專利名稱：全自動(dòng)sdi污泥密度指數(shù)測(cè)量法及其測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污泥密度指數(shù)(SDI-Silt Density Index)測(cè)量法及其儀器，別是涉及全自動(dòng)SDI污泥密度指數(shù)測(cè)量法及其測(cè)試儀，主要適用于中水SDI的測(cè)量。
背景技術(shù)：
水作為唯一可循環(huán)利用的自然資源，加大其循環(huán)利用率，推廣應(yīng)用再生水，已是當(dāng)今社會(huì)的一件大事，因此，SDI測(cè)試儀將會(huì)得到廣泛使用。目前水處理行業(yè)使用的SDI污泥密度指數(shù)測(cè)試儀為手動(dòng)方式測(cè)量?jī)x，存在使用不方便、需要人工頻繁測(cè)量、記錄數(shù)據(jù)，人工計(jì)算數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不確精，既費(fèi)時(shí)、又費(fèi)力，這在污水處理系統(tǒng)中體現(xiàn)得非常明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點(diǎn)，提供一種全動(dòng)SDI污泥密度指數(shù)測(cè)量法及其測(cè)試儀。
本發(fā)明的技術(shù)方案是將原水經(jīng)球閥和壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)給水壓力為30psi，經(jīng)0.45μm微濾膜過濾，流入電磁流量變送器(內(nèi)含電磁式流量傳感器)，并借助其表盤上四個(gè)光敏操作鍵選擇脈沖當(dāng)量為每200個(gè)脈沖/升水，即此時(shí)，每流過電磁流量變送器1升原水輸出200個(gè)電脈沖，其電脈沖信號(hào)或其電磁流量變送器輸出端上的4-20mA模擬量信號(hào)送入單片機(jī)，單片機(jī)每隔5分鐘采集一次脈沖信號(hào)，15分鐘循環(huán)一次，紀(jì)錄在30psi給水壓力下，0.45μm微濾膜過濾500ml原水所需要的時(shí)間，并存入片內(nèi)RAM，計(jì)算出SDI，送入顯示器顯示；其SDI測(cè)試儀包括球閥、壓力調(diào)節(jié)閥、壓力表、排氣閥、0.45μm微濾膜，其特征在于還包括連通其過濾膜出口的電磁流量變送器(內(nèi)含電磁式流量傳感器)、連接其電磁流量變送器電脈沖輸出端的微計(jì)算機(jī)單片機(jī)、連接其單片機(jī)人機(jī)對(duì)話口的鍵盤、連接其單片機(jī)數(shù)據(jù)輸出口的顯示器與連接單片機(jī)口的“看門狗電路-WATCHDOG”。
在相同的30psi給水壓力下，用0.45μm微濾膜過濾一定量原水所需要的時(shí)間是不同的，即發(fā)送200個(gè)脈沖的時(shí)間越長(zhǎng)，SDI越高；反之，SDI越低。
本發(fā)明的有益效果是能為水處理行業(yè)提供全自動(dòng)化的SDI指數(shù)測(cè)量法及其測(cè)試儀，可省時(shí)省力完成污水的SDI測(cè)量，以促進(jìn)再生水的廣泛利用，節(jié)約水資源。


圖1為本發(fā)明的原理框圖與摘要附圖；圖2為圖1中U5“看門狗”IMP831L電路連接圖；圖3為圖1中U2單片機(jī)89C52、U3鍵盤與U4顯示器的電路連接圖；
圖4為本發(fā)明的主程序流程圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1可知本發(fā)明測(cè)試儀的一具體結(jié)構(gòu)，包括球閥、壓力調(diào)節(jié)閥、壓力表、排氣閥、0.45μm微濾膜，其特征在于還包括連通其過濾膜出口的電磁流量變送器(內(nèi)含電磁式流量傳感器)U1、通過電阻R1與R2連接其電磁流量變送器電脈沖輸出端的微計(jì)算機(jī)單片機(jī)U2、連接其單片機(jī)人機(jī)對(duì)話口的鍵盤U3、連接其單片機(jī)數(shù)據(jù)輸出口P1的顯示器U4與連接單片機(jī)口的“看門狗電路-WATCHDOG”U5。
U1可選用SIEMENS公司的7ME5033型電磁流量變送器(內(nèi)置電磁流量傳感器)。
U2可選用ATMEL公司MCS-51系列單片機(jī)89C52。
U3可選用翻按鈕/DOWN、翻按鈕/UP與開始按鈕/START三按鈕鍵盤。
U4可選用OCMJ公司的128×64液晶點(diǎn)陣模塊顯示屏顯示器。
U5可選用IMP831L看門狗電路。
參照?qǐng)D2與圖3可知U2口P2.7(A15)25腳連接翻按鈕/DOWN，P2.6(A14)24腳連接液晶顯示翻按鈕/UP，與P2.5(A13)23腳連接開始按鈕/START。
U2口PO.7、輸入口/INT1、復(fù)位/RST和地/GND連接看門狗電路LMP813L。U2口P1.5腳1、P1.6腳2、P1.7腳3、P1.4腳44、P1.3腳43、P1.2腳42、P1.1腳41、P1.0腳40、P2.2、P2.1、P2.0與P2.3O連接U4。
上述電磁流量變送器輸出端的電脈沖信號(hào)uo＝12V，經(jīng)12K電阻R1和R2分壓為5V，接到89C52單片機(jī)的輸入/INT1管腳上。
U2VCC電源38腳與EANPP/29腳接+5V。
鍵盤為系統(tǒng)控制按鈕，與單板機(jī)口的連接如上所述，開始按鈕/START、液晶顯示翻按鈕/UP和液晶顯示頁下翻按鈕/DOWN分別通過3只1K上拉電阻R10、R17與R18接+5V(圖3)。當(dāng)按鈕均未按下時(shí)，P2.5、P2.6、P2.7均為高電平；當(dāng)任何一個(gè)按鈕按下后，對(duì)應(yīng)的單片機(jī)口為低電平。
看門狗電路IMP831L的人工復(fù)位/MR口腳1接一只手動(dòng)復(fù)位按鈕并通過一只二極管D1接看門狗輸出/WD(WATCHDOG)O腳8，電源/VCC腳2接+5V，地/GND腳3接地與89C52的地/GND，輸出/PFO腳5接89C52的輸入/INT腳1，看門狗輸入/WDI腳6接89C52的輸出/PO.7腳，復(fù)位/RESET腳接89C52的RST腳。
看門狗電路為一獨(dú)立于U2之外的單穩(wěn)部件，可用單穩(wěn)電路或自帶脈沖源的計(jì)數(shù)器構(gòu)成。U2正常工作時(shí)每隔一段時(shí)間就輸出一個(gè)脈沖，將單穩(wěn)系統(tǒng)觸發(fā)到暫穩(wěn)態(tài)，當(dāng)暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間設(shè)計(jì)得比U2的觸發(fā)時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)就不能回到穩(wěn)態(tài)。利用它返回穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出的信號(hào)作為復(fù)位信號(hào)，便可使U2退出死循環(huán)。
在1.6S內(nèi)未檢測(cè)到U2送來的WDI信號(hào)，IMP831內(nèi)部定時(shí)器將使看門狗輸出/WDO腳處于低電平狀態(tài)。該腳能通過MR腳使RESET輸出高電平，并復(fù)位單片機(jī)。
如果將WDI懸空或連接到一個(gè)三態(tài)電路，看門狗的功能則被禁止，即被清0且如果將WDI懸空或連接到一個(gè)三態(tài)電路，看門狗的功能則被禁止，即被清0且不計(jì)數(shù)。如果產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，看門狗定時(shí)器也會(huì)被禁止。當(dāng)復(fù)位信號(hào)無效且WDI輸入檢測(cè)到短至50ns的高電平或低電平跳變時(shí)，看門狗定時(shí)器將開始1.6s的計(jì)數(shù)。WDI端的跳變會(huì)復(fù)位看門狗定時(shí)器并啟動(dòng)一次新的計(jì)數(shù)周期。
OCMJ公司的128×64液晶點(diǎn)陣模塊顯示屏可直接與八位微處理器相連，可直接進(jìn)行行、列驅(qū)動(dòng)。這樣不但能顯示數(shù)字信息(可顯示30組90個(gè)數(shù)據(jù)，分30頁顯示)，而且能顯示中文信息，界面友好，增強(qiáng)了人機(jī)對(duì)話的功能。
其模塊顯示屏的1、2、3腳接+5V與電源地，4、5、6腳分別接U2的P20、P21與P22，7、8、9、10與11腳分別接U2的44、43、42、41與40腳，12、13與14腳分別接U2的1、2與3，15腳接CPU的P23，16腳懸空，17與18腳接一個(gè)10K可變電阻R3。
本發(fā)明的主程序流程打開設(shè)備電源開關(guān)，單片系統(tǒng)首先進(jìn)行初始化，初始化完成、系統(tǒng)一切正常以后，進(jìn)入準(zhǔn)備工作的等待狀態(tài)，如果所有外部條件都準(zhǔn)備好，啟動(dòng)start鍵，系統(tǒng)開始對(duì)流量進(jìn)行累加，累加到500毫升后，記錄所用時(shí)間，15分鐘后，再次記錄累加到500毫升所需時(shí)間，然后通過系統(tǒng)計(jì)算得出SDI值，送至液晶屏進(jìn)行顯示，此時(shí)可以通過上下鍵查詢以前存儲(chǔ)的數(shù)值，如不查詢則回到流程前段，等待新一次的開始。
權(quán)利要求
1.全自動(dòng)SDI污泥密度指數(shù)測(cè)量法及其測(cè)試儀，將原水經(jīng)球閥和壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)給水壓力為30psi，經(jīng)0.45μm微濾膜過濾，流入電磁流量變送器(內(nèi)含電磁式流量傳感器)，并借助其表盤上四個(gè)光敏操作鍵選擇脈沖當(dāng)量為每式流量傳感器)，并借助其表盤上四個(gè)光敏操作鍵選擇脈沖當(dāng)量為每200個(gè)脈沖/升水，即此時(shí)，每流過電磁流量變送器1升原水就輸出200個(gè)電脈沖，其電脈沖信號(hào)或其電磁流量變送器輸出端上的4-20mA模擬量信號(hào)，送入單片機(jī)，每隔5分鐘，單片機(jī)采集一次脈沖信號(hào)，15分鐘循環(huán)一次，紀(jì)錄在30psi給水壓力下，0.45μm微濾膜過濾500ml原水所需要的時(shí)間，并存入片內(nèi)RAM，計(jì)算出SDI，送入顯示器顯示；其SDI測(cè)試儀包括球閥、壓力調(diào)節(jié)閥、壓力表、排氣閥、0.45μm微濾膜，其特征在于還包括連通其過濾膜出口的電磁流量變送器(內(nèi)含電磁式流量傳感器)、連接其電磁流量變送器電脈沖輸出端的微計(jì)算機(jī)單片機(jī)、連接其單片機(jī)人機(jī)對(duì)話口的鍵盤、連接其單片機(jī)數(shù)據(jù)輸出口的顯示器與連接單片機(jī)口的“看門狗電路-WATCHDOG”。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)SDI污泥密度指數(shù)測(cè)量法及其測(cè)試儀，其特征在于其電磁流量變送器U1可選用SIEMENS公司生產(chǎn)的7ME5033型電磁流量變送器(內(nèi)置電磁流量傳感器)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)SDI污泥密度指數(shù)測(cè)量法及其測(cè)試儀，其特征在于其單片機(jī)U2可選用ATMEL公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機(jī)89C52。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)SDI污泥密度指數(shù)測(cè)量法及其測(cè)試儀，其特征在于其鍵盤U3為開始按鈕/START、液晶顯示頁上翻按鈕/UP和液晶顯示頁下翻按鈕/DOWN，其引線分別接CPU89C52的P2.5、P2.6、P2.7/25、24和23腳，還分別通過3只1K上拉電阻R10、R17與R18接+5V。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)SDI污泥密度指數(shù)測(cè)量法及其測(cè)試儀，其特征在于其“看門狗電路”U4可選用IMP831L集成電路，其人工復(fù)位/MR腳1接一只手動(dòng)復(fù)位按鈕并通過一只二極管D1接看門狗輸出/WD(WATCHDOG)O腳8，電源/VCC腳2接+5V，地/GND腳3接地，接89C52CPU的地/GND，輸出/PFO腳5接U2的輸入/INT腳1，看門狗輸入/WDI腳6接U2的輸出/PO.7腳，復(fù)位/RESET腳接CPU的RST腳。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)SDI污泥密度指數(shù)測(cè)量法及其測(cè)試儀，其特征在于其顯示器U5可選用OCMJ公司生產(chǎn)的128×64液晶點(diǎn)陣模塊顯示屏，其模塊顯示屏的1、2、3腳接接+5V與電源地，4、5、6腳分別接U2的P20、P21與P22，7、8、9、10與11腳分別接U2的44、43、42、41與40腳，12、13與14腳分別接U2的1、2與3，15腳接U2的P23，16腳懸空，17與18腳接一個(gè)10K可變電阻R3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)SDI污泥密度指數(shù)測(cè)量法及其測(cè)試儀，其特征在于其主程序流程打開設(shè)備電源開關(guān)，單片系統(tǒng)首先進(jìn)行初始化完成、系統(tǒng)一切正常以后，進(jìn)入準(zhǔn)備工作的等待狀態(tài)，如果所有外部條件都準(zhǔn)備好，啟動(dòng)start鍵，系統(tǒng)開始對(duì)流量進(jìn)行累加，累加到500毫升后，記錄所用時(shí)間，15分鐘后，再次記錄累加到500毫升所需時(shí)間，然后通過系統(tǒng)計(jì)算得出SDI值，送至液晶屏進(jìn)行顯示，此時(shí)可以通過上下鍵查詢以前存儲(chǔ)的數(shù)值，如不查詢則回到流程前段，等待新一次的開始。
全文摘要
本發(fā)明涉及全自動(dòng)SDI污泥密度指數(shù)測(cè)量法及其測(cè)試儀，主要適用于中水SDI的測(cè)量，將原水經(jīng)0.45μm微濾膜過濾，流入電磁流量變送器(內(nèi)含電磁式流量傳感器)，每流過電磁流量變送器1升原水輸出200個(gè)電脈沖，其電脈沖信號(hào)或電磁流量變送器輸出端上的4－20mA模擬量信號(hào)送入單片機(jī)，計(jì)算出SDI，送入顯示器顯示；其SDI測(cè)試儀特征在于過濾膜出口接有電磁流量變送器(內(nèi)含電磁式流量傳感器)，其變送器電脈沖輸出端連接單片機(jī)、單片機(jī)人機(jī)對(duì)話口接鍵盤，數(shù)據(jù)輸口接顯示器與“看門狗電路－WATCHDOG”。有效果是省時(shí)省力完成水SDI的測(cè)量，促進(jìn)再生水的廣泛應(yīng)用，節(jié)約水資源。
文檔編號(hào)G01N9/36GK1760659SQ20041007231
公開日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2004年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月11日
發(fā)明者李健, 關(guān)代宇, 李會(huì)元 申請(qǐng)人:天津泰達(dá)新水源科技開發(fā)有限公司