專利名稱：一種雙波長紫外法有機(jī)廢水cod檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢水COD測量領(lǐng)域，尤其涉及一種雙波長紫外法有機(jī)廢水COD檢測裝
置及方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)需氧量(COD)反映水體受還原性有機(jī)物污染的程度，是水質(zhì)污染監(jiān)控和治理中必須檢測的重要項(xiàng)目之一，也是水質(zhì)評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)COD檢測是指在一定條件下用強(qiáng)氧化劑處理廢水，水中還原性物質(zhì)所消耗的強(qiáng)氧化劑的量，其結(jié)果折算成氧的含量。它的值越小，說明水質(zhì)受污染越輕。水環(huán)境監(jiān)測的COD測量方法主要為重鉻酸鉀氧化法和高錳酸鹽指數(shù)法，兩者測量結(jié)果相對可靠，重現(xiàn)性好，但存在著藥劑耗費(fèi)高、測量周期長、連續(xù)監(jiān)測困難、廢液產(chǎn)生二次污染、使用維護(hù)成本高等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙波長紫外法有機(jī)廢水COD檢測
裝置及方法。本發(fā)明涉及一種雙波長紫外法有機(jī)廢水COD檢測裝置及方法，包括紫外光源、第一單色器、可見光源、第二單色器、測量槽、紫外探測器、可見光探測器、減法器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、PLC控制系統(tǒng)、顯示裝置；測量槽分別與第一單色器、第二單色器、紫外探測器、可見光探測器相連，第一單色器與紫外光源相連，第二單色器與可見光源相連，減法器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、PLC控制系統(tǒng)、顯示裝置順次相連。所述的測量槽包括紫外光入射光路、紫外光探測光路、可見光入射光路、可見光探測光路、廢水水樣輸入管路、測量光柱、殼體；殼體中心設(shè)有測量光柱，測量光柱內(nèi)設(shè)有廢水水樣輸入管路，測量光柱外側(cè)設(shè)有紫外光入射光路、紫外光探測光路、可見光入射光路、可見光探測光路，可見光入射光路、可見光探測光路在同一光路上，紫外光入射光路、紫外光探測光路在同一光路上。所述的測量槽的水路系統(tǒng)包括第一水泵P1、第二水泵P2、第三水泵P3、廢水池、第一電磁閥V1、第二電磁閥V2、第三電磁閥V3、第四電磁閥V4、第五電磁閥V5、第六電磁閥V6、第七電磁閥V7、第八電磁閥V8、第九電磁閥V9、第十電磁閥VlO、廢水定量杯、純凈水定量杯、混合槽和純凈水循環(huán)池；所述的第一水泵Pl的進(jìn)水口與工業(yè)現(xiàn)場有機(jī)廢水管路的出水口連接，第一水泵Pl的出水口與廢水池的第一進(jìn)水口連接，廢水池的防溢出口、廢水定量杯的廢水出口與工業(yè)現(xiàn)場有機(jī)廢水管路連接，廢水池的底部出水口通過第一電磁閥Vl與工業(yè)現(xiàn)場有機(jī)廢水管路連接，廢水池的廢水出口通過第四電磁閥V4與第三電磁閥的V3的一端、廢水定量杯的一端連接，廢水定量杯的出水口通過第五電磁閥V5與第六電磁閥V6的一端、混合槽的進(jìn)水口連接；第二水泵P2進(jìn)水口與純凈水管路連接，出水口與純凈水循環(huán)池的第一進(jìn)水口連接，純凈水循環(huán)池的出水口第三水泵P3的進(jìn)水口連接，第三水泵P3的出水口分別與第七電磁閥V7的一端、第八電磁閥V8的一端、第二電磁閥V2的一端、第三電磁閥V3的另一端和純凈水循環(huán)池的第二進(jìn)水口連接，第七電磁閥V7的另一端與純凈水定量杯的入水口連接，純凈水定量杯的溢出口與純凈水循環(huán)池的第二進(jìn)水口連接，純凈水定量杯的出水口與第六電磁閥V6的另一端連接，第八電磁閥V8的另一端與混合槽的入水口連接，混合槽的出水口通過第九電磁閥V9與測量槽的入水口連接，測量槽的出水口通過第十電磁閥VlO與工業(yè)現(xiàn)場有機(jī)廢水管路連接。所述的減法器電路包括三個(gè)運(yùn)算放大器和四個(gè)電阻；所述的第一運(yùn)算放大器Al的正向輸入端與第一電壓輸入端連接，第一運(yùn)算放大器Al的反向輸入端與輸出端、第一電阻Rl的一端連接，第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端、第三運(yùn)算放大器A3的反向輸入端連接，第三運(yùn)算放大器A3的正向輸入端與第二電阻R2的另一端連接作為電壓輸出端，第二運(yùn)算放大器A2的反向輸入端與第二電壓輸入端連接，第二運(yùn)算放大器A2的反向輸入端與第二運(yùn)算放大器A2的輸出端、第三電阻R3的一端連接，第三電阻R3的另一端與第三運(yùn)算放大器的正向輸入端、第四電阻R4連接，第四電阻R4的另一端接地。所述的放大電路包括九個(gè)電阻、一個(gè)電源發(fā)生端、四個(gè)電容、四個(gè)二極管、三個(gè)運(yùn)放放大器、一個(gè)場效應(yīng)管、兩個(gè)開關(guān)和一個(gè)電感。電源發(fā)生端M的CE腳與第五電阻R5的一端連接，第五電阻R5的另一端與第一電容Cl的一端、第四運(yùn)算放大器A4的輸出端連接，第一電容Cl的另一端與第六電阻R6的一端、第七電阻R7的一端連接,第六電阻R6的另一端與電源發(fā)生端M的RLC腳、第一開關(guān)SI的一端連接,第一開關(guān)SI的另一端與場效應(yīng)管Ql的漏極連接，場效應(yīng)管Ql的柵極與第八電阻R8的一端連接，第八電阻R8的另一端接電源VCC，場效應(yīng)管Ql的源極與電源發(fā)生端的SE端、第十一電阻Rll的一端連接，第十一電阻Rll的另一端與第一二極管Dl的陽極、第三二極管的陰極D3、第十二電阻R12的一端、第五運(yùn)算放大器A5的反向輸入端連接；第五運(yùn)算放大器A5的正向輸入端接地，正電源端接+3V電源，負(fù)電源接-3V電源，第一二極管Dl的陰極與第二二極管D2的陽極連接，第二二極管D2的陰極與第四二極管D4的陽極、第十二電阻R12的另一端、第五運(yùn)算放大器A5的輸出端、第十三電阻R13的一端連接，第四二極管D4的陰極與第三二極管D3的陽極連接，第十三電阻R13的另一端與第六運(yùn)算放大器A6的反向輸入端、第十五電阻R15的一端、第四電容C4的一端連接；第六運(yùn)算放大器的正向輸入端接地，正電源端接+3V電源，負(fù)電源接-3V電源，輸出端與第四電容C4的另一端、第十四電阻R14的一端連接，第十四電阻R14的另一端與第十五電阻R15的另一端連接并與A/D轉(zhuǎn)換芯片U3的2腳連接，第七電阻R7的另一端與第四運(yùn)算放大器A4的反向輸入端連接；第四運(yùn)算放大器A4的正電源端接+3V電源，負(fù)電源接-3V電源，第四運(yùn)算放大器A4的反向輸入端與第九電阻R9的一端連接，第九電阻R9的另一端與三向開關(guān)S2的活動(dòng)端連接，三向開關(guān)S2的另一個(gè)端與第一電感LI的線圈、第十電阻RlO的一端連接，第十電阻RlO的另一端與三向開關(guān)S2的還有一端連接并接地；第一電感LI的一端接電源VCC，另一端接地；第二電容C2的一端接+3V電源，另一端與第三電容C3的一端連接并接地，第三電容C3的另一端接-3V電源。所述的A/D轉(zhuǎn)換電路包括5V參考電壓芯片U2REF5050和A/D轉(zhuǎn)換芯片U3LTC1864，四個(gè)電容；第二電容L2的一端與電源VCC連接,另一端與第五電容C5的一端、第六電容C6的一端、5V參考電壓芯片U2的2腳連接,第五電容C5的另一端、第六電容C6的另一端、5V參考電壓芯片U2的4腳連接并接地，5V參考電壓芯片U2的6腳與第七電容C7的一端、A/D轉(zhuǎn)換芯片U3的I腳連接，5V參考電壓芯片U2的其余引腳架空，第七電容C7的另一端接地;A/D轉(zhuǎn)換芯片U3的3腳接模擬地，4腳接數(shù)字地，8腳與第八電容C8的一端連接并接電源VCC，5腳與PLC的ADCONV腳連接，6腳與PLC的ADDTA腳連接，7腳與PLC的ADCLK腳連接，第八電容C8的另一端接地，第八電容C8的另一端接地。一種雙波長紫外法有機(jī)廢水COD檢測方法，該方法包括以下步驟:
步驟一:分別打開紫外光源和可見光源，對被測有機(jī)廢水水樣進(jìn)行紫外光和可見光兩個(gè)波段的全波長掃描，將掃描結(jié)果輸入到光譜分析儀，根據(jù)其最大吸收峰值確定有機(jī)廢水水樣在紫外光波段和可見光波段的單一透光率最大吸收峰，并由此作為測定波長λ ,和參比波長λ 2，并選擇能夠獲取測定波長λ i和參比波長λ 2的對應(yīng)的兩個(gè)單色器；
步驟二、打開紫外光源和可見光源，經(jīng)過兩個(gè)單色器分別將光源發(fā)出的紫外光和可見光進(jìn)行過濾，得到波長為的λ i和λ 2的紫外光和可見光；
步驟三、將這兩束單一波長光分別照射測量槽中的廢水水樣:紫外光沿垂直于測量槽壁方向射入測量槽中，并穿過測量槽，通過紫外光電探測器獲得光電信號(hào)；可見光沿垂直于測量槽壁方向和紫外光入射方向入射到測量槽中，通過可見光探測器獲得光電信號(hào)；
其中測量槽中水樣的獲取步驟為:第一水泵Pi將從工業(yè)現(xiàn)場采集的有機(jī)廢水水樣抽入廢水池中，經(jīng)過蓄積和沉淀后，啟動(dòng)第四電磁閥V4，將廢水水樣注入廢水定量杯，定量獲取廢水水樣，與此同時(shí)，采樣泵Ρ2將純凈水注入純凈水循環(huán)池，啟動(dòng)電磁閥V7，采樣泵Ρ3抽取定量的純凈水注入純凈水定量杯。啟動(dòng)第五電磁閥V5和第六電磁閥V6，使定量的廢水水樣和純凈水一同注入混合槽,待混合均勻后,啟動(dòng)第九電磁閥V9，使水樣注入到測量槽中。步驟四、紫外光探測器和可見光探測器獲取的光電信號(hào)分別接入減法器電路的兩個(gè)輸入端，經(jīng)過做差處理后得到去除懸浮物影響的有效紫外吸光度值和可見光的衰減率；
步驟五、減法器電路輸出的有效信號(hào)輸入到放大電路，對信號(hào)進(jìn)行放大和去噪處理；步驟六、將放大后的信號(hào)接入A/D轉(zhuǎn)換電路，使模擬信號(hào)能夠轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)直接供PLC控制系統(tǒng)所用，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和顯示。有益效果:(1)由于參比波長的補(bǔ)償，能夠消除大部分懸浮物對吸光度的影響，當(dāng)水樣的懸浮物濃度波動(dòng)較大時(shí)，能較準(zhǔn)確地預(yù)測出水樣的COD值。(2)基于雙波長紫外吸收法的水質(zhì)COD在線測量儀器實(shí)現(xiàn)了水樣提取、測量槽清洗、儀器校準(zhǔn)以及整個(gè)測量的全過程自動(dòng)化，大大縮短了檢測試劑時(shí)間，提高了 COD檢測效率。(3)根據(jù)實(shí)際水樣掃描測定波長和參比波長，更符合水樣具有多種污染物和不同吸光特性的實(shí)際情況，擴(kuò)大了適用范圍，提高了測量精度，能夠適合于各類廢水COD的在線、快速、準(zhǔn)確的分析和測量。(4)不需要經(jīng)過任何化學(xué)預(yù)處理，縮短了測量周期，同時(shí)對環(huán)境也不會(huì)造成污染。同時(shí)，在水樣中為消除懸浮物的干擾，對懸浮物采用可見光來消除，可消除水樣中懸浮物波動(dòng)對吸光度帶來干擾。


圖1為裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖2 (a)為測量槽的立體圖； 圖2 (b)為測量槽的俯視 圖3為水路整體結(jié)構(gòu) 圖4為減法器電路 圖5為放大電路結(jié)構(gòu) 圖6為A/D轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu) 圖7為本發(fā)明的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明一種雙波長紫外法有機(jī)廢水COD檢測裝置，包括全波長紫外光源、第一單色器、可見光源、第二單色器、測量槽、紫外探測器、可見光探測器、減法器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、PLC控制系統(tǒng)、顯示裝置；測量槽分別與第一單色器、第二單色器、紫外探測器、可見光探測器相連，第一單色器與紫外光源相連，第二單色器與可見光源相連，減法器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、PLC控制系統(tǒng)、顯示裝置順次相連。如圖2 (a)、圖2(b)所示，所述的測量槽包括紫外光入射光路1、紫外光探測光路
2、可見光入射光路3、可見光探測光路4、廢水水樣輸入管路5、測量光柱6、殼體7 ;殼體7中心設(shè)有測量光柱6，測量光柱6內(nèi)設(shè)有廢水水樣輸入管路5，測量光柱6外側(cè)設(shè)有紫外光入射光路1、紫外光探測光路2、可見光入射光路3、可見光探測光路4，可見光入射光路3、可見光探測光路4在同一光路上，紫外光入射光路1、紫外光探測光路2在同一光路上。如圖3所示，所述的測量槽的水路系統(tǒng)包括第一水泵P1、第二水泵P2、第三水泵P3、廢水池、第一電磁閥V1、第二電磁閥V2、第三電磁閥V3、第四電磁閥V4、第五電磁閥V5、第六電磁閥V6、第七電磁閥V7、第八電磁閥V8、第九電磁閥V9、第十電磁閥V10、廢水定量杯、純凈水定量杯、混合槽和純凈水循環(huán)池；所述的第一水泵Pl的進(jìn)水口與工業(yè)現(xiàn)場有機(jī)廢水管路的出水口連接，第一水泵Pl的出水口與廢水池的第一進(jìn)水口連接，廢水池的防溢出口、廢水定量杯的廢水出口與工業(yè)現(xiàn)場有機(jī)廢水管路連接，廢水池的底部出水口通過第一電磁閥Vl與工業(yè)現(xiàn)場有機(jī)廢水管路連接，廢水池的廢水出口通過第四電磁閥V4與第三電磁閥的V3的一端、廢水定量杯的一端連接，廢水定量杯的出水口通過第五電磁閥V5與第六電磁閥V6的一端、混合槽的進(jìn)水口連接；第二水泵P2進(jìn)水口與純凈水管路連接，出水口與純凈水循環(huán)池的第一進(jìn)水口連接，純凈水循環(huán)池的出水口第三水泵P3的進(jìn)水口連接，第三水泵P3的出水口分別與第七電磁閥V7的一端、第八電磁閥V8的一端、第二電磁閥V2的一端、第三電磁閥V3的另一端和純凈水循環(huán)池的第二進(jìn)水口連接，第七電磁閥V7的另一端與純凈水定量杯的入水口連接，純凈水定量杯的溢出口與純凈水循環(huán)池的第二進(jìn)水口連接，純凈水定量杯的出水口與第六電磁閥V6的另一端連接，第八電磁閥V8的另一端與混合槽的入水口連接,混合槽的出水口通過第九電磁閥V9與測量槽的入水口連接，測量槽的出水口通過第十電磁閥VlO與工業(yè)現(xiàn)場有機(jī)廢水管路連接。如圖4所示，所述的減法器電路包括三個(gè)運(yùn)算放大器和四個(gè)電阻；所述的第一運(yùn)算放大器Al的正向輸入端與第一電壓輸入端連接,第一運(yùn)算放大器Al的反向輸入端與輸出端、第一電阻Rl的一端連接，第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端、第三運(yùn)算放大器A3的反向輸入端連接，第三運(yùn)算放大器A3的正向輸入端與第二電阻R2的另一端連接作為電壓輸出端，第二運(yùn)算放大器A2的反向輸入端與第二電壓輸入端連接，第二運(yùn)算放大器A2的反向輸入端與第二運(yùn)算放大器A2的輸出端、第三電阻R3的一端連接，第三電阻R3的另一端與第三運(yùn)算放大器的正向輸入端、第四電阻R4連接，第四電阻R4的另一端接地。如圖5所示，所述的放大電路包括九個(gè)電阻、一個(gè)電源發(fā)生端、四個(gè)電容、四個(gè)二極管、三個(gè)運(yùn)放放大器、一個(gè)場效應(yīng)管、兩個(gè)開關(guān)和一個(gè)電感。電源發(fā)生端M的CE腳與第五電阻R5的一端連接,第五電阻R5的另一端與第一電容Cl的一端、第四運(yùn)算放大器A4的輸出端連接，第一電容Cl的另一端與第六電阻R6的一端、第七電阻R7的一端連接,第六電阻R6的另一端與電源發(fā)生端M的RLC腳、第一開關(guān)SI的一端連接,第一開關(guān)SI的另一端與場效應(yīng)管Ql的漏極連接，場效應(yīng)管Ql的柵極與第八電阻R8的一端連接，第八電阻R8的另一端接電源VCC，場效應(yīng)管Ql的源極與電源發(fā)生端的SE端、第十一電阻RlI的一端連接，第十一電阻Rll的另一端與第一二極管Dl的陽極、第三二極管的陰極D3、第十二電阻R12的一端、第五運(yùn)算放大器A5的反向輸入端連接；第五運(yùn)算放大器A5的正向輸入端接地,正電源端接+3V電源，負(fù)電源接-3V電源，第一二極管Dl的陰極與第二二極管D2的陽極連接，第二二極管D2的陰極與第四二極管D4的陽極、第十二電阻R12的另一端、第五運(yùn)算放大器A5的輸出端、第十三電阻R13的一端連接，第四二極管D4的陰極與第三二極管D3的陽極連接,第十三電阻R13的另一端與第六運(yùn)算放大器A6的反向輸入端、第十五電阻R15的一端、第四電容C4的一端連接；第六運(yùn)算放大器的正向輸入端接地，正電源端接+3V電源，負(fù)電源接-3V電源，輸出端與第四電容C4的另一端、第十四電阻R14的一端連接，第十四電阻R14的另一端與第十五電阻R15的另一端連接并與A/D轉(zhuǎn)換芯片U3的2腳連接，第七電阻R7的另一端與第四運(yùn)算放大器A4的反向輸入端連接；第四運(yùn)算放大器A4的正電源端接+3V電源，負(fù)電源接-3V電源，第四運(yùn)算放大器A4的反向輸入端與第九電阻R9的一端連接，第九電阻R9的另一端與三向開關(guān)S2的活動(dòng)端連接，三向開關(guān)S2的另一個(gè)端與第一電感LI的線圈、第十電阻RlO的一端連接，第十電阻RlO的另一端與三向開關(guān)S2的還有一端連接并接地；第一電感LI的一端接電源VCC，另一端接地；第二電容C2的一端接+3V電源，另一端與第三電容C3的一端連接并接地，第三電容C3的另一端接-3V電源。如圖6所示，所述的A/D轉(zhuǎn)換電路包括5V參考電壓芯片U2REF5050和A/D轉(zhuǎn)換芯片U3LTC1864，四個(gè)電容；第二電容L2的一端與電源VCC連接，另一端與第五電容C5的一端、第六電容C6的一端、5V參考電壓芯片U2的2腳連接,第五電容C5的另一端、第六電容C6的另一端、5V參考電壓芯片U2的4腳連接并接地，5V參考電壓芯片U2的6腳與第七電容C7的一端、A/D轉(zhuǎn)換芯片U3的I腳連接，5V參考電壓芯片U2的其余引腳架空，第七電容C7的另一端接地；A/D轉(zhuǎn)換芯片U3的3腳接模擬地，4腳接數(shù)字地，8腳與第八電容C8的一端連接并接電源VCC，5腳與PLC的ADCONV腳連接，6腳與PLC的ADDTA腳連接，7腳與PLC的ADCLK腳連接，第八電容C8的另一端接地，第八電容C8的另一端接地。如圖7所示，一種雙波長紫外法有機(jī)廢水COD檢測方法，該方法包括以下步驟: 步驟一:分別打開紫外光源和可見光源，對被測有機(jī)廢水水樣進(jìn)行紫外光和可見光兩
個(gè)波段的全波長掃描，將掃描結(jié)果輸入到光譜分析儀，根據(jù)其最大吸收峰值確定有機(jī)廢水水樣在紫外光波段和可見光波段的單一透光率最大吸收峰，并由此作為測定波長λ ,和參比波長λ 2，并選擇能夠獲取測定波長λ i和參比波長λ 2的對應(yīng)的兩個(gè)單色器；
步驟二、打開紫外光源和可見光源，經(jīng)過兩個(gè)單色器分別將光源發(fā)出的紫外光和可見光進(jìn)行過濾，得到波長為的λ i和λ 2的紫外光和可見光； 步驟三、將這兩束單一波長光分別照射測量槽中的廢水水樣:紫外光沿垂直于測量槽壁方向射入測量槽中，并穿過測量槽，通過紫外光電探測器獲得光電信號(hào)；可見光沿垂直于測量槽壁方向和紫外光入射方向入射到測量槽中，通過可見光探測器獲得光電信號(hào)；
其中測量槽中水樣的獲取步驟為:第一水泵Pi將從工業(yè)現(xiàn)場采集的有機(jī)廢水水樣抽入廢水池中，經(jīng)過蓄積和沉淀后，啟動(dòng)第四電磁閥V4，將廢水水樣注入廢水定量杯，定量獲取廢水水樣，與此同時(shí)，采樣泵P2將純凈水注入純凈水循環(huán)池，啟動(dòng)電磁閥V7，采樣泵P3抽取定量的純凈水注入純凈水定量杯。啟動(dòng)第五電磁閥V5和第六電磁閥V6，使定量的廢水水樣和純凈水一同注入混合槽,待混合均勻后,啟動(dòng)第九電磁閥V9，使水樣注入到測量槽中。步驟四、紫外光探測器和可見光探測器獲取的光電信號(hào)分別接入減法器電路的兩個(gè)輸入端，經(jīng)過做差處理后得到去除懸浮物影響的有效紫外吸光度值和可見光的衰減率；步驟五、減法器電路輸出的有效信號(hào)輸入到放大電路，對信號(hào)進(jìn)行放大和去噪處理；步驟六、將放大后的信號(hào)接入A/D轉(zhuǎn)換電路，使模擬信號(hào)能夠轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)直接供PLC控制系統(tǒng)所用，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和顯示。
權(quán)利要求
1.一種雙波長紫外法有機(jī)廢水COD檢測裝置，其特征在于:該裝置包括紫外光源、第一單色器、可見光源、第二單色器、測量槽、紫外探測器、可見光探測器、減法器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、PLC控制系統(tǒng)、顯示裝置；測量槽分別與第一單色器、第二單色器、紫外探測器、可見光探測器相連，第一單色器與紫外光源相連，第二單色器與可見光源相連，減法器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、PLC控制系統(tǒng)、顯示裝置順次相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙波長紫外法有機(jī)廢水COD檢測裝置，其特征在于:所述的測量槽包括紫外光入射光路、紫外光探測光路、可見光入射光路、可見光探測光路、廢水水樣輸入管路、測量光柱、殼體；殼體中心設(shè)有測量光柱，測量光柱內(nèi)設(shè)有廢水水樣輸入管路，測量光柱外側(cè)設(shè)有紫外光入射光路、紫外光探測光路、可見光入射光路、可見光探測光路，可見光入射光路、可見光探測光路在同一光路上，紫外光入射光路、紫外光探測光路在同一光路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙波長紫外法有機(jī)廢水COD檢測裝置，其特征在于:所述的測量槽的水路系統(tǒng)包括第一水泵P1、第二水泵P2、第三水泵P3、廢水池、第一電磁閥V1、第二電磁閥V2、第三電磁閥V3、第四電磁閥V4、第五電磁閥V5、第六電磁閥V6、第七電磁閥V7、第八電磁閥V8、第九電磁閥V9、第十電磁閥V10、廢水定量杯、純凈水定量杯、混合槽和純凈水循環(huán)池；所述的第一水泵Pl的進(jìn)水口與工業(yè)現(xiàn)場有機(jī)廢水管路的出水口連接，第一水泵Pl的出水口與廢水池的第一進(jìn)水口連接，廢水池的防溢出口、廢水定量杯的廢水出口與工業(yè)現(xiàn)場有機(jī)廢水管路連接，廢水池的底部出水口通過第一電磁閥Vl與工業(yè)現(xiàn)場有機(jī)廢水管路連接，廢水池的廢水出口通過第四電磁閥V4與第三電磁閥的V3的一端、廢水定量杯的一端連接，廢水定量杯的出水口通過第五電磁閥V5與第六電磁閥V6的一端、混合槽的進(jìn)水口連接；第二水泵P2進(jìn)水口與純凈水管路連接，出水口與純凈水循環(huán)池的第一進(jìn)水口連接，純凈水循環(huán)池的出水口第三水泵P3的進(jìn)水口連接，第三水泵P3的出水口分別與第七電磁閥V7的一端、第八電磁閥V8的一端、第二電磁閥V2的一端、第三電磁閥V3的另一端和純凈水循環(huán)池的第二進(jìn)水口連接，第七電磁閥V7的另一端與純凈水定量杯的入水口連接，純凈水定量杯的溢出口與純凈水循環(huán)池的第二進(jìn)水口連接，純凈水定量杯的出水口與第六電磁閥V6的另一端連接， 第八電磁閥V8的另一端與混合槽的入水口連接，混合槽的出水口通過第九電磁閥V9與測量槽的入水口連接，測量槽的出水口通過第十電磁閥VlO與工業(yè)現(xiàn)場有機(jī)廢水管路連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙波長紫外法有機(jī)廢水COD檢測裝置，其特征在于:所述的減法器電路包括三個(gè)運(yùn)算放大器和四個(gè)電阻；所述的第一運(yùn)算放大器Al的正向輸入端與第一電壓輸入端連接，第一運(yùn)算放大器Al的反向輸入端與輸出端、第一電阻Rl的一端連接，第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端、第三運(yùn)算放大器A3的反向輸入端連接，第三運(yùn)算放大器A3的正向輸入端與第二電阻R2的另一端連接作為電壓輸出端，第二運(yùn)算放大器A2的反向輸入端與第二電壓輸入端連接，第二運(yùn)算放大器A2的反向輸入端與第二運(yùn)算放大器A2的輸出端、第三電阻R3的一端連接，第三電阻R3的另一端與第三運(yùn)算放大器的正向輸入端、第四電阻R4連接，第四電阻R4的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙波長紫外法有機(jī)廢水COD檢測裝置，其特征在于:所述的放大電路包括九個(gè)電阻、一個(gè)電源發(fā)生端、四個(gè)電容、四個(gè)二極管、三個(gè)運(yùn)放放大器、一個(gè)場效應(yīng)管、兩個(gè)開關(guān)和一個(gè)電感；電源發(fā)生端M的CE腳與第五電阻R5的一端連接,第五電阻R5的另一端與第一電容Cl的一端、第四運(yùn)算放大器A4的輸出端連接，第一電容Cl的另一端與第六電阻R6的一端、第七電阻R7的一端連接,第六電阻R6的另一端與電源發(fā)生端M的RLC腳、第一開關(guān)SI的一端連接,第一開關(guān)SI的另一端與場效應(yīng)管Ql的漏極連接，場效應(yīng)管Ql的柵極與第八電阻R8的一端連接，第八電阻R8的另一端接電源VCC，場效應(yīng)管Ql的源極與電源發(fā)生端的SE端、第十一電阻Rll的一端連接，第十一電阻Rll的另一端與第一二極管Dl的陽極、第三二極管的陰極D3、第十二電阻R12的一端、第五運(yùn)算放大器A5的反向輸入端連接；第五運(yùn)算放大器A5的正向輸入端接地，正電源端接+3V電源，負(fù)電源接-3V電源，第一二極管Dl的陰極與第二二極管D2的陽極連接，第二二極管D2的陰極與第四二極管D4的陽極、第十二電阻R12的另一端、第五運(yùn)算放大器A5的輸出端、第十三電阻R13的一端連接，第四二極管D4的陰極與第三二極管D3的陽極連接，第十三電阻R13的另一端與第六運(yùn)算放大器A6的反向輸入端、第十五電阻R15的一端、第四電容C4的一端連接；第六運(yùn)算放大器的正向輸入端接地，正電源端接+3V電源，負(fù)電源接-3V電源，輸出端與第四電容C4的另一端、第十四電阻R14的一端連接，第十四電阻R14的另一端與第十五電阻R15的另一端連接并與A/D轉(zhuǎn)換芯片U3的2腳連接，第七電阻R7的另一端與第四運(yùn)算放大器A4的反向輸入端連接；第四運(yùn)算放大器A4的正電源端接+3V電源，負(fù)電源接-3V電源，第四運(yùn)算放大器A4的反向輸入端與第九電阻R9的一端連接，第九電阻R9的另一端與三向開關(guān)S2的活動(dòng)端連接，三向開關(guān)S2的另一個(gè)端與第一電感LI的線圈、第十電阻RlO的一端連接，第十電阻RlO的另一端與三向開關(guān)S2的還有一端連接并接地；第一電感LI的一端接電源VCC，另一端接地；第二電容C2的一端接+3V電源，另一端與第三電容C3的一端連接并接地，第三電容C3的另一端接-3V電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙波長紫外法有機(jī)廢水COD檢測裝置，其特征在于:所述的A/D轉(zhuǎn)換電路包括5V參考電壓芯片U2REF5050和A/D轉(zhuǎn)換芯片U3LTC1864，四個(gè)電容；第二電容L2的一端與電源VCC連接,另一端與第五電容C5的一端、第六電容C6的一端、5V參考電壓芯片U2的2腳連接，第五電容C5的另一端、第六電容C6的另一端、5V參考電壓芯片U2的4腳連接并接地，5V參考電壓芯片U2的6腳與第七電容C7的一端、A/D轉(zhuǎn)換芯片U3的I腳連接，5V參考電壓芯片U2的其余引腳架空，第七電容C7的另一端接地；A/D轉(zhuǎn)換芯片U3的3腳接模擬地，4腳接數(shù)字地，8腳與第八電容C8的一端連接并接電源VCC，5腳與PLC的ADCONV腳連 接，6腳與PLC的ADDTA腳連接，7腳與PLC的ADCLK腳連接，第八電容C8的另一端接地，第八電容C8的另一端接地。
7.一種雙波長紫外法有機(jī)廢水COD檢測方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: 步驟一:分別打開紫外光源和可見光源，對被測有機(jī)廢水水樣進(jìn)行紫外光和可見光兩個(gè)波段的全波長掃描，將掃描結(jié)果輸入到光譜分析儀，根據(jù)其最大吸收峰值確定有機(jī)廢水水樣在紫外光波段和可見光波段的單一透光率最大吸收峰，并由此作為測定波長λ ,和參比波長λ 2，并選擇能夠獲取測定波長λ i和參比波長λ 2的對應(yīng)的兩個(gè)單色器； 步驟二、打開紫外光源和可見光源，經(jīng)過兩個(gè)單色器分別將光源發(fā)出的紫外光和可見光進(jìn)行過濾，得到波長為的λ i和λ 2的紫外光和可見光； 步驟三、將這兩束單一波長光分別照射測量槽中的廢水水樣:紫外光沿垂直于測量槽壁方向射入測量槽中，并穿過測量槽，通過紫外光電探測器獲得光電信號(hào)；可見光沿垂直于測量槽壁方向和紫外光入射方向入射到測量槽中，通過可見光探測器獲得光電信號(hào)；其中測量槽中水樣的獲取步驟為:第一水泵Pi將從工業(yè)現(xiàn)場采集的有機(jī)廢水水樣抽入廢水池中，經(jīng)過蓄積和沉淀后，啟動(dòng)第四電磁閥V4，將廢水水樣注入廢水定量杯，定量獲取廢水水樣，與此同時(shí)，采樣泵P2將純凈水注入純凈水循環(huán)池，啟動(dòng)電磁閥V7，采樣泵P3抽取定量的純凈水注入純凈水定量杯；啟動(dòng)第五電磁閥V5和第六電磁閥V6，使定量的廢水水樣和純凈水一同注入混合槽,待混合均勻后,啟動(dòng)第九電磁閥V9，使水樣注入到測量槽中；步驟四、紫外光探測器和可見光探測器獲取的光電信號(hào)分別接入減法器電路的兩個(gè)輸入端，經(jīng)過做差處理后得到去除懸浮物影響的有效紫外吸光度值和可見光的衰減率；步驟五、減法器電路輸出的有效信號(hào)輸入到放大電路，對信號(hào)進(jìn)行放大和去噪處理；步驟六、將放大后的信號(hào)接入A/D轉(zhuǎn)換電路，使模擬信號(hào)能夠轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)直接供PLC控制系統(tǒng)所用， 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙波長紫外法有機(jī)廢水COD檢測裝置及方法，現(xiàn)有實(shí)際應(yīng)用中預(yù)測模型普遍存在的問題是水樣中懸浮物波動(dòng)對吸光度帶來干擾，從而直接影響了模型的準(zhǔn)確性，本發(fā)明的測量槽分別與第一單色器、第二單色器、紫外探測器、可見光探測器相連，第一單色器與紫外光源相連，第二單色器與可見光源相連，減法器、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、PLC控制系統(tǒng)、顯示裝置順次相連。本發(fā)明能較準(zhǔn)確的預(yù)測出水樣的COD值，測量過程的全自動(dòng)化，大大縮短了測量周期，提高了COD測量速度，提高了適用范圍和測量精度，能夠適合于各類廢水COD的在線、快速、準(zhǔn)確的分析和測量。
文檔編號(hào)G01N21/33GK103149166SQ201310044689
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者夏鳳毅, 盛成龍, 李金頁 申請人:中國計(jì)量學(xué)院