí)間(8小時(shí)、一天或二天等)內(nèi)供出的固定濃度的絡(luò)合劑(如EDTA)溶液，由該貯槽流出的絡(luò)合劑溶液流經(jīng)絡(luò)合劑溶液恒流量裝置14后，以恒定的流量繼續(xù)流經(jīng)絡(luò)合劑溶液流量計(jì)15、水樣與絡(luò)合劑同溫?fù)Q熱器9后流入水樣與絡(luò)合劑溶液混合器17，在那里與水樣混合均勻后，最后流經(jīng)加絡(luò)合劑后水樣電導(dǎo)電極池12。
電路是兩個(gè)電導(dǎo)電極池10和12的測(cè)量導(dǎo)線都與電訊號(hào)檢測(cè)器11相連接。
在儀表進(jìn)行水樣硬度指示調(diào)零操作時(shí)水樣的流程是以流向切換閥4位于緊接在微濾及氣泡分離器3之后的位置上為例，由水取樣管1流至切換閥4的水樣，由切換閥4將其流向切換至小型鈉離子交換柱5的進(jìn)水管上，使水樣流經(jīng)徹底再生過(guò)的鈉型離子交換樹(shù)脂層，而以零硬度的軟化水流出，再流過(guò)流量調(diào)節(jié)閥6后，流入流向切換閥4與水樣恒流量裝置7之間的管道中，然后繼續(xù)流經(jīng)該管道以下的上述的水樣流程。
該儀表監(jiān)測(cè)水樣硬度的工作原理是在軟化器出水沒(méi)有硬度的情況下，或者在軟化器出水進(jìn)入水取樣管后，流經(jīng)了儀表調(diào)零操作時(shí)的水樣流程(即水樣又流經(jīng)了小型鈉離子交換柱5)的情況下，因而使進(jìn)入原水樣電導(dǎo)電極池10的水完全沒(méi)有鈣、鎂離子時(shí)，則在此之后，當(dāng)向水樣中加入了固定比例的絡(luò)合劑(如EDTA)溶液以后，水樣中的絡(luò)合劑會(huì)保持為未絡(luò)合狀態(tài)，此時(shí)，原水樣電導(dǎo)電極池10與加絡(luò)合劑后水樣電導(dǎo)電極池12所測(cè)得的兩電導(dǎo)值，會(huì)有一個(gè)固定的比值(或差值的代數(shù)值)。而當(dāng)軟化器出水中有硬度、并且當(dāng)其水樣進(jìn)入水取樣管1后，流經(jīng)了儀表正常工作時(shí)的水樣流程時(shí)，由于在水樣與絡(luò)合劑溶液混合器17之后的水中，水樣中的鈣、鎂離子與絡(luò)合劑發(fā)生了絡(luò)合，而使其中的導(dǎo)電離子量比零硬度水時(shí)加入絡(luò)合劑后的導(dǎo)電離子量減少，因而會(huì)使原水樣電導(dǎo)電極池10與加絡(luò)合劑后水樣電導(dǎo)電極池12所測(cè)得的兩電導(dǎo)值之比(或差值的代數(shù)值)有所上升。軟化器出水水樣的硬度越高，上述兩電導(dǎo)比值(或差值的代數(shù)值)會(huì)上升得越多。在軟化器進(jìn)水水質(zhì)和水溫穩(wěn)定、及水樣硬度值不高的情況下，該比值(或差值的代數(shù)值)的變化與水樣中的硬度值有近似的線性關(guān)系，因此可以根據(jù)該比值(或差值的代數(shù)值)由電訊號(hào)檢測(cè)器將水樣的硬度顯示出來(lái)。
根據(jù)上述工作原理可知，當(dāng)水樣水質(zhì)發(fā)生較大改變時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行儀表指示的調(diào)零操作。另外，為了盡量減少水樣水質(zhì)波動(dòng)造成的誤差，所加絡(luò)合劑溶液的濃度，以使其電導(dǎo)率與水樣在同樣溫度下的電導(dǎo)率盡量相近為宜，并且所加絡(luò)合劑的量以稍大于可絡(luò)合軟化器失效時(shí)出水硬度的量為宜。若用于監(jiān)測(cè)低硬度水的硬度，所加絡(luò)合劑的量以稍大于可能出現(xiàn)的最大硬度的量為宜。
以具體的實(shí)施數(shù)據(jù)為例。取水溫20℃的武漢自來(lái)水為水樣，采用本實(shí)用新型對(duì)軟化器的出水硬度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，如規(guī)定軟化器出水硬度達(dá)到0.2mmol/L為失效，在水樣與絡(luò)合劑溶液混合器17中，以水樣與絡(luò)合劑溶液體積比為100∶9的比例加入濃度為2.42mmol/L的EDTA溶液。當(dāng)軟化器出水硬度為零時(shí)，原水樣電導(dǎo)率為222us/cm，加絡(luò)合劑后水樣電導(dǎo)率為224us/cm，前后二者之比為0.99，而前后二者之差為-2us/cm；在軟化器出水硬度達(dá)到0.2mmol/L時(shí)，原水樣電導(dǎo)率與加絡(luò)合劑后水樣電導(dǎo)率之比上升為1.06，二者之差上升為12us/cm。
該儀表的示數(shù)滯后，視儀表正常工作時(shí)水樣流程的長(zhǎng)短，約為2～4分鐘。
在軟化器進(jìn)水含鹽量不高(如小于4mmol/L)、進(jìn)水水質(zhì)基本穩(wěn)定和水樣硬度大于0.025mmol/L的條件下，該儀表的測(cè)定誤差可小于±15％。
權(quán)利要求1.一種由水取樣管、室溫?fù)Q熱管、微濾及氣泡分離器、流向切換閥、絡(luò)合劑溶液儲(chǔ)槽、水和絡(luò)合劑溶液恒流量裝置、水和絡(luò)合劑溶液流量計(jì)、水樣與絡(luò)合劑同溫?fù)Q熱器、水樣與絡(luò)合劑溶液混合器、電導(dǎo)電極池、電訊號(hào)檢測(cè)器以及小型鈉離子交換柱等用管道或?qū)Ь€等相互連接所構(gòu)成的絡(luò)合前后電導(dǎo)差式軟化器出水硬度監(jiān)測(cè)儀，其特征在于原水樣電導(dǎo)電極池10、水樣與絡(luò)合劑溶液混合器17、加絡(luò)合劑后水樣電導(dǎo)電極池12等三個(gè)裝置由管道依次串聯(lián)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的絡(luò)合前后電導(dǎo)差式軟化器出水硬度監(jiān)測(cè)儀，其特征在于在水取樣管1至水樣恒流量裝置7之間的水樣通道上，或在水樣恒流量裝置7至原水樣電導(dǎo)電極池10的水樣通道上，可以安裝流向切換閥4。流向切換閥4的兩個(gè)出口，一個(gè)直接與流向切換閥4所在上述兩段水樣通道之一的下游管道相連接，另一個(gè)出口與一小型鈉離子交換柱5的進(jìn)水管相連接，該交換柱5的出口管經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥6，由管道與流向切換閥4所在的上述兩段水樣通道之一的下游管道相連接。
3.如權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的絡(luò)合前后電導(dǎo)差式軟化器出水硬度監(jiān)測(cè)儀，其特征在于小型鈉離子交換柱5的進(jìn)水管，也可與另外的供水容器或管道相連接，而不與權(quán)利要求2所述的兩段通道之一相連接，在此情況下，在該通道上可不設(shè)流向切換閥4。
專利摘要本軟化器出水硬度監(jiān)測(cè)儀，在使水樣先流經(jīng)一個(gè)電導(dǎo)電極池后，向其中定比例加入固定濃度的絡(luò)合劑，再使其流經(jīng)另一電導(dǎo)電極池。所加絡(luò)合劑的量，稍大于可絡(luò)合軟化器失效時(shí)出水硬度的量。電訊號(hào)檢測(cè)器根據(jù)兩電導(dǎo)電極所測(cè)電導(dǎo)比值或差值的變化，顯示軟化器出水硬度。在前一電導(dǎo)電極池前的管道上，可并聯(lián)一個(gè)可使水樣切換通過(guò)的鈉離子交換柱，以產(chǎn)生零硬度水對(duì)儀表調(diào)零。本儀表可用于對(duì)軟化器出水或其他低硬度水硬度的在線監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01N27/04GK2558990SQ0222934
公開(kāi)日2003年7月2日 申請(qǐng)日期2002年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月10日
發(fā)明者張澄信 申請(qǐng)人:張澄信