專利名稱：在線檢測(cè)水溶液臭氧濃度計(jì)及檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在線檢水溶液中物質(zhì)濃度的測(cè)儀器和用于該儀器的檢測(cè)方法，尤其涉及在線檢測(cè)水溶液臭氧濃度的儀器和用于該儀器的方法。
背景技術(shù)：
目前，水中臭氧剩余濃度測(cè)量原理主要有紫外吸收法和電化學(xué)(膜電極)法。使用紫外吸收法主要是利用臭氧對(duì)波長(zhǎng)λ＝254nim紫外光具有最大吸收系數(shù)，在此波長(zhǎng)下紫外光通過(guò)臭氧層會(huì)產(chǎn)生衰減，符合蘭波特比爾定律。但是對(duì)于水中臭氧濃度測(cè)定使用紫外吸收法的卻顯示差分光度計(jì)易受干擾，測(cè)量精度和靈敏性差；同時(shí)由于水中的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物都同臭氧一樣，吸收同一或相近波長(zhǎng)的紫外光，使得使用該方法測(cè)量的結(jié)果直接受到影響，測(cè)量精度差，使用該方法時(shí)水中懸浮狀態(tài)顆粒也影響測(cè)量精度。膜電極法主要是采用一種具有選擇性的適合臭氧分子的透氣膜，在測(cè)量過(guò)程中水中臭氧通過(guò)膜片擴(kuò)散進(jìn)探頭內(nèi)部并分解成氧氣，反應(yīng)使得膜電極探頭產(chǎn)生電流，這一電流值與水中臭氧濃度成一定的比列關(guān)系。利用專用裝置進(jìn)行內(nèi)部分析運(yùn)算處理后直接顯示出來(lái)。所以，使用膜電極法雖然測(cè)量精度高，受干擾因素少，但由于使用該方法制造的設(shè)備價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)無(wú)法制造，需要從外國(guó)進(jìn)口，所以在我國(guó)普通水處理行業(yè)很難推廣使用。而且現(xiàn)有濃度計(jì)中，還沒(méi)有一種儀器能夠測(cè)量不同水質(zhì)的水溶液中的臭氧濃度。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種線檢測(cè)水溶液臭氧濃度計(jì)和用于該濃度計(jì)的檢測(cè)方法，能夠測(cè)量不同水溶液的臭氧濃度。
技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是氧化還原電位電極探頭的輸出端與電位計(jì)的輸入端連接，電位計(jì)與氧化還原電位電極探頭之間串聯(lián)溫度補(bǔ)償裝置，電位計(jì)的輸出端連接多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置的輸入端，在電位計(jì)與多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置之間串聯(lián)水質(zhì)特征識(shí)別裝置，多功能數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置的輸出端連接數(shù)字顯示裝置的輸入端。
優(yōu)選的，氧化還原電位電極探頭電壓信號(hào)輸出端與電位計(jì)的信號(hào)輸入端連接，電位計(jì)溫度信號(hào)輸入端與氧化還原電位電極探頭的溫度感應(yīng)器之間串聯(lián)溫度補(bǔ)償裝置，電位計(jì)電壓信號(hào)輸出端連接多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置的電壓信號(hào)輸入端，在電位計(jì)的指示電極電信號(hào)輸出端與多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置的參比信號(hào)輸入端之間串聯(lián)水質(zhì)特征識(shí)別裝置，多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置的電信號(hào)輸出端連接數(shù)字顯示裝置的電信號(hào)輸入端。
優(yōu)選的，檢測(cè)水溶液臭氧濃度的多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置執(zhí)行以下步驟采集水質(zhì)特征識(shí)別裝置提供的水質(zhì)特征信號(hào)，采集電位計(jì)提供的電信號(hào)；根據(jù)上述得到的水質(zhì)特征信號(hào)和電信號(hào)計(jì)算得出臭氧濃度，公式為y＝k1*k2*(a*x+b)+C；輸出得到的臭氧濃度。
優(yōu)選的，多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置的電流信號(hào)輸出端連接比較放大器。
有益效果由于本發(fā)明包括氧化還原電位電極探頭，與氧化還原電位電極探頭連接的電位計(jì)，電位計(jì)與氧化還原電位電極探頭之間串聯(lián)溫度補(bǔ)償裝置，與電位計(jì)連接的多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置，與多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置連接的數(shù)字顯示裝置和分別與電位計(jì)及多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置連接的水質(zhì)特征識(shí)別裝置。所以本實(shí)用新型可以在水質(zhì)特征識(shí)別裝置和多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置的作用下，達(dá)到測(cè)量不同水溶液中臭氧濃度的效果。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，氧化還原電位電極探頭電壓信號(hào)輸出端與電位計(jì)的信號(hào)輸入端連接，電位計(jì)溫度信號(hào)輸入端與氧化還原電位電極探頭溫度感應(yīng)器之間串聯(lián)溫度補(bǔ)償裝置，電位計(jì)電壓信號(hào)輸出端連接多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置的電壓信號(hào)輸入端，在電位計(jì)的指示電極電信號(hào)輸出端與多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置的參比信號(hào)輸入端之間串聯(lián)水質(zhì)特征識(shí)別裝置，多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置的電信號(hào)輸出端連接數(shù)字顯示裝置的電信號(hào)輸入端。所以本實(shí)用新型可以通過(guò)電位計(jì)獲得水溶液的氧化還原電位，利用水溶液的氧化還原電位與水溶液中臭氧濃度的關(guān)系，通過(guò)多功能數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置來(lái)得到水溶液中的臭氧濃度；由于本實(shí)用新型的電位計(jì)指示電極電信號(hào)輸出端及多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置參比信號(hào)輸入端連接的水質(zhì)特征識(shí)別裝置，由于不同水質(zhì)的氧化還原電位值是不同的，所以可以根據(jù)測(cè)得的氧化還原電位值得到水溶液的質(zhì)量，然后再通過(guò)多功能數(shù)字轉(zhuǎn)化裝置得到不同水質(zhì)中的臭氧濃度。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)水溶液臭氧濃度的多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置通過(guò)采集水質(zhì)特征識(shí)別裝置提供的水質(zhì)特征信號(hào)和電位計(jì)提供的電信號(hào)，所以，可以利用水溶液臭氧濃度與氧化還原電位之間的關(guān)系，根據(jù)上述得到的水質(zhì)特征信號(hào)和電信號(hào)計(jì)算得到臭氧濃度并輸出。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，包括比較放大器，所以可以將測(cè)量到的臭氧濃度信號(hào)經(jīng)過(guò)比較放大后，控制外界裝置。
因此本發(fā)明可以達(dá)到測(cè)量不同水溶液的臭氧濃度，并可以根據(jù)測(cè)量到的臭氧濃度信號(hào)控制外界裝置的效果。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明的電路圖；圖2是本發(fā)明的電路框圖；圖3是本發(fā)明多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置實(shí)現(xiàn)檢測(cè)水溶液臭氧濃度的方法步驟流程圖。
圖4是當(dāng)水溶液是脫氯自來(lái)水時(shí)，臭氧濃度和氧化還原電位值的關(guān)系曲線圖；圖5是當(dāng)水溶液是地下水時(shí)，臭氧濃度和氧化還原電位值的關(guān)系曲線圖；圖6是當(dāng)水溶液是純化水時(shí)，臭氧濃度和氧化還原電位值的關(guān)系曲線圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的氧化還原電位電極探頭101的輸出端與電位計(jì)104的輸入端連接，電位計(jì)104與氧化還原電位電極探頭101之間串聯(lián)溫度補(bǔ)償裝置102，電位計(jì)104的輸出端連接多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置105的輸入端，在電位計(jì)104與多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置105之間串聯(lián)水質(zhì)特征識(shí)別裝置103，多功能數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置105的輸出端連接數(shù)字顯示裝置106的輸入端。
如圖2所示，本發(fā)明的氧化還原電位電極探頭101的第一電壓信號(hào)輸出端11和電位計(jì)104的參比電極輸入端41相連，氧化還原電位電極探頭101的第二電壓信號(hào)輸出端13與電位計(jì)104的測(cè)量信號(hào)輸入端42連接；電位計(jì)104的溫度信號(hào)輸入端45與氧化還原電位電極探頭101的溫度感應(yīng)器12之間串聯(lián)溫度補(bǔ)償裝置102，電位計(jì)104電壓信號(hào)輸出端43連接多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置105的電壓信號(hào)輸入端51，在電位計(jì)104的指示電極電信號(hào)輸出端44與多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置105的參比信號(hào)輸入端53之間串聯(lián)水質(zhì)特征識(shí)別裝置103，多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置105的電信號(hào)輸出端52連接數(shù)字顯示裝置106的電信號(hào)輸入端61。
如圖3所示，是多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置實(shí)現(xiàn)檢測(cè)水溶液臭氧濃度的方法步驟流程圖，即采集水質(zhì)特征識(shí)別裝置103提供的水質(zhì)特征信號(hào)和電位計(jì)104提供的電信號(hào)；根據(jù)上述得到的水質(zhì)特征信號(hào)和電信號(hào)計(jì)算得出臭氧濃度，計(jì)算公式是y＝k1*k2*(a*x+b)+C，其中，X代表臭氧濃度，其范圍是0.01-1.20mg/L，a為方程系數(shù)，其范圍是40-60，b為方程系數(shù)，其范圍是60-300，c為待測(cè)水溶液起始氧化還原電位值，其范圍是650-900mV，Y為氧化還原電位值，其范圍是650-1000mV；輸出得到的臭氧濃度。
將氧化還原電位電極探頭101放入水溶液中，通過(guò)電位計(jì)104可以測(cè)量得到水溶液的氧化還原電位，由于氧化還原電位隨著水溶液中臭氧濃度的增大而提高，所以多功能數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置105利用此原理可以計(jì)算得出水溶液中的臭氧濃度。本實(shí)用新型又根據(jù)不同水溶液的PH值與電導(dǎo)率之間的關(guān)系設(shè)置了水質(zhì)特征識(shí)別裝置103，從而達(dá)到測(cè)量不同水溶液中的臭氧濃度的目的，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量水溶液中的臭氧濃度。
如圖4所示，當(dāng)水溶液是脫氯自來(lái)水時(shí)，根據(jù)水質(zhì)特征方程y＝k1*k2*(a*x)+b，當(dāng)濃度區(qū)間為0.75-1.2mg/L時(shí)，k1*k2＝0.95，a＝42.1，b＝105.26，C＝790，脫氯自來(lái)水的水質(zhì)方程為Y＝0.95*(42.1*X+105.26)+790。
所以，當(dāng)測(cè)量氧化還原電位值Y＝920時(shí)，臭氧濃度值X＝0.75。
當(dāng)測(cè)量氧化還原電位值Y＝930時(shí)，臭氧濃度值X＝1.0。
當(dāng)測(cè)量氧化還原電位值Y＝938時(shí)，臭氧濃度值X＝1.2。
如圖5所示，當(dāng)水溶液是地下水時(shí)，根據(jù)水質(zhì)特征方程y＝k1*k2*(a*x+b)+C，當(dāng)濃度區(qū)間為0.65-1.1mg/L時(shí)，k1*k2是0.8值，a＝50，b＝245，C＝700，地下水的水質(zhì)方程為Y＝0.8*(50*X+245)+700。
所以，當(dāng)測(cè)量氧化還原電位值Y＝922時(shí)，臭氧濃度值X＝0.65；當(dāng)測(cè)量氧化還原電位值Y＝930時(shí)，臭氧濃度值X＝0.85；當(dāng)測(cè)量氧化還原電位值Y＝940時(shí)，臭氧濃度值X＝1.1。
如圖6所示，當(dāng)水溶液是純化水時(shí)，根據(jù)水質(zhì)特征方程y＝k1*k2*(a*x+b)+C，當(dāng)濃度區(qū)間為0.7-1.15mg/L時(shí)，k1*k2＝1.0，a＝40，b＝90，C＝810，地下水的水質(zhì)方程為Y＝1.0*(40*X+90)+810。
所以，當(dāng)測(cè)量氧化還原電位值Y＝928時(shí)，臭氧濃度值X＝0.7；當(dāng)測(cè)量氧化還原電位值Y＝936時(shí)，臭氧濃度值X＝0.9；當(dāng)測(cè)量氧化還原電位值Y＝944時(shí)，臭氧濃度值X＝1.1。
又如圖1和圖2所示，多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置105的電流信號(hào)輸出端連接了比較放大器200，所以可以根據(jù)得到的臭氧濃度控制外界裝置。
如上所述的氧化還原電位電極采用的是ASRS2601復(fù)合ORP黃金電極；電位計(jì)104采用的芯片是CA3140E/P427CP3；多功能數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置采用的芯片是W78E581B-40/523GE2507678A-142RA。
權(quán)利要求
1.一種在線檢測(cè)水溶液臭氧濃度計(jì)，其特征在于，氧化還原電位電極探頭(101)的輸出端與電位計(jì)(104)的輸入端連接，電位計(jì)(104)與氧化還原電位電極探頭(101)之間串聯(lián)溫度補(bǔ)償裝置(102)，電位計(jì)(104)的輸出端連接多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置(105)的輸入端，在電位計(jì)(104)與多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置(105)之間串聯(lián)水質(zhì)特征識(shí)別裝置(103)，多功能數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置(105)的輸出端連接數(shù)字顯示裝置(106)的輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的在線檢測(cè)水溶液臭氧濃度計(jì)，其特征在于，氧化還原電位電極探頭(101)的第一電壓信號(hào)輸出端(11)和電位計(jì)(104)的參比電極輸入端(41)相連，氧化還原電位電極探頭(101)的第二電壓信號(hào)輸出端(13)與電位計(jì)(104)的測(cè)量信號(hào)輸入端(42)連接；電位計(jì)(104)的溫度信號(hào)輸入端(45)與氧化還原電位電極探頭(101)的溫度感應(yīng)器(12)之間串聯(lián)溫度補(bǔ)償裝置(102)，電位計(jì)(104)電壓信號(hào)輸出端(43)連接多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置(105)的電壓信號(hào)輸入端(51)，在電位計(jì)(104)的指示電極電信號(hào)輸出端(44)與多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置(105)的參比信號(hào)輸入端(53)之間串聯(lián)水質(zhì)特征識(shí)別裝置(103)，多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置(105)的電信號(hào)輸出端(52)連接數(shù)字顯示裝置(106)的電信號(hào)輸入端(61)。
3.一種用于如權(quán)利要求1或2所述的在線檢測(cè)水溶液臭氧濃度計(jì)的在線檢測(cè)水溶液臭氧濃度的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟1)、采集水質(zhì)特征識(shí)別裝置(103)提供的水質(zhì)特征信號(hào)，采集電位計(jì)(104)提供的電信號(hào)；2)、根據(jù)上述采集到的水質(zhì)特征信號(hào)和電信號(hào)計(jì)算得出臭氧濃度，y＝k1*k2*(a*x+b)+C，其中，X代表臭氧濃度，其范圍是0.01-1.20mg/L，a為方程系數(shù)，其范圍是40-60，b為方程系數(shù)，其范圍是60-300，c為待測(cè)水溶液起始氧化還原電位值，其范圍是650-900mV，Y為氧化還原電位值，其范圍是650-1000mV；k1和k2是方程修正系數(shù)；3)、輸出得到的臭氧濃度。
4.如權(quán)利要求2所述的在線檢測(cè)水溶液臭氧濃度計(jì)，其特征在于，多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置(105)的電流信號(hào)輸出端(54)連接比較放大器(200)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在線檢測(cè)水溶液臭氧濃度計(jì)，該在線檢測(cè)水溶液臭氧濃度計(jì)氧化還原電位電極探頭的輸出端與電位計(jì)的輸入端連接，電位計(jì)(104)與氧化還原電位電極探頭之間串聯(lián)溫度補(bǔ)償裝置，電位計(jì)的輸出端連接多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置的輸入端，在電位計(jì)與多功能數(shù)字運(yùn)算處理裝置之間串聯(lián)水質(zhì)特征識(shí)別裝置，多功能數(shù)字轉(zhuǎn)換裝置的輸出端連接數(shù)字顯示裝置的輸入端，使得本發(fā)明能夠測(cè)量不同水溶液的臭氧濃度。
文檔編號(hào)G01N33/18GK101059471SQ200710022989
公開(kāi)日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者樂(lè)飛, 薛飛, 孫榮生, 黃良軍 申請(qǐng)人:江蘇康爾臭氧有限公司