水质检测抽样系统及方法
技术领域
本公开涉及水质检测领域,特别涉及一种水质检测抽样系统及方法。
背景技术
根据现阶段的环保要求,在烟草行业的污水处理站中,检验员采用全光谱水质检测仪对污水抽样并进行水质检测。然而,目前用于污水抽样的抽水系统难以满足全光谱水质检测仪的工作条件。一方面,抽水系统的取排水管道连接于污水池和操作室之间,取排水管道较长,每次污水抽样前,难以排尽上一次污水抽样后管道内遗留的水质检测样品,影响检测结果;另一方面,采用全光谱水质监测仪对污水抽样时,难以通过抽样的时间和取样容器内的液位综合判断抽样过程是否安全平稳。
发明内容
本公开的第一方面提供一种水质检测抽样系统,用于检测储水部的水质,包括:
取样容器,被配置为存放从所述储水部抽取的作为检测样品的水样;
第一管路,被配置为连接于所述储水部和所述取样容器之间,具有以下工作状态:阻断状态、取水状态、排水状态和冲洗状态,其中,在所述阻断状态,所述第一管路被配置为阻断水样在所述储水部与所述取样容器之间流动,在所述取水状态,所述第一管路被配置为使水样从所述储水部流向所述取样容器,在所述排水状态,所述第一管路被配置为使水样从所述取样容器流向所述储水部,在所述冲洗状态,所述第一管路被配置为使水样从所述储水部经过所述第一管路的至少一部分后流回所述储水部;
至少一个控制阀,设置于所述第一管路上,被配置为切换所述第一管路的所述工作状态;和
控制装置,与所述至少一个控制阀信号连接,被配置为控制所述至少一个控制阀的动作以控制所述第一管路处于何种所述工作状态。
根据本公开的一些实施例,
所述第一管路包括第一支路、第二支路和第三支路,所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路的其中一端相互连通,所述第一支路的另一端用于与所述储水部连通,所述第二支路的另一端用于与所述储水部连通,所述第三支路的另一端与所述取样容器连通;
所述水质检测抽样系统还包括水泵,所述水泵设置于所述第一支路上且与所述控制装置信号连接,所述控制装置被配置为控制所述水泵是否从所述储水部抽取水样;
在所述阻断状态,所述至少一个控制阀控制所述第二支路和所述第三支路断开;在所述取水状态,所述至少一个控制阀控制所述第一支路与所述第三支路接通以使所述取样容器与所述储水部通过所述第一支路与所述第三支路连通;在所述排水状态,所述至少一个控制阀控制所述第三支路和所述第二支路接通以使所述取样容器与所述储水部通过所述第三支路和所述第二支路连通;在所述冲洗状态,所述至少一个控制阀控制所述第一支路、所述第二支路接通并与所述储水部形成循环回路,并控制所述第三支路断开。
根据本公开的一些实施例,所述至少一个控制阀包括第一控制阀和第二控制阀,所述第一控制阀设置于所述第二支路上以控制所述第二支路的通断,所述第二控制阀设置于所述第三支路上以控制所述第三支路的通断。
根据本公开的一些实施例,所述水质检测抽样系统还包括设置于所述第三支路上且位于所述第二控制阀和所述取样容器之间的手动阀。
根据本公开的一些实施例,所述水质检测抽样系统还包括与所述控制装置信号连接的液位检测装置,所述液位检测装置被配置为检测所述取样容器内水样的液位。
根据本公开的一些实施例,所述控制装置包括:
控制模块;和
液位继电器,与所述控制模块和所述液位检测装置信号连接,被配置为根据所述取样容器内水样的液位控制所述第一管路在至少一个所述工作状态下的持续时间。
根据本公开的一些实施例,所述液位检测装置包括设置于所述取样容器内的至少一个液位开关。
根据本公开的一些实施例,所述水质检测抽样系统还包括第二管路,所述第二管路被配置为连接于所述储水部和所述取样容器之间,所述第二管路通入所述取样容器内部且管口位于预设液位高度,被配置为当所述取样容器内水样的液位的高度超过所述预设液位高度时,向所述储水部排出超过所述预设液位高度的水样。
根据本公开的一些实施例,所述第二管路的直径大于所述第一管路的直径。
根据本公开的一些实施例,所述水质检测抽样系统还包括设置于所述取样容器内的水质检测装置,所述水质检测装置被配置为获取作为所述检测样品的污水水样的水质检测数据。
本公开的第二方面提供一种本公开的第一方面所述的水质检测抽样系统的水质检测抽样方法,包括:
使所述第一管路处于所述冲洗状态,并持续第一预设时间;
使所述第一管路处于所述取水状态,直至所述取样容器内水样的液位稳定于预设液位;和
使所述第一管路处于所述阻断状态,并获取所述水质检测数据。
根据本公开的一些实施例,所述水质检测抽样方法还包括:在使所述第一管路处于所述冲洗状态之前或在获取所述水质检测数据之后,使所述第一管路处于所述排水状态,持续第二预设时间或直至排空所述取样容器内的水样。
基于本公开实施例提供的水质检测抽样系统,在每次水质检测抽样之前,通过至少一个控制阀可以将第一管路的工作状态切换至冲洗状态,待抽样的水样从储水部经过第一管路的至少一部分后流回储水部,可以对第一管路的至少一部分进行冲洗,利于降低上一次水样抽样后第一管路内遗留的水样对本次水质检测结果的影响。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述,本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解,构成本申请的一部分,本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开,并不构成对本公开的不当限定。在附图中:
图1为本公开一些实施例的水质检测抽样系统的结构示意图。
图2为本公开一些实施例的取样容器的内部结构示意图。
图3为图2所示的取样容器的内部结构的俯视图。
图4为本公开一些实施例的水质检测抽样系统的电气连接示意图。
图1至图4中,各附图标记分别代表:
1、污水池;2、取样容器;31、第一控制阀;32、第二控制阀;33、手动阀;41、第一液位开关;42、第二液位开关;43、第三液位开关;5、水质检测装置;6、水泵;7、电源;A、第一管路;A1、第一支路;A2、第二支路;A3、第三支路;B、第二管路。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本公开保护的范围。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,这些技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本公开的描述中,需要理解的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
在本公开的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本公开和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本公开保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
如图1至图4所示,本公开的一些实施例提供一种水质检测抽样系统,该水质检测抽样系统用于检测储水部的水质。储水部可以是储水容器或储水建筑,也可以是河流、湖泊等天然水体,例如,如图1所示,储水部为污水池1。该水质检测抽样系统包括取样容器2、第一管路A、至少一个控制阀和控制装置。
取样容器2被配置为存放从储水部抽取的作为检测样品的水样。
第一管路A被配置为连接于储水部和取样容器2之间,具有以下工作状态:阻断状态、取水状态、排水状态和冲洗状态。其中,在阻断状态,第一管路A被配置为阻断水样在储水部与取样容器2之间流动;在取水状态,第一管路A被配置为使水样从储水部流向取样容器2;在排水状态,第一管路A被配置为使水样从取样容器2流向储水部;在冲洗状态,第一管路A被配置为使水样从储水部经过第一管路A的至少一部分后流回储水部。
至少一个控制阀设置于第一管路A上,被配置为切换第一管路A的工作状态。
控制装置与至少一个控制阀信号连接,被配置为控制至少一个控制阀的动作以控制第一管路A处于何种工作状态。
基于本公开实施例提供的水质检测抽样系统,在每次水质检测抽样之前,通过至少一个控制阀可以将第一管路的工作状态切换至冲洗状态,待抽样的水样从储水部经过第一管路的至少一部分后流回储水部,可以对第一管路的至少一部分进行冲洗,利于降低上一次水样抽样后第一管路内遗留的水样对本次水质检测结果的影响。
如图1所示,在一些实施例中,第一管路A包括第一支路A1、第二支路A2和第三支路A3。第一支路A1、第二支路A2和第三支路A3的其中一端相互连通,第一支路A1的另一端与储水部连通,第二支路A2的另一端与储水部连通,第三支路A3的另一端与取样容器2连通。水质检测抽样系统还包括水泵6。水泵6设置于第一支路A1上且与控制装置信号连接,控制装置被配置为控制水泵6是否从储水部抽取水样。在阻断状态,至少一个控制阀控制第二支路A2和第三支路A3断开;在取水状态,至少一个控制阀控制第一支路A1与第三支路A3接通以使取样容器2与储水部通过第一支路A1与第三支路A3连通;在排水状态,至少一个控制阀控制第三支路A3和第二支路A2接通以使取样容器2与储水部通过第三支路A3和第二支路A2连通;在冲洗状态,至少一个控制阀控制第一支路A1、第二支路A2接通并与储水部形成循环回路,控制第三支路A3断开。
如图1所示,在一些实施例中,至少一个控制阀包括第一控制阀31和第二控制阀32,第一控制阀31设置于第二支路A2上以控制第二支路A2的通断,第二控制阀32设置于第三支路A3上以控制第三支路A3的通断。
根据上述设置,第一控制阀31和第二控制阀32分别控制第二支路A2和第三支路A3断开时,第一管路A处于阻断状态;第一控制阀31控制第二支路A2接通,第二控制阀32控制第三支路A3断开时,第一管路A处于冲洗状态,可将上一次抽样后第一支路A1和第二支路A2内遗留的水质检测样品通过冲洗清除;第一控制阀31控制第二支路A2断开,第二控制阀32控制第三支路A3接通时,第一管路A处于取水状态,第一控制阀31和第二控制阀32分别控制第二支路A2和第三支路A3接通时,第一管路A处于排水状态。
如图1所示,在一些实施例中,水质检测抽样系统还包括设置于第三支路A3上且位于第二控制阀32和取样容器2之间的手动阀33。手动阀33可以设置于第三支路A3位于操作室的部分,在取水状态,若第二控制阀32由于故障无法关闭,检验员可以通过操纵手动阀33及时切断第三支路A3,防止取样容器2内液位过高。
在一些实施例中,水质检测抽样系统还包括与控制装置信号连接的液位检测装置,液位检测装置被配置为检测取样容器2内水样的液位。
如图4所示,在一些实施例中,控制装置包括控制模块和液位继电器。液位继电器与控制模块和液位检测装置信号连接,被配置为根据取样容器2内水样的液位控制第一管路A在至少一个工作状态下的持续时间。
根据上述设置,可以通过控制模块的控制程序预设水质检测抽样系统在每个工作状态下的持续时间,进行水样抽样时,还可以结合液位检测装置检测的液位检测数据,通过液位继电器灵活调节某个工作状态的持续时间,利于使水样抽样过程更加安全平稳,从而更好地实现自动抽样检测。
在一些实施例中,液位检测装置包括设置于取样容器2内的至少一个液位开关。
如图2所示,沿取样容器2的上下方向,可以自下向上依次设置第一液位开关41、第二液位开关42和第三液位开关43。其中,第一液位开关41设置于取样容器2的底部,第二液位开关42和第三液位开关43设置于取样容器2的顶部,第三液位开关43的安装高度等于或略高于第二液位开关42,若第二液位开关42出现故障,第三液位开关43可作为第二液位开关42的备用。
如图2和图3所示,在一些实施例中,水质检测抽样系统还包括连接于储水部和取样容器2之间的第二管路B,第二管路B通入取样容器2内部且管口位于预设液位高度。预设液位高度可以略高于最大液位高度。第二管路B被配置为当取样容器2内水样的液位的高度超过预设液位高度时,向储水部排出超过预设液位高度的水样。例如,若第二控制阀32由于故障无法关闭,导致取样容器2内水样的液位的高度超过预设液位高度时,第二管路B可以向储水部排出超过预设液位高度的水样,以防止取样容器2内的水样漫出。
在一些实施例中,第二管路B的直径大于第一管路A的直径,以尽快排出超过预设液位高度的水样。
如图2和图3所示,在一些实施例中,水质检测抽样系统还包括设置于取样容器2内的水质检测装置5。水质检测装置5被配置为获取作为检测样品的水样的水质检测数据。
本公开的一些实施例还提供一种前述水质检测抽样系统的水质检测抽样方法,包括:步骤1,使第一管路A处于冲洗状态,并持续第一预设时间;步骤2,使第一管路A处于取水状态,直至取样容器2内水样的液位稳定于预设液位;步骤3,使第一管路A处于阻断状态,并获取水质检测数据。该水质检测抽样方法具有前述水质检测抽样系统的优点。
在每次抽样之前,取样容器2及第一管路A内可能仍然遗留有上一次抽样时的检测样品。在一些实施例中,在步骤1之前,在使第一管路A处于冲洗状态之前,使第一管路A处于排水状态,持续第二预设时间或直至排空取样容器2内的水样。
在每次获取水质检测数据之后,为了减少检测样品对下一次抽样的干扰,在一些实施例中,在步骤3之后,在获取水质检测数据之后,使第一管路A处于排水状态,持续第二预设时间或直至排空取样容器2内的水样。
下面结合图1至图4进一步说明本公开一些实施例的水质检测抽样方法。
水质检测抽样系统停止工作时,使第一控制阀31切断第二支路A2,第二控制阀32切断第三支路A3,关闭水泵6,第一管路A处于阻断状态。
水质检测抽样之前,使第一控制阀31接通第二支路A2,使第二控制阀32接通第三支路A3,第一管路A处于排水状态,并持续1分钟,以将取样容器2和第一管路A内上一次取样的水样排出。
使第二控制阀32切断第三支路A3,开启水泵6,第一管路A处于冲洗状态,并持续2分钟,以使用待抽样的水样彻底冲洗第一支路A1和第二支路A2。
使第二控制阀32接通第三支路A3,使第一控制阀31切断第二支路A2,第一管路A处于取水状态,以向取样容器2抽取水样。直至持续一段时间后,取样容器2内的液位高度达到第二液位开关42的安装高度时,或者第二液位开关42未能正常工作且取样容器2内的液位高度达到第三液位开关43的安装高度时,此时液位继电器根据第二液位开关42或第三液位开关43检测到的液位信号使第二控制阀32切断第三支路A3,并关闭水泵6,第一管路A处于阻断状态,使取样容器2内水样的液位稳定于预设液位。
5分钟后,使用水质检测装置5获取水样的水质检测数据,并使用控制模块采集和处理上述水质检测数据。
控制模块采集水质检测数据之后,使第一控制阀31接通第二支路A2,使第二控制阀32接通第三支路A3,第一管路A处于排水状态,直至取样容器2内的水样排空。
在一些实施例中,在上面所描述的控制模块可以实现为用于执行本公开所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,简称:PLC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称:DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit,简称:ASIC)、现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGate Array,简称:FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换,其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。