[發明專利]用于過濾設備的三位一體化裝置及其校準方法

在審

• 申請號: 202110591270.4
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113295196A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 黃滿紅;牟天蔚;陳剛;宋佳玲;蔣楠;李綺;鄔倩倩;梁正;曾文俊;葉靜菱;燕夢瑩
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊;徐穎

本發明涉及一種用于過濾設備的三位一體化裝置及其校準方法，專用于過濾設備的三位一體化裝置能夠將電導率計及天平整合為一個整體，其不但融合了自動化及環境科學專業技術，同時又能滿足于水處理技術人員的簡單操作。該設備的大小僅與普通天平大小相當，零件均低成本，因此該裝置降低了造價，減小了空間占用率。與此同時，裝置的校準過程將具有滲透膜處理的專一性，設備的準確性對比通用設備而言又大幅度的提高。通過該一體化裝置獲取的數據通過PLC以串口的形式傳輸至上位機中，可達到滲透膜設備的運行狀態實時監控的目的。

技術領域

本發明涉及一種檢測技術，特別涉及一種用于過濾設備的三位一體化裝置。

背景技術

隨著國家工業的快速發展，水資源短缺及水污染已經變成了日趨嚴重問題，特別是水中含有難處理的微量有機污染物。膜處理技術以其耗能小，效率高的優點在水處理中的應用越來越廣泛。膜分離技術包括正滲透、反滲透、膜蒸餾等工藝。正滲透通過溶液的滲透壓差實現溶劑由高壓到低壓區域的傳質，即將純凈的水從低濃度溶液傳送到高濃度溶液中的過程。反滲透是通過對溶液外加壓力，使其壓力大小遠超滲透壓差，實現從高濃度的溶液到低濃度溶液的傳遞過程。膜蒸餾是對含非揮發溶質的水溶液進行分離的一種技術。當膜兩側存在一定的溫差時,由于蒸汽壓的不同，水蒸氣分子透過微孔則在另一側冷凝下來，使溶液逐步濃縮。然而，昂貴的滲透膜設備使得該技術的研發無法繼續，一般民眾，甚至偏遠地區科研體系院所都無法籌備資金進行開發。為了使得該技術能夠進一步地發展，最好的方式就是降低研發成本，在有限地時間內，讓更多的人參與到開發過程之中。

電導率儀、天平是滲透膜設備中比較昂貴的模塊，設備價格一般在千元范圍，國外的設備甚至達到了上萬元。若能夠自行研發一種質量、溫度、電導率同時測定的一體化裝置，不但能夠節省費用，而且可以節省占地面積，為其他實驗設備騰出空間。與此同時，若該裝置能夠為滲透膜裝置所專用，那么該裝置的校準過程將具有專一性，此時，設備的精度將對相比通用設備大幅度的提高，為實驗的結果提供有效的保證。

因此，需要對電導率及天平模塊進一步地創新。近年來，實時監測技術越來越受到了學者們的關注，通過數據的監控技術收集數據，通過數據驅動模型進行的數據的分析，對下一時刻所發生的情況進行預測。編程邏輯控制器(PLC)廣泛地應用于上位機及外接設備之間的數據傳輸，為實時監控提供了有力的解決方案。因此，對于正滲透裝置而言，質量、電導率、流量等參數可以通過外接設備進行檢測，并且連接終端控制裝置，通過PLC的協議進行實時傳輸，節省人工讀取的工作量及成本。

發明內容

為了提高水處理中滲透檢測準確性、測試操作性以及降低測試成本，提出了一種用于過濾設備的三位一體化裝置及其校準方法，用于加入過濾滲透系統中進行溶液的電導率、溫度及質量。

本發明的技術方案為：一種用于過濾設備的三位一體化裝置，用于加入過濾滲透系統中進行溶液的電導率、溫度及質量，裝置包括置于天平上的托盤、側掛取式溫度計和電導率計、顯示屏、3個按鈕以及內部電路，天平、溫度計和電導率計采集重量、溫度和電導率信號送內部電路，3個按鈕為去皮/校準按鈕、計數按鈕以及校核按鈕，按鈕觸發信號送內部電路，測試結果送顯示屏上顯示。

優選的，所述內部電路包括STC12C5A60S2單片機、模數轉換器、數模轉換器，顯示屏為LCD1602液晶顯示屏，天平內橋式傳感器輸出信號經模數轉換器后送STC12C5A60S2單片機，溫度計和電導率計輸出信號經數模轉換器后送STC12C5A60S2單片機，STC12C5A60S2單片機輸出接LCD1602液晶顯示屏。

優選的，所述STC12C5A60S2單片機的數據傳送接口，通過RS485協議，將讀取的數據傳入上位機。

優選的，所述LCD1602的對比圖的調節引腳、LCD1602的背光正負電極引腳、STC12C5A60S2單片機供電引腳、模數轉換器供電引腳、數模轉換器供電引腳均接入5V電源及接地。