专利名称：印染退浆废水中的浆浓度和碱浓度检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业印染废水处理装置。
背景技术：
印染行业前处理退浆工序所产生的退浆废水是高浓度、碱性、有机废水，浆料乳 化，分散在溶液中，ra值达14以上，化学需氧量COD高达2-3万mg/L，是整个印染废水中污 染值最高，最难处理的，也是印染废水处理效果不理想的重要因数之一。根据"清浊分流，分 质处理"的理念，采用自主知识产权的"零排放专用助剂"，重点对退浆废水进行即时处理， 残碱余热回用，并对处理后的絮凝物(或称污泥)进行资源再利用开发，从而达到退浆废水 的零排放处理，这是印染退浆废水处理的一个创新，实现了节能、降耗、减排、增效的目的。 退浆废水处理中，很关键的一个环节是检测废水中的浆浓度和碱浓度，这是正确 投放助剂用量的依据，是确保经济性，并有效地处理退浆废水的关键。因此，如何检测废水 中的浆浓度和碱浓度是待解决的问题。

实用新型内容本实用新型目的就是提供一种用于检测退浆废水中的浆浓度和碱浓度从而为处 理废水提供有效的参考依据的检测仪。 为了达到上述发明目的，本实用新型的技术方案为一种印染退浆废水中的浆浓 度和碱浓度检测仪，它包括 浆浓度测量单元，所述的浆浓度测量单元包括设置在退浆废水溶液中相距设定距 离的发射端超声波传感器和接收端超声波传感器、与所述的发射端超声波传感器输入端相 连接用于向其提供超声波信号源的超声波发生器、分别与所述的发射端超声波传感器和接 收端超声波传感器的输出端相电连接的信号处理电路以及与所述的信号处理电路输出端 相连接的控制器，所述的控制器根据发射端超声波传感器输出的信号与接收端超声波传感 器输出的信号时间差对浆浓度进行计算； 钠离子浓度测量单元，所述的钠离子浓度测量单元包括设置在退浆废水溶液中的 两个相连通的环形电感线圈、与其中一环形电感线圈相电连接的振荡与激励电路、与另一 环形电感线圈相电连接的放大电路以及与所述的放大电路输出端相电连接的处理器，所述 的处理器根据另一环形电感线圈的输出测量废水溶液的电导率从而计算出钠离子浓度； 由所述的浆浓度测量单元测得的浆浓度以及钠离子浓度测量单元测得的钠离子 浓度从而获得退浆废水溶液中的碱浓度大小。 更进一步地，该检测仪还包括温度补偿单元，所述的温度补偿单元包括设置在退 浆废水溶液中的温度传感器、与所述的温度传感器输出端相电连接的温度检测电路，所述 的温度检测电路输出端与所述的控制器或处理器相电连接，所述的温度补偿单元用于检测 溶液的温度以保持温度稳定。 所述的控制器和处理器为同一控制芯片。[0011] 所述的信号处理电路包括依次相电连接的放大电路、整形电路以及与两整形电路 输出端相连接的鉴相器。 由于上述技术方案的运用，本实用新型具有下列优点本实用新型利用超声波原 理进行浆浓度的检测，利用溶液电导率对溶液中的钠离子浓度进行检测，通过检测到的浆 浓度与钠离子浓度从而可得到溶液中残余氢氧化钠的浓度，即碱浓度，因此，通过该检测仪 对浆浓度和碱浓度的检测，为后续废水的合理处理提供了较大的参考依据。

附图1为根据本实用新型所实施的检测仪原理框图； 附图2为浆浓度与声速关系曲线图； 附图3为钠离子浓度检测原理图； 附图4为钠离子浓度与电导率关系曲线图； 其中1、浆浓度测量单元；11、发射端超声波传感器；12、接收端超声波传感器； 13、超声波发生器；14、信号处理电路；141、放大电路；142、整形电路；143、鉴相器；15、信号 处理电路；151、放大电路；152、整形电路；16、控制器； 2、钠离子浓度测量单元；L1、环形电感线圈；L2、环形电感线圈；21、振荡与激励电 路；22、放大电路；23、处理器； 3、温度补偿单元；31、温度传感器；32、温度检测电路；具体实施方式下面将结合附图对本实用新型优选实施方案进行详细说明 参见图1所示的检测仪，其主要由两块功能单元组成，一块为浆浓度测量单元1， 另一块为钠离子浓度测量单元2，其中，浆浓度测量单元1包括设置在退浆废水溶液中相距 设定距离的发射端超声波传感器11和接收端超声波传感器12、与发射端超声波传感器11 输入端相连接用于向其提供超声波信号源的超声波发生器13、分别与发射端超声波传感器 11和接收端超声波传感器12的输出端相电连接的信号处理电路14、15以及与信号处理电 路14、15输出端相连接的控制器16，其中，与发射端超声波传感器11相电连接的信号处理 电路14包括放大电路141、整形电路142，与接收端超声波传感器12输出端相连接的信号 处理电路15包括放大电路151、整形电路152，两整形电路142U52的输出端与一鉴相器 143相电连接，鉴相器143的输出端与控制器16的输入端相连接，在本实施例中，控制器16 可选用型号为MP LPC2366的控制芯片，同时，放大电路、整形电路以及鉴相器采用本领域 通用的电路，在此对此具体电路不在赘述。 下面将对上述浆浓度测量单元1的工作原理进行介绍 众所周知，超声波在溶液中的传播速度v是溶液中介质浓度C和温度T的函数，即 v = F(C， T)，因此，我们可以测量不同温度T下声波在溶液中的传播速度，再根据被测介质 声速与浓度间对应的函数关系从而可求得溶液中相应介质的浓度。 在实际测量时，对应于不同介质浓度的声速测量一般转化为对声传播时间t的测 量，在发射端超声波传感器和接收端超声波传感器间的距离即声程L 一定时，v和t的关系[0025] 而印染退桨废水的温度一般都在90-95度之间，此时，温度基本可以认为是不变
量，此时，浆浓度C基本可以认为是声速V的一元函数，即 C (v) = a+b * V+c * V * V 其中a、b、c均为常数； V为声速； C(v)为浆浓度。 其关系曲线图参见图2所示。 钠离子浓度测量单元2包括设置在退浆废水溶液中的两个相连通的环形电感线 圈L1、L2、与环形电感线圈Ll相电连接的振荡与激励电路21、与另一环形电感线圈L2相电 连接的放大电路22以及与所述的放大电路22输出端相电连接的处理器23，该处理器23可 与浆浓度测量单元1中的控制器16共用，下面对钠离子浓度测量单元2的工作原理进行说 明 与金属导体一样，电解质溶液是电的良导体，遵守欧姆定律。 一般用电导G或电导 率Is来衡量溶液的导电能力。 G = 1/R = SXA/L 式中R——电阻率； S-电导率(S/cm); A——导体截面积(cm2); L——导体长度(cm)。 电解质溶液中，单位体积内所含离子浓度和离子化合价越高，离子迁移速度越快， 则电导率越大。检测退浆废水中所用的钠离子浓度时，只需要考虑其浓度和温度因素。试 验表明，溶液的电导率Is与所含离子浓度C近似成正比关系，如图4所示。 图3所示的为利用环形电感线圈在溶液中测量时的等效电路示意图，L1和L2是两 个相互绝缘的环形电感线圈，将其固化在一起，孔是连通的。将两线圈放置于被测液体中， 则被测液体必然穿过两线圈的连通孔。由于被测的溶液是电介质，是导电的，因此，可把液 体看作是图中所示的模拟导体，此模拟导体穿过环形线圈Ll和L2，此时，如果在Ll线圈通 以一个等幅的交流信号，由于模拟导体穿过Ll磁环，则在模拟导体内必然有感应电流，同 时模拟导体也穿过L2线圈磁环，于是在L2线圈内必然感应出输出信号。当在L1内的输入 信号的幅度确定后，输出信号的大、小将随着模拟导体内电流的大、小而变化。由于模拟导 体是被测液体，其电导率与被测液体的酸、碱浓度成正比，因此通过检测L2输出信号的大、 小，对输出信号进行相应的变换处理，即可测出模拟导体内电流的大、小(转换成电压输出 范围为0-3. 3V之间)，于是就测出了模拟导体的电导率，从而可以折算出钠离子的浓度。 因为退浆过程中，部分氢氧化钠，经化学反应后，变成了氯化钠，钠离子浓度不变， 而氢氧根离子反应后消失，所以，由上述分别测得的浆浓度A和钠离子浓度B可以得到残余 氢氧化钠浓度C = B-A * K(K为常数，是一个经验数据)，即得到需要测量的碱浓度。 由于在测量过程中，溶液的温度不是固定不变的，为了测量的精度更高，本实施例 的检测仪还包括一温度补偿单元3，该温度补偿单元3包括设置在废水溶液中的温 传感器31、与温度传感器31输出端相连接的温度检测电路32，温度检测电路32又将输出的电 压信号输入至上述的控制器中，从而，控制器根据采集的信息判断溶液温度的变化，以对溶 液温度进行调整，从而保证测量的精确性。
权利要求一种印染退浆废水中的浆浓度和碱浓度检测仪，其特征在于它包括浆浓度测量单元(1)，所述的浆浓度测量单元(1)包括设置在退浆废水溶液中相距设定距离的发射端超声波传感器(11)和接收端超声波传感器(12)、与所述的发射端超声波传感器(11)输入端相连接用于向其提供超声波信号源的超声波发生器(13)、分别与所述的发射端超声波传感器(11)和接收端超声波传感器(12)的输出端相电连接的信号处理电路(14、15)以及与所述的信号处理电路(14、15)输出端相连接的控制器(16)，所述的控制器(16)根据发射端超声波传感器(11)输出的信号与接收端超声波传感器(12)输出的信号时间差对浆浓度进行计算；钠离子浓度测量单元(2)，所述的钠离子浓度测量单元(2)包括设置在退浆废水溶液中的两个相连通的环形电感线圈(L1、L2)、与其中一环形电感线圈(L1)相电连接的振荡与激励电路(21)、与另一环形电感线圈(L2)相电连接的放大电路(22)以及与所述的放大电路(22)输出端相电连接的处理器(23)，所述的处理器(23)根据另一环形电感线圈(L2)的输出测量废水溶液的电导率从而计算出钠离子浓度。
2. 根据权利要求1所述的印染退浆废水中的浆浓度和碱浓度检测仪，其特征在于该 检测仪还包括温度补偿单元(3)，所述的温度补偿单元(3)包括设置在退浆废水溶液中的 温度传感器(31)、与所述的温度传感器(31)输出端相电连接的温度检测电路(32)，所述的 温度检测电路(32)输出端与所述的控制器(16)或处理器(23)相电连接，所述的温度补偿 单元(3)用于检测溶液的温度以保持温度稳定。
3. 根据权利要求1或2所述的印染退浆废水中的浆浓度和碱浓度检测仪，其特征在于 所述的控制器(16)和处理器(23)为同一控制芯片。
4. 根据权利要求1所述的印染退浆废水中的浆浓度和碱浓度检测仪，其特征在于所 述的信号处理电路(14、15)包括依次相电连接的放大电路(141、151)、整形电路(142U52) 以及与两整形电路(142U52)输出端相连接的鉴相器(143)。
专利摘要本实用新型涉及一种印染退浆废水中的浆浓度和碱浓度检测仪，它包括浆浓度测量单元和钠离子浓度测量单元，所述的浆浓度测量单元包括设置在退浆废水溶液中相距设定距离的发射端超声波传感器和接收端超声波传感器、与超声波发生器、信号处理电路以及控制器，所述的钠离子浓度测量单元包括设置在退浆废水溶液中的两个相连通的环形电感线圈、与其中一环形电感线圈相电连接的振荡与激励电路、与另一环形电感线圈相电连接的放大电路以及与处理器，由所述的浆浓度测量单元测得的浆浓度以及钠离子浓度测量单元测得的钠离子浓度从而获得退浆废水溶液中的碱浓度大小。通过该检测仪对浆浓度和碱浓度的检测，为后续废水的合理处理提供了较大的参考依据。
文档编号G01N29/024GK201477075SQ20092018554
公开日2010年5月19日 申请日期2009年6月17日 优先权日2009年6月17日
发明者沈自强 申请人:沈自强