专利名称：水质硬度在线检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水质硬度在线检测装置，用于锅炉软化水处理装置上， 可连续测量水质硬度，并及时发现水质硬度超标自动报警与自动控制再生，确 保锅炉安全运行。
背景技术：
目前，传统的锅炉软化水装置对硬度检测都是采用人工定时化验法，每小时 化验一次，易造成漏硬不能及时发现，造成锅炉结垢，需定期酸洗，既影响生 产又浪费财物。 发明内容
为了实现水质硬度在线自动检测，多年来科学家一直在努力，但始终未能 解决。本实用新型提供一种水质硬度在线检测装置，该装置实现了水质硬度在 线连续自动检测与数字显示，并自动记录一年的运行数据和曲线，能超限报警 与自动控制再生。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是在测量池中连续流入被 测量的含钙离子水，测量池中插入电化学硬度测量传感器，即甘汞参比电极和 钙离子浓度选择电极组成以下化学电池，甘汞参比电极由玻璃管内充Hg I Hg2Cl2，KCl I l组成正电极；钙离子浓度选择电极由硬塑管内充Ag I Ag2Cl2 ， CaCl2，渗透膜ll组成负电极，其产生的电动势与水中钙离子浓度符合能施特 方程电动势E-Eo+(2.303RT/nF)xlog[Ca"];式中[Ca"]表示钙离子浓度。因此， 只要测出电动势的数值，通过PLC可编程序控制器及测量软件即可计算出水中 钙离子浓度，再送到触摸屏进行水质硬度显示与操作，当硬度超限时可发出报 警及自动再生控制指令。
本实用新型的有益效果是可在线连续自动测量与显示水质硬度，自动发 出报警与控制再生信号。标准水处理设备设计有一级软化罐和二级软化罐串联 使用，本水质硬度在线检测装置，可同时测量两只罐出口的硬度，能充分利用 树脂的交换能力，自动选择最佳的再生周期，最大限度的节省盐(Nacl)和水的消耗，大大降低运行成本。本设备可自动定时进行标定，保持测量精度，防止
水质硬度漏硬，也可人工输入标准硬度即时标定。
图1是本实用新型的的测量电路原理框图。
图l中l.测量池，2.参比电极，3.钙电极，4.数据采集，5.A/D转换器， 6. PLC可编程序控制器，7.触摸屏，8.控制输出器，9.被测水处理装置 在图2所示的实施例中，是测量与自动标定的工艺流程图。 图2中l.测量池，2.参比电极，3.钙电极，IO.蒸馏水罐，11.已知硬度标准 样水罐，12.搅拌器，13.排水槽，14.进水电磁阀，15.排水电磁阀，16.蒸馏水 电磁阀，17.标准样进水电磁阀，18.A组运行进水电磁阀，19.B组运行进水电 磁御,20.溢流管
^体实施方式
在图2所示实施例中，正常测量时，A、B组软化水分别连续流经电磁阀(18) 或(19)，电磁阀(14)进入测量池(1)，水满后从溢流管(20)排入排水槽(B)， 在测量池中插入参比电极(2)、钙电极(3)，当软化水含有钙离子时，两只电 极间会产生化学电动势，用屏蔽线与图1中数据采集(4)连接，经A/D转换器 (5)转换为数字量，用485通信方式传给PLC (6)，经PLC (6)数字处理及 数学运算得出水质硬度值送到触摸屏(7)进行显示与操作，并自动记录一年内
的数据和曲线，同时按程序要求启动控制输出器(8)去控制运行工艺流程进行 切换，因水处理都是A、 B两组轮换工作与再生，所以测量取样水也必须自动轮 流切换。
在图2所示的实施例中，测量工作运行一段时间，因测量电极老化，会产生特 性漂移，测量的硬度值产生偏差，故测量装置会定时启动自动标定的功能，这 时电磁阀(14)自动关闭，暂时停止测量，进入标定程序第一步电磁阀(15) 打开，放掉测量池中的存水；第二步关闭电磁阀(15)，打开电磁阀(16)，放蒸 馏水进测量池进行清洗，同时开动搅拌器；第三步开电磁阀(15)，放掉清洗水; 第四步打开电磁阀(17)，放已知硬度的标准水样进测量池，这时PLC (6)会 记录下标准水样的电动势E，自动进行数学模型修正校准，这步全过程为30秒;第五步放掉标准样水，关闭电磁阀(15)，打开电磁阀(14)，恢复继续硬度测量， 本设备还设计有人工手动即时标定的功能。
权利要求1、一种水质硬度在线检测装置，它是由参比电极、钙电极、测量池、搅拌器、PLC、触摸屏、蒸馏水罐、已知硬度标准样水罐、电磁阀(14、15、16、17)组成，其特征是由参比电极和钙电极组成硬度传感器，并安装在测量池中，软化水连续流入测量池并从溢流管排出，而硬度传感器测得电信号与水中钙离子浓度的关系符合能斯特方程，此信号送入PLC进行软件数据处理，结果送给触摸屏显示水质硬度值并输出报警与自动再生控制指令。
专利摘要本实用新型是一种水质硬度在线检测装置，由参比电极(2)和钙电极(3)组成硬度传感器安装在测量池(1)中，A、B两组软化水通过电磁阀(18)、(19)、(14)切换，分别流入测量池(1)后从溢流管(20)流进排水槽(13)，硬度传感器将水中钙离子浓度转换为电信号，此电信号经过PLC及专用软件处理即可在触摸屏上显示出水质硬度值，当显示硬度值偏差超限时，本装置可实现自动标定，确保测量精度，水质硬度值超标时，本装置能自动发出报警和再生控制信号，使A、B两组软化水装置自动切换运行和再生，确保锅炉安全运行。
文档编号G01N27/403GK201255732SQ20072001562
公开日2009年6月10日 申请日期2007年11月2日 优先权日2007年11月2日
发明者吴金华, 商国胜, 宫卓立, 张宝东, 倩 李 申请人:宫卓立;张宝东