[發(fā)明專利]一種船舶壓載水處理系統(tǒng)用在線有效氯檢測(cè)儀及檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510367332.8
• 申請(qǐng)日: 2015-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN104977393B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王輝;劉光洲;劉雪雷;許舒;于林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島雙瑞海洋環(huán)境工程股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N33/18
• 分類號(hào): G01N33/18
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋工程裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種船舶壓載水處理系統(tǒng)用在線有效氯檢測(cè)儀及檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

有效氯又稱活性氯或總余氯，是指水中的游離氯、次氯酸、次氯酸根和氯胺的總和。氯制劑的殺菌消毒效力取決于有效氯的濃度,因此有效氯濃度是評(píng)判水質(zhì)好壞的重要參數(shù)，也是水質(zhì)監(jiān)測(cè)經(jīng)常需要測(cè)定的指標(biāo)之一。在電解海水制氯和船舶壓載水處理系統(tǒng)中，需要確保電解后海水的有效氯濃度在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，因此實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的測(cè)量水中有效氯濃度至關(guān)重要。

現(xiàn)有的電解法船舶壓載水處理系統(tǒng)有效氯檢測(cè)方法主要為比色法，比色法原理是余氯可與不同的顯色劑反應(yīng)生成相關(guān)的有色物質(zhì)。該物質(zhì)在特定波長(zhǎng)下的吸光度與余氯濃度符合朗伯一比爾定律。因此可以根據(jù)顯色劑的顯色程度來定量測(cè)定余氯的含量。該方法目前已比較成熟，現(xiàn)在常用的顯色劑為N,N-二乙基-1,4苯二胺(DPD)。

除比色法外，有效氯監(jiān)測(cè)方法主要為膜電極法。膜電極法又稱為電流法，其主要原理為采用選擇性滲透膜覆蓋的三電極體系。測(cè)量時(shí)，在陽(yáng)極和陰極之間加上恒定的極化電壓，選擇性滲透膜透過次氯酸分子，次氯酸分子在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，形成與次氯酸濃度成正比例關(guān)系的微弱電流。通過檢測(cè)此微弱電流并將其變換成次氯酸濃度，經(jīng)過補(bǔ)償即得到水中的余氯含量。該方法適合于自來水、游泳池水及醫(yī)療污水等余氯的在線監(jiān)測(cè)與控制，法國(guó)威立雅水務(wù)公開了一種至少測(cè)量水的至少一個(gè)性質(zhì)的裝置，即采用了該原理。

除上述方法外，孔祥兵等公開了一種對(duì)氧化電位水生成器進(jìn)行智能化控制的方法，該方法通過實(shí)驗(yàn)，得到pH和有效氯與脈沖鹽泵頻率、電解電壓、電解電流、入水流量，ORP和溫度之間的數(shù)據(jù)關(guān)系，建立了pH、有效氯和其他因子之間的模糊推理規(guī)則，再根據(jù)ORP、pH和有效氯與它們各自基準(zhǔn)值之間的偏差，通過控制器調(diào)節(jié)脈沖鹽泵頻率，電解電壓，電流，從而保證出水指標(biāo)的穩(wěn)定。

現(xiàn)有的電解法船舶壓載水處理系統(tǒng)采用的比色法，該方法雖然已比較成熟，但不適用于比較渾濁或色度較高的樣品，船舶壓載水有效氯的測(cè)量多在港口進(jìn)行，水質(zhì)渾濁，因此誤差較大。而且比色法需要使用試劑，操作繁瑣，使用成本高，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量，不能滿足船舶壓載水系統(tǒng)的要求。

膜電極法是目前廣泛應(yīng)用的自來水在線余氯檢測(cè)方法，但該法對(duì)水質(zhì)要求較高，只適用于自來水等清潔水質(zhì)。船舶壓載水環(huán)境下，由于壓載水成分復(fù)雜，微弱電流信號(hào)易受干擾，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確，同時(shí)其選擇性滲透膜易被污染，電極使用壽命大幅縮短。

孔祥兵等公開的對(duì)氧化電位水生成器進(jìn)行智能化控制的方法，建立了氧化電位水生成器的ORP，pH和有效氯濃度之間模糊的定性關(guān)系，但該方法并非用于有效氯濃度的檢測(cè)，并且需要設(shè)備的脈沖鹽泵頻率、電解電壓、電解電流、入水流量等各種參數(shù)，所以只適用于氧化電位水生成器。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種船舶壓載水處理系統(tǒng)用在線有效氯檢測(cè)儀及檢測(cè)方法，該檢測(cè)儀采用氧化還原電極電位探頭，利用測(cè)量的氧化還原電位，經(jīng)過pH和溶解氧校正后，通過信號(hào)運(yùn)算處理系統(tǒng)運(yùn)算得到海水的有效氯濃度，該方法設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，可以實(shí)時(shí)測(cè)量有效氯濃度，無需使用試劑，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)成本低。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明的船舶壓載水處理系統(tǒng)用在線有效氯檢測(cè)儀，包括氧化還原電位探頭、溫度探頭、電位儀、PH探頭、信號(hào)運(yùn)算處理系統(tǒng)、溶解氧探頭和數(shù)字顯示裝置；

氧化還原電位電極探頭與電位儀的輸入端相連，氧化還原電位電極探頭工作電極為鉑電極，對(duì)電極為飽和甘汞電極；氧化還原電位電極探頭附帶的溫度探頭連接至電位儀，電位儀內(nèi)置溫度補(bǔ)償裝置，電位儀的輸出端連接信號(hào)運(yùn)算處理系統(tǒng)的輸入端；信號(hào)運(yùn)算處理系統(tǒng)電信號(hào)輸出端連接到數(shù)字顯示裝置的電信號(hào)輸入端；溶解氧探頭和pH探頭分別連接到信號(hào)運(yùn)算處理系統(tǒng)的溶解氧信號(hào)和pH信號(hào)輸入端。

本發(fā)明還涉及使用上述檢測(cè)儀進(jìn)行船舶壓載水處理系統(tǒng)進(jìn)行在線檢測(cè)有效氯的方法，包括如下步驟：

1)船舶壓載艙壓載或排載時(shí)，先取少量天然海水樣品，對(duì)有效氯檢測(cè)儀進(jìn)行零點(diǎn)校正，校正步驟如下：

1.1)電位儀采集氧化還原電極探頭測(cè)量的氧化還原電位，并根據(jù)溫度探頭采集到的溫度，對(duì)測(cè)量的氧化還原電位進(jìn)行溫度校正，輸出至信號(hào)運(yùn)算處理系統(tǒng)；

1.2)pH探頭采集樣品的pH值，輸出至信號(hào)運(yùn)算處理系統(tǒng)；

1.3)信號(hào)運(yùn)算處理系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)儀內(nèi)置的pH和氧化還原電位ORP的關(guān)系，校正得到中性條件下天然海水氧化還原電位；