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1、东南大学成贤学院毕业论文IPH 在线检测仪的结构设计摘要随着人们生活水平的提高，人们对饮用自来水的饮用要求有了进一步提高。高精度稳流器是为检测自来水三个主要测量标准（含氯量、浓度、PH 值）中的含氯量而进行研制。其主要功能是使随机性较大的水速流至稳流器后的到某一基本恒定的均速。以使于随时方便地检测自来水的含氯量。该产品是在原先进的设备基础上进行的大胆的改进而成。经几个月的研制、检测，结果表明它不但能很好地满足技术要求，达到出水均速约 30 升/小时。而且结构比原型更为简单，且安装方便，外型上也做了一定的改进。本报告主要讨论稳流器的设计过程中发现的问题，同时对产品的性能作了一番汇报，并设计出改善
2、后设备。关键词：检测；稳流器；改进Yesterday is dead, forget it; tomorrow does not exist, dont worry; today is here, use itanimo !东南大学成贤学院毕业论文IAbstractRequires to water for drinking are made more strict with the improvement of peoples living level .High Intensive constant velocity instrument is researched for checkin
3、g one of the three main measuring criteria-the quality of Cl .Its chief function is to gain a approximately constant velocity when random velocity water flow through it .This product has great improvement on the base of former equipment. The results prove that the product not only reach technical re
4、quirements (outside velocity approximate 30l/h ),but also is simple in structure and conveniently installed ,and its appearance is more wonderful .This report mainly discusses the devise process and questions during design .In the same time ,The properties of the product are discussed in this report
5、 . Keywords: Detection；Current Regulator；Improved东南大学成贤学院毕业论文I目录东南大学成贤学院毕业论文I第一章 绪论引言随着我国改革开放的进一步发展，工农业生产得到了迅猛的发展。但由于片面追求经济利益，忽视了对环境的保护。工业污水、废气、废烟等不经过处理直接排放，不仅造成了对大自然的极大污染，而且影响着人类的健康、安全。当前，工业所带来的污染问题对自然环境和人们的身心健康带来了不容忽视的危害。国务院关于环境保护若干问题的决定提出了2010年环境保护的目标，即要实施对污染物排放总量的控制。PH值是控制污水和工业废水排放的一个重要指标，国家环保局在
6、工业废水排放标准中明确规定了排放污水和工业废水的PH值(PH值定义为1L中已经电离的氢离子浓度的负对数，即PH=-logH +。)必须在65-85之间，中国环境监测总站则规定包括黑色冶金、合成洗涤剂、化肥、农药等在内的排污企业中，PH值为废水排放总量控制监测的必测项目。长期以来作为一种重要的数据测量仪表，测量仪一直被广泛地应用于各种工业现场。在90年代以前，人们主要使用机械式测量仪。但由于机械式测量仪内部结构复杂，活动部件较多，故可靠性差，易出现机械故障。此外在机械式测量仪的使用过程中，需定时更换记录纸和记录笔，使其在长期运行中费用较高。为了弥补机械式测量仪的不足，有必要研发一种新型测量议。进
7、入90年代，市场上出现了一种新型记录仪表-PH在线检测仪。这种检测仪使用了微处理器和大存储量的Flash存储器，能够自动地记录工业过程数据，并可对记录数据进行分析处理，同时还具有USB接口功能，可以进行数据的转移传输，以及可靠性高和长期运行费用低(30w)等优点，因而迅速被广大用户所接型受。目前，很多PH值的测量仍是采样分析，这只能反映采样时的瞬时值，只有连续测量才能客观的、真实的反映该排放废水的PH值。近年来随着微电子技术和智能化技术的发展出现了以微处理器为核心的PH测量仪。PH测量仪代替手工分析，节省了人力、减轻了劳动强度、改善了劳动条件。仪表监控在准确、灵敏、及时、连续等方面具有自身的优
8、势，这对现代化监控系统的运行是十分必要的。大家都知道当今社会提倡可持续发展观，节能减排已是时代的趋势，资源的重复利用已被大力提倡， PH 在线检测仪作为一种先进的 PH 值检测设备已被大量需求，然而中国市场上的大多数 PH 在线检测仪都是进口的，价格昂贵，所以发展国产 PH 在线检测仪已是市场经济的需要。为此，我做此课题的研究，希望有所成就，引领 PH 在线检测仪的国产化。PH 在线检测仪的工作原理是利用国产 7312 型 PH 玻璃白金电极在经过稳压稳流处理后的水流中电位差换算出 PH 值，经闭环控制系统调整缓冲液控制阀，进行 PH 值的调整，从而达到对水质的连续检测，进而保证测量的准确度及
9、稳定性。PH 在线检测仪是水处理过程的关键仪器，本设计的目的就是通过改进国产的 7312 型东南大学成贤学院毕业论文II测量仪进而设计出满足测量精度要求且结构简单、操作方便、外观漂亮的测量仪进而取代进口设备。第二章 原始数据及技术要求2.1 原始数据：1、进水压力 0.05-0.115（Mpa）,可调。2、出水速度 25-35 升/小时。3、进水压力波动正负 0.1Mpa 时，出水速度误差正负 5%。2.2 技术要求：1、保证技术指标实现情况下，结构简单。2、安装方便。3、金属构件要防锈。4、管及水接触膜体采用硬聚乙烯材料。5、阀体必须固定在箱体内，且有 150150mm2 观察窗口。6、箱体
10、与墙采用壁挂式，装装拆方便。7、箱体外型美观。第三章 关键问题及难点3.1 保证流过 PH 在线检测仪中液体流量的稳定。由于流过管道的液体的密度的差异性以及管道的粗糙度和管道的弯曲性和水源流量的差异性造成了液体流量的不稳，所以为保证这个问题的解决，我们就需要在 PH 在线检测仪中引进稳流阀，通过稳流阀的稳流从而解决这个问题。那么我们就讨论稳流阀的原理，从原理上看，当出口载气阻力增加时，气体流出稳压阀速度变慢，导致 P3和 P2的压强升高。这一升高导致针阀向右移动，开度减小，通过针型阀的气体流量减小，从而保证了 P3的稳定，简单的说就是单位时间内，通过这各阀的气体流量控制在一个设定值。怎样去设定
11、，就看这个阀的灵敏度和先进程度： 机械式的就采用高精度弹簧，通过调节弹簧的压缩高度来实现控制。 电子式就需要传感器等敏感元件，通过仪表信号控制为基础控制其流量，从而实现稳流控制 。在一条直线上的为一个进气口一个出气口, 进气口处标有箭头，垂直于进出口之上的可接 压 力 表或不用堵住. 输出压力的大小通过旋钮调节,逆时针方向转动输出压力减小,反之, 顺时针方向转动输出压力增大.旭析气体属于精密阀门，在使用过程中应当缓慢调节.为了达到良好的使用效果, 长时间不用应逆时针转动使输出压力为零(即关闭) 。东南大学成贤学院毕业论文III还有的稳压阀为1个进口2个出口,与旋钮轴在一条直线的为进气口，通常进
12、气口处标有箭头在进气口旁边的并且与进气口平行的为出气口，有的还有另一个出口，在气体稳流阀侧面可接压力表或不用堵住. 输出流量的大小通过旋钮调节,逆时针方向转动输出流量增大,反之, 顺时针方向转动输出流量减小. 旭析气体属于精密阀门，在使用过程中应当缓慢调节.为了达到良好的稳流效果,一般要在稳流阀前加接稳压阀。3.2 可靠金属构件要防锈处理。由于流过 PH 在线检测仪的水中含有大量的正负离子，将会与金属构件发生化学反应，甚至电化学反应，这样不仅腐蚀金属构件，还会影响液体的酸碱性，从而影响 PH 在线检测仪的准确性，所以与水接触的结构件采用硬聚乙烯材料。3.3 电极的敏感性。由于 PH 值是通过稳
13、压稳流处理后的水流中电位差换算而出的，所以电极的敏感性也影响测值的准确性。以玻璃电极为指示电极，白金电极为参比电极组成电池。在 25理想条件下，氢离子活度变化 10 倍，使电动势偏移 59.16mv。为了提高测定的准确度，校准仪器时选用的标准缓冲溶液的 pH 值与水样的 pH 值接近，这样就能尽量保证 PH 在线检测仪的检测误差在允许范围内，所以这里我将采用玻璃电极。第四章 总体设计以往人们在测量自来水含氯量时，总是就地取水样，通过化学方法测出含氯量。这种方法不仅测量精度低，而且其更严重的局限是只能静态地测量，对活动的水源就显得素手无策。而且其测量时间就显得长。因为为了提高其测量精度必须反复进
14、行测试以缩小误差。显然，这种方法已越来越不能适应现代化节奏。我们对进口稳流器进行了剖析，进行了大胆的尝试和改进。研制了现在的稳流阀。其简单原理为：因为进口水流速度随机性较大。阀腔内的针阀芯随着进口水速的变化而相应地控制流进阀体的水量。从而使出口速度基本为恒速，从稳流阀接出来的电极能精确地测出水中的含氯量。为了便于观察，在阀体前安装柱状有机玻璃体，里面装一袋细砂，可以粗略地观察稳流速度。再将阀体设置在箱体中，据实验表明，这种稳流阀能很好的达到稳流，为精确地测量含氯量打下良好的基础。箱体推架用型铝组成，前面观察窗口前用有机玻璃折弯成型。背部用薄铁皮折弯而成，直接在薄铁皮上打孔。达到装拆方便，能直接
15、与东南大学成贤学院毕业论文IV墙上钉子配合。最后对箱体进行色彩组合，已达到最佳效果。在附件设计中，在进水管入口端安装一球形止回阀。以防一旦关掉水源后，观察窗口中水流带动细砂回流。这样，稳流器全套完成。第五章 稳流阀体设计稳流阀体得总体设计思路是由上座和底座两片硬塑料圆盘围成一腔体。中间以膜片间隔。这样膜片一边为水，一边为空气。在空气侧加一缓冲簧，以与水流压力相平衡。而在水侧，以一复位簧抵住阀芯。使阀芯位置随进水压力的变化而作相应的变化。以达稳流目的。这里外壳材料均用硬聚氯乙烯加工而成。腔内考虑到耐用性问题，故将水侧原铝材夹板和压钉换成不锈钢材料。以防水对铝质材料进行腐蚀，因而在阀体设计中还牵扯
16、到防腐蚀问题，具体设计如下：5.1 底座及上座设计在总体设计思想中已经提到，底座及上座均为由硬聚氯乙烯加工而成的 150 圆盘。在接合处中间各去掉一 ，形成一腔体。底座为进水腔，上座为空气腔。如图 5-1底 座 出 水 上 座进 水图 5-1为防止进水腔的水进入空气腔。在上座与底座间加了一层 =0.7 的膜片。该膜片由耐油橡胶制成，更加强了密封性。而在空气墙侧，为使于空气压缩流动，在上座下端形成一空气孔与大气相通，为进多加注密封性，底座与上座的连接用了 8 对螺钉螺母（镀锌） 。因为原有的硬纪律乙烯班为方形，加工时先在方板上画 150 圆，锯掉余量。但怎么去加工光滑呢？在没有特殊夹具的情况下，只能先在压板中心打一小孔，然后塞入一段圆铁棒。这样利用普通车床上的夹具夹住圆铁棒，就可以加工了。但是这又产生了新的问题，对上座而言，只要小孔钻在空气腔侧就没有问题了，但对底座而言，因为阀芯处孔径很小。东南大学成贤学院毕业论文V于是索性另外加工一个小螺纹零件，旋入底座。如
