一种用于pH值测量传感器前过滤装置及其使用方法

1、说 明 书 摘 要一种用于pH值测量传感器前过滤装置及其使用方法 (齐晗兵 李东海 李栋 王秋实 张晓雪 吴国忠 )本发明提供一种用于pH值测量传感器前过滤装置，所述装置由过滤装置、数据采集装置、反冲洗装置、加热装置四部分组成。所测点水样经取样口2、进水控制阀13从进水管道3进入过滤装置，在过滤装置中对其中杂质进行过滤去除。滤后水继而进入数据采集装置进行pH测量并记录，测量水样经排水阀16从排水管11排出。测量工作完成后可控制装置进行反冲洗。该装置结构简单，操作方便，可快速、高效检测急冷水pH值，且装置通过“测一次，洗一次”的日常维护与定期检查更换过滤套筒的方式实现系统的长久高效运行，在实际应

2、用中具有较好的社会和经济效益。摘 要 附 图图1 一种用于pH值测量传感器前过滤装置图权 利 要 求 书1、一种用于pH值测量传感器前过滤装置，所述装置由过滤装置、数据采集装置、反冲洗装置、加热装置四部分组成，其特征在于：所述过滤装置包括：孔板4、滤料层（七层滤料）5、孔板6； 所述数据采集装置包括：取样口2、阀门12、阀门13、阀门14、阀门15、阀门16、管道3末端侧位设置的pH传感器8、PLC模块17，计算机18、流量计10、PLC模块19；所述反冲洗装置包括：管道3、孔板4、滤料层5、孔板6、管道7、管道11、阀门13、阀门14、阀门15、阀门16、流量计10、PLC模块19、计算机1

3、8；所述加热装置包括：热电阻丝包裹层20、石英棉保温层21。2、根据权利要求1所述的一种用于pH值测量传感器前过滤装置，其特征在于：将主管道1输送的水样通过不同粒径滤的滤料层5的层层过滤，再进入测量区域，通过pH测量引水管3末端侧位设置的pH传感器8进行pH测定并连接PLC模块17和计算机18记录检测数据。检测完成后，打开阀门14、阀门16、关闭阀门13、阀门15，在管道中冲入反冲洗液进行反冲洗并通过流量计10调节阀门16的开启度来调节反冲洗强度。3、根据权利要求1所述，过滤系统以过滤筒的形式制造并安装，过滤筒中滤料层按一定滤料层厚度分七层设置，上两层滤料用无烟煤，中间三层滤料用石英砂，下三层

4、滤料用重质矿石，按照一定滤料粒径粗-细-粗设置。4、根据权利要求1所述，管道3、管道7、管道9和管道11皆采用DN50不锈钢管并喷涂保温材料，管道3外壁包裹热电阻丝层20和石英棉保温层21。5、根据权利要求1所述，孔板厚度为10mm，共有2个孔板，孔板孔径取3.5mm，最上层孔板距管道7轴线100mm，最下层孔板上孔板500mm。说 明 书所属技术领域本发明提供一种用于pH值测量传感器前过滤装置，通过对pH测量水样进行过滤来实现对传感器的保护，并且描述其过滤、反冲洗过程，属于一种新型的自动化pH值测量传感器前过滤装置。背景技术在很多行业中水样PH值对生产实际的影响很是重要，pH值过低时，会腐蚀

5、所经管线和设备；pH值过高时影响水样出水水质，严重时，导致水样乳化，因此实现水样pH值的高精度及其连续检测对于实际装置生产具有重要的意义。很多水样含悬浮物、油污、泥沙等杂质，需要在PH传感器前加装过滤装置。目前，常用过滤装置多为单一过滤装置，而且大部分采用金属滤网不适宜用于存在酸碱的工业过程中。例如，专利号为200920069324.5的一种具备自动清洗功能的pH传感器保护器，仅仅在两壁设置滤网很难维持长时间的过滤要求，且不适宜酸碱环境的工业生产测量；专利申请号为201510091281.0的一种悬浮物过滤器和专利申请号为201310576258.1的一种新型过滤机构等同样存在上述问题。本发明

6、提供一种用于pH值测量传感器前过滤装置，其目的在于实现水样pH测量过程中对pH传感器的保护，同时实现pH的长时间测量。发明内容本发明提出一种用于pH值测量传感器前过滤装置。所述装置由过滤装置、数据采集装置、反冲洗装置、加热装置四部分组成，其中过滤装置包括：孔板4、滤料层（七层滤料）5、孔板6；数据采集装置包括：取样口2、阀门12、阀门13、阀门14、阀门15、阀门16、管道3末端侧位设置的pH传感器8、PLC模块17，计算机18、流量计10、PLC模块19；反冲洗装置包括：管道3、孔板4、滤料层5、孔板6、管道7、管道11、阀门13、阀门14、阀门15、阀门16、流量计10、PLC模块19、计

7、算机18；加热装置包括：热电偶丝包裹层20、石英棉保温层21。所测点水样经取样口2、进水控制阀13从进水管道3进入过滤装置，在过滤装置中对其中杂质进行过滤去除。滤后水继而进入数据采集装置进行pH测量并记录，测量后水样经排水阀16从排水管11排出。测量工作完成后可控制装置进行反冲洗。过滤套筒滤料层分七层，第一滤层滤料为无烟煤，无烟煤密度为1.41.6g/cm3，滤层厚度为15mm，滤料粒径1.64mm；第二滤层滤料为无烟煤，无烟煤密度为1.41.6g/cm3，滤层厚度为30mm，滤料粒径0.81.6mm；第三滤层滤料为石英砂，石英砂密度为2.62.65g/cm3，滤层厚度为40mm，滤料粒径0.

8、50.8mm；第四滤层滤料为石英砂，石英砂密度为2.62.65g/cm3，滤层厚度为50mm，滤料粒径0.250.5mm；第五滤层滤料为石英砂，石英砂密度为2.62.65g/cm3，滤层厚度为40mm，滤料粒径0.50.8mm；第六滤层滤料为重质矿石，重质矿石密度为4.75.0g/cm3，滤层厚度为30mm，滤料粒径0.81.6mm；第七滤层滤料为重质矿石，重质矿石密度为4.75.0g/cm3，滤层厚度为15mm，滤料粒径1.64mm，本设计不同的滤料密度和滤料粒径级配可防止反冲洗过程中滤料不分层的情况。本发明具有如下有益效果：一种用于pH值测量传感器前过滤装置，其目的在于实现水样pH测量过程

9、中对pH传感器的保护，同时实现pH的长时间测量。使用方法如下：（1） 测量部分由PLC模块17控制打开阀门13、阀门15，关闭阀门12、阀门14、阀门16。待测液体由取样口2经阀门13流入，经孔板4、滤料层5，孔板6，最后当pH测量引水管3被待测液充满后打开阀门12、关闭阀门13、阀门15。pH传感器8测量后，将读数反馈在计算机18上并输出。测量过程及稳水时长为8min。（2）清洗部分A. 气水反冲洗：每次测量过程结束后由PLC模块19控制打开阀门14、阀门16，保持阀门13、阀门15关闭。气和水自管道11流入从管道7流出，气水水反冲洗过程持续5-7min，后清水自管道11流入从管道7流出，持

10、续5-7min，后停止进水，待水由管道11放空后关闭阀门14、阀门16，清洗过程中可通过PLC模块19控制阀门16的开启度来控制反冲洗的冲洗强度。B. 饱和KCl溶液冲洗：每24小时进行一次饱和KCl溶液冲洗，由PLC模块19控制打开阀门14、阀门16，保持阀门13、阀门15关闭。饱和KCl溶液自管道11流入，待饱和液充满pH测量引水管3后，由PLC模块19控制阀门14、阀门16关闭，并由饱和KCl溶液浸泡pH传感器8。整个饱和KCl溶液充满过程及浸泡过程持续10min，后打开阀门16排放KCl溶液，等完全放空后，再关闭阀门16。本发明提供了两种反冲洗过程：（1）气水反冲洗，清洗乙烯装置急冷水

11、pH传感器表面保证下次测量的准确性；（2）饱和KCl溶液浸泡冲洗，保护pH传感器电极、延长pH传感器使用寿命。且采用7层滤料过滤，使孔板过滤装置与粗细不同的无烟煤、石英砂和重质矿石滤料相结合，并加入饱和KCl溶液冲洗过程。本发明具有结构简单，操作方便，可快速、高效检测水样pH值，且装置通过“测一次，洗一次”与定期“泡一次”的日常维护与定期更换过滤套筒的方式实现系统的长时高效运行。附图说明图1是本发明的主剖视结构示意图；图2是过滤套筒详图；图3是滤料层详图。图1中：1-主管道、2-取样口、3-管道、4-孔板、5-滤料层、6-孔板、7-管道、8-pH传感器、9-管道、10-流量计、11-管道、12

12、-阀门、13-阀门、14-阀门、15-阀门、16-阀门、17-PLC模块、18-计算机、19-PLC模块、20-热电偶丝包裹层、21-石英棉保温层；图2中：4-孔板、5-滤料层、6-孔板。具体实施方式具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种用于pH值测量传感器前过滤装置，其特征在于：主管道1、取样口2、管道3、孔板4、滤料层5、孔板6、管道7、pH传感器8、管道9、流量计10、管道11、阀门12、阀门13、阀门14、阀门15、阀门16、PLC模块17、计算机18、PLC模块19、热电偶丝包裹层20、石英棉保温层21；具体实施方式二：连接方法如下：pH测量引水管3连接在主管道1上

13、，并在pH测量引水管3的右侧一下一上左右分别布置了管道7和管道11，管道11上端接出管道9，管道9亦连接在主管道1上，在管道3、管道9与主管道1的连接点中间管段设阀门12，pH测量引水管3中自上至下依次安装孔板4和滤料层5，孔板6，管段11末端安装阀门16，管段9上安装阀门15，pH测量引水管3末端侧位设置pH传感器8并连接PLC模块17和计算机18，管道9与管道11连接处至管道11末端中间管段安装流量计10，流量计10连接PLC模块19和计算机18。具体实施方式三：使用方法如下：（1）测量部分由PLC模块17控制打开阀门13、阀门15，关闭阀门12、阀门14、阀门16。待测液体由取样口2经阀

14、门13流入，经孔板4、滤料层5，孔板6，最后当pH测量引水管3被待测液充满后打开阀门12、关闭阀门13、阀门15。pH传感器8测量后，将读数反馈在计算机18上并输出。测量过程及稳水时长为8min。（2）清洗部分A. 气水反冲洗：每次测量过程结束后由PLC模块19控制打开阀门14、阀门16，保持阀门13、阀门15关闭。气和水自管道11流入从管道7流出，气水水反冲洗过程持续5-7min，后清水自管道11流入从管道7流出，持续5-7min，后停止进水，待水由管道11放空后关闭阀门14、阀门16，清洗过程中可通过PLC模块19控制阀门16的开启度来控制反冲洗的冲洗强度。B. 饱和KCl溶液冲洗：每24小时进行一次饱和KCl溶液冲洗，由PLC模块19控制打开阀门14、阀门16，保持阀门13、阀门15关闭。饱和KCl溶液自管道11流入，待饱和液充满pH测量引水管3后，由PLC模块19控制阀门14、阀门16关闭，并由饱和