专利名称：水质分析仪表多通道取样切换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水质分析仪表多通道取样切换装置，属环保监测仪器技术领域。
背景技术：
为确保火力发电厂汽轮发电机组锅炉水质的要求，国家规定300MW及以上发电机 组凝结水必须进行精处理。目前凝结水精处理国内外主要是采用高速混床法，即阴、 阳离子交换树脂混床。判断混床是否正常运行，混床的出水电导率、PH、硅、钠等水 质情况是重要的工艺指标。由于钠分析仪只有一路检测通道，价格昂贵，而生产现场 需要对多台混床的出口样水进行检测，设计一套水质分析仪表多通道取样切换装置， 使钠表能够分时对多路样水进行检测，既能满足工艺的需要，又能节约成本，是工业 生产过程检测采用的较好选择。
以往的多通道取样切换装置产品，仅设计两位两通电磁阀通过可编程控制器PLC 系统来定时切换，产品存在出水管路之间的样水交叉影响，仅能在远程监控和通过PLC 程序设定时间来对管路样水切换出现稳定样水时间和取样时间不同步的情况。
发明内容
本实用新型目的是提出一种高速混床出水的水质分析仪表多通道取样切换装置。
本实用新型的技术方案是水质分析仪表多通道取样切换装置，水质分析仪表多 通道取样切换装置在混床母管来样水管路和多台混床来样水管路上均串接一只背压调 节阀和一只二位三通电磁阀，所有的二位三通电磁阀均汇总连接至一只二位三通电磁 阀的出水管路并接至钠表；在背压调节阀和二位三通电磁阀之间设有样水管路连接硅 表；同时将钠表切换装置中的单片机串口电路相连接。
该装置包括就地检测装置和就地控制装置。就地检测装置主要包括取样管路、 背压调节阀、两位三通电磁阀、硅表和钠表等，就地控制装置主要包括多路控制开关 及继电器组、单片机、显示设定电路、接口电路和电源电路等，用于控制二位三通电 磁阀的切换，本装置的特点是
(1) 采用背压调节阀是当取样电磁阀关闭时，设置背压调节阀泻掉多余的压力， 既能保证硅表、钠表合适的进水压力，又能保证选中的取样管路上有流动的样水，避 免产生管壁效应和增加响应时间。
(2) 选用两位三通电磁阀既消除了没有选中样水管路中一段不动的样水影响，又 防止了出水管路之间的样水交叉影响，同时很方便地进行检验。
(3) 整个就地控制装置电路的主要核心部分为单片机，以兼容C语言软件平台开 发的单片机根据反应混床运行状态的进出口阀门反馈信号和预先设定好的各通道切换 时间控制多路控制开关及继电器来控制取样管路上的三通电磁阀，实现通道的选择和钠表示数的轮巡显示。
(4) 单片机的接口电路通过串口与钠表的RS-485通讯接口相连，获取钠分析仪相 关的实时模拟量数据、报警和状态等信息，把钠分析仪实时状态的时间段和就地控制 装置轮巡的各混床时间段进行比较，确保钠分析仪机器内的稳定样水时间和取样分析 时间与此时从一路取样管路切换过来的稳定样水时间和取样分析时间正好吻合。
(5) 对硬件和软件进行适当和简单的修改就可以改变切换通道的数量，样水的取 样设定时间可由显示器的操作面板来完成，同时就地控制装置留有RS-485和USB两种与 计算机进行通信的端口和直接输出钠表读数的4-20mA的模拟量接口 。
本实用新型的有益效果是，本装置适用于环保水处理监测仪表系统，采用单片机 构成小型微机智能控制系统，可以对工业过程中多通道样水管路自动巡回检测和显示， 超限报警，误差修正和通过打印机接口将各种工艺参数打印输出；同时可以通过串联 通迅口与上位计算机联网，在上位机监控相关的工艺参数。能就地操作又能远程监控， 读数准确，扩展灵活方便，避免了以往产品出水管路之间的样水交叉影响，仅能在远 程监控和通过PLC程序设定时间来对管路样水切换出现稳定样水时间和取样时间不同 步的情况。该装置能满足生产控制的实际需要，具有较高的实用性。
图l为本实用新型水质分析仪表多通道取样切换器装置结构图具体实施方式
以下结合附图对本申请实用新型作进一歩的说明
该装置由就地检测装置和就地控制装置两部分组成。就地检测装置主要包括取 样管路、背压调节阀、两位三通电磁阀和钠表等，就地控制装置由多路控制开关及继 电器组、单片机、显示设定电路、接口电路和电源电路等组成。具体的结构图如图l 所示。附表l，几种不同取样方式的混床出水钠表示数比较。
就地检测装置安装背压调节阀而不选用常用的截止阀，是由于在取样管路上截止 阀后设有去钠表、导电率表或硅表的多路取样分管，同时硅表对进水的压力有一定的 要求范围，当这路去钠分析仪的取样电磁阀关闭时，设置背压调节阀泻掉多余的压力， 既能保证硅表适宜的进水压力，又能保证选中的取样管路上有流动的样水，避免产生 管壁效应和增加响应时间，在选择背压调节器时要尽可能的选用与实际工作压力相近 的背压调节器品种，提高阀门的稳压性能；就地检测装置装有两位三通电磁阀而不选 用通常的两位两通电磁阀，既消除了没有选中样水管路中的一段不动的样水影响，又 防止了出水管路之间的样水交叉影响，同时很方便地进行检验，选用共用两位三通电 磁阀，开启快速，寿命长。
整个就地控制装置电路的主要核心部分为单片机，单片机具有体积小、功耗低、 性价比高等特点，这里选用单片机来实现对现场多通道取样系统的切换和记录，切换 时间短，信号损失少，自带看门狗定时器，可以用来提高程序运行的可靠性；开发编 程语言用的是兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言大大地提高了工 作效率和项目开发周期，根据需要还能嵌入汇编语言，使程序达到接近于汇编的工作效率。单片机能够根据反应混床运行状态的进出口阀门反馈信号和预先设定好的各通 道切换时间控制多路开关来开关各管路上的三通电磁阀，实现通道的选择和对钠表示 数的轮巡显示。
该分析仪表取样切换装置读数准确，单片机的接口电路通过RS-485通讯串口与钠 表的RS-485通讯接口相连，读取钠分析仪相关的实时模拟量数据、报警和状态等信息， 把钠分析仪实时状态的时间段和就地控制装置轮巡的各混床时间段进行比较和配对， 确保钠分析仪机内的稳定样水时间和取样分析时间与此时从一路取样管路切换过来的 稳定样水时间和取样分析时间正好吻合，避免了以往在PLC内仅通过程序设定时间来对 管路样水切换出现时间不同步的情况。
该分析仪表取样切换装置扩展灵活，这里工艺只需要四个通道切换，如果实际情 况需要，对硬件和软件进行适当的修改就可以把多用通道切换增加为6个，同时样水 的稳定时间和取样时间的设定由轮巡显示器的操作面板来完成。同时就地控制装置留 有RS-485和USB两种与计算机进行通信的端口，也有直接输出钠表读数的4-20mA的模 拟量接口。
通过水质分析仪表多通道取样切换装置在一些发电厂凝结水精处理分析仪表集中 取样系统中的应用，分析几种不同的取样方式对混床出口钠表的读数影响和现场操作 运行的远程和就地功能试验效果。
几种不同取样方式的混床出水钠表示数比较如表1所示。 注1.以上单位为PPb。
2. "A"表示原取样系统装置，"L"表示水质分析仪表多通道取样切换器装置， "H"表示手动取样试验室分析仪表。
从上述试验结果来看，利用水质分析仪表多通道取样切换装置能根据反应混床运 行状态的进出口阀门反馈信号和预先设定的各通道切换时间通过多路开关来控制取样 管路上的三通电磁阀，实现通道的选择和对钠表示数的轮巡显示，实时读数准确，扩 展灵活方便，能就地操作又能远程监控，避免了以往产品出水管路之间的样水交叉影 响，仅能在远程监控和通过PLC程序设定时间来对管路样水切换出现稳定样水时间和 取样时间不同步的情况，分析仪表取样切换器，分析仪表取样切换器采用进口优质元 器件，结构设计合理，具有性能优越、工作可靠、精确度高等特点，值得在环保水处 理控制系统中大力推广应用。
权利要求1、水质分析仪表多通道取样切换装置，其特征是水质分析仪表多通道取样切换装置在混床母管来样水管路和多台混床来样水管路上均串接一只背压调节阀和一只二位三通电磁阀，所有的二位三通电磁阀均汇总连接至一只二位三通电磁阀的出水管路并接至钠表；在背压调节阀和二位三通电磁阀之间设有样水管路连接硅表；同时将钠表切换装置中的单片机串口电路相连接。
2、 根据权利要求1所述的水质分析仪表多通道取样切换装置，其特征是在混床母 管来样水管路和多台混床来样水管路上均串联安装能对流路压力进行精确控制的小流 量背压调节阀。
3、 根据权利要求1所述的水质分析仪表多通道取样切换装置，其特征是在所述背 压调节阀后均安装二位三通电磁阀，并且二位三通电磁阀的出水管路汇总连接至另一 只二位三通电磁阀的进水管。
4、 根据权利要求l所述的水质分析仪表多通道取样切换装置，其特征是切换装置 中的单片机的串口通过屏蔽双绞线与钠表RS-485通讯接口相连接。
专利摘要水质分析仪表多通道取样切换装置，水质分析仪表多通道取样切换装置，在混床母管来样水管路和多台混床来样水管路上均串接一只背压调节阀和一只二位三通电磁阀，汇总的一只二位三通电磁阀的出水管路接至钠表；在背压调节阀和二位三通电磁阀之间设有样水管路去硅表；同时把钠表与切换装置中的单片机接口电路相连接。
文档编号G01N1/10GK201322697SQ20082021440
公开日2009年10月7日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年12月18日
发明者周谷平, 郭培志 申请人:南京中电联自动化有限公司