一种紫外线消毒器性能检测方法及相关装置与流程

本发明涉及紫外线消毒器，尤其涉及一种紫外线消毒器性能检测方法及相关装置。

背景技术：

1、紫外线消毒器是一种广泛应用于各种水处理过程的设备，紫外线消毒器达到优秀的杀菌效果应该具备有：高效的辐射源、均匀的辐射分布以及充分的辐射接触。根据国家饮用水标准，经过紫外线消毒器的出水辐射剂量需高于40mj/cm2，达到杀菌效果、细菌、病毒灭活率高于99.99％；然而，紫外线消毒器的性能检测一直是一个挑战。针对紫外线消毒器其消毒的性能指标，目前主要采取大肠杆菌等生物实验进行实验验证，但是其验证达标率，相对较低，在未达标的生物实验的过程中无疑是对经济成本和资源的浪费，以及所采用的药剂、菌群等对环境产生污染。市面上也没有可以将紫外光强分布的数据引入到流体模型中的软件，如何通过光强和流体模拟，预测紫外线消毒的效果是要解决的问题。

2、基于上述问题，本申请提出解决紫外线腔体内光-固-流耦合问题的新思路，用于将光强分布仿真和腔体内流体仿真先分开计算，然后预设算法计算得出满足要求的结果；有效的起到了对紫外线消毒后的水在进行大肠杆菌等检验前的预测，提升生物实验检验合格率，降低了经济成本和环保的目的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种紫外线消毒器性能检测方法及相关装置，用于将光强分布仿真和腔体内流体仿真先分开计算，然后预设算法计算得出满足要求的结果；有效的起到了对紫外线消毒后的水在进行大肠杆菌等检验前的预测，提升生物实验检验合格率，降低了经济成本和环保的目的。

2、本发明的目的采用以下技术方案实现：

3、第一方面，本申请提出一种紫外线消毒器性能检测方法，所述方法包括：

4、s1、通过第一仿真系统，对紫外线消毒器腔体内的紫外线进行光学仿真，获得腔体内紫外线光强分布；

5、s2、通过第二仿真系统，对所述紫外线消毒器腔体内流体进行流-固耦合仿真分析；获得最快流速的激流束；

6、s3、将紫外线光强分布的数据引入到流-固耦合仿真分析模型中；通过预设算法，获得经过紫外线消毒器的出水最低辐射剂量；

7、s4、将出水最低辐射剂量与标准剂量进行对比，根据对比结果进行下一步动作。

8、优选地，紫外线消毒器性能检测方法，所述s1包括：

9、通过仿真软件对紫外线消毒器腔体内的光强分布进行仿真，获得仿真结果，根据仿真结果获得腔体内的最小光强值；

10、将最小光强值与理论值进行对比；

11、如果所述最小光强值与理论值不符合，则调整模型重新仿真；

12、如果所述最小光强值与理论值相符合，则将最小光强值作为光学瞬态仿真初始值。

13、优选地，根据权利要求1所述的紫外线消毒器性能检测方法，所述s2包括：

14、获取紫外线消毒器腔体的进水口流速；

15、其中，所述进水口流速为：

16、

17、其中，v1为进水口流速；q为进水口流量；s为进水口法兰内截面积；

18、将所述进水口流速作为第二仿真系统的输入，通过cfd流-固耦合仿真分析获得最快流速的激流束；

19、将激流束的最快流速与理论值进行对比；

20、如果激流束的最快流速与理论值不符合，则调整模型重新仿真；

21、如果激流束的最快流速与理论值相符合，最快流速的激流束的流速值作为流-固瞬态仿真参数初始值。

22、优选地，紫外线消毒器性能检测方法，所述s3包括：

23、将紫外线光强分布的数据引入到流-固耦合仿真分析模型中；

24、通过流体路径附光计算，获得光-固-流瞬态耦合仿真参数，所述光-固-流瞬态耦合仿真参数为经过紫外线消毒器的出水最低辐射剂量。

25、优选地，紫外线消毒器性能检测方法，所述流体路径附光计算的步骤包括：

26、获取射流辐射接触时间；

27、根据所述射流辐射接触时间和通过第一仿真系统获取的最小光强值，获得出水最低辐射剂量。

28、优选地，紫外线消毒器性能检测方法，所述射流辐射接触时间为：

29、

30、其中，t为射流辐射的接触时间；l为紫外线消毒器灯管的长度；vmax对应紫外线消毒器腔体内最快流速，即激流的速度。

31、优选地，紫外线消毒器性能检测方法，所述出水最低辐射剂量为：

32、d1＝imin×t×ft×fw×fp÷10

33、其中，d1为出水最低计算辐射剂量；t为射流辐射的接触时间，imin为通过仿真获得的腔体内最小光强值；ft为石英套管的紫外线透光率；fw为紫外线在水中的透光率，；fp为紫外线灯管的老化系数。

34、优选地，紫外线消毒器性能检测方法，所述s4包括：

35、将出水最低辐射剂量d1与标准剂量de进行对比；

36、如果d1＞de,则消毒器的消毒效果符合标准；消毒后的水可直接用于生物实验；

37、如果d1<de，则检测与重置紫外线消毒器设置。

38、另一方面，本申请提出一种紫外线消毒器性能检测装置，所述装置包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时，实现紫外线消毒器性能检测的方法的步骤。

39、本申请还提出一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取所述计算机指令时，所述计算机执行紫外线消毒器性能检测所述的方法。

40、与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：通过预测紫外线消毒器在不同条件下的效果，可以在进行生物实验之前对消毒水质量进行预测。这可以帮助筛选出合格的样品，降低不合格样品的出现，提高生物实验检验合格率。传统的生物实验验证方法需要大量的时间、人力和资源投入。而本申请的方法可以通过先进行仿真分析，减少实验测试的次数和样品数量，从而降低了经济成本和资源的浪费。传统的生物实验验证方法需要使用大肠杆菌等生物指标，涉及到药剂的使用和菌群的培养，容易造成对环境的污染。而本申请的方法基于光强和流体模拟，无需进行实验过程中的生物培养，从而减少了对环境的污染。本申请的方法可以为紫外线消毒器的设计和优化提供重要的参考依据。将光强分布仿真和腔体内流体仿真先分开计算，然后预设算法计算得出满足要求的结果；有效的起到了对紫外线消毒后的水在进行大肠杆菌等检验前的预测，提升生物实验检验合格率，降低了经济成本和环保的目的。通过光学仿真和流-固耦合仿真分析，可以得到紫外线光强分布和最快流速的激流束，从而为紫外线消毒器的设计和性能优化提供指导。综上所述，本申请的紫外线消毒器性能检测方法能够提高生物实验检验合格率，降低经济成本和资源浪费，减少环境污染，并为紫外线消毒器的设计和优化提供参考依据，具有重要的应用价值。

技术特征：

1.一种紫外线消毒器性能检测方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的紫外线消毒器性能检测方法，其特征在于，所述s1包括：

3.根据权利要求1所述的紫外线消毒器性能检测方法，其特征在于，所述s2包括：

4.根据权利要求1所述的紫外线消毒器性能检测方法，其特征在于，所述s3包括：

5.根据权利要求4所述的紫外线消毒器性能检测方法，其特征在于，所述流体路径附光计算的步骤包括：

6.根据权利要求5所述的紫外线消毒器性能检测方法，其特征在于，所述射流辐射接触时间为：

7.根据权利要求5所述的紫外线消毒器性能检测方法，其特征在于，所述出水最低辐射剂量为：

8.根据权利要求1所述的紫外线消毒器性能检测方法，其特征在于，所述s4包括：

9.一种紫外线消毒器性能检测装置，其特征在于，所述装置包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时，实现如权利要求1～8中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取所述计算机指令时，所述计算机执行如权利要求1～8中任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种紫外线消毒器性能检测方法及相关设备，所述方法包括：通过第一仿真系统，对紫外线消毒器腔体内的紫外线进行光学仿真，获得腔体内紫外线光强分布；通过第二仿真系统，对紫外线消毒器腔体内流体进行流‑固耦合仿真分析；获得最快流速的激流束；光强数据引入到流‑固耦合仿真分析模型中；通过预设算法，获得经过紫外线消毒器的出水最低辐射剂量；将出水最低辐射剂量与标准剂量进行对比，根据对比结果进行下一步动作；将光强分布仿真和腔体内流体仿真先分开计算，然后预设算法计算得出满足要求的结果；有效的起到了对紫外线消毒后的水在进行大肠杆菌等检验前的预测，提升生物实验检验合格率，降低了经济成本和环保的目的。

技术研发人员：刘攀,周梦雪,余鹏,唐治宇
受保护的技术使用者：无锡诚源环境科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11