一种埋地送水管的pH值测量系统及测量方法技术方案

本发明专利技术公开了一种埋地送水管的pH值测量系统及测量方法，包括传感器箱、变换器箱、双通道水路和选择性信号电路；所述传感器箱内设有第一传感器和第二传感器，所述双通道水路与所述第一传感器、所述第二传感器连通；所述变换器箱内设有第一变换器和第二变换器，所述选择性信号电路与所述第一传感器、所述第一变换器，以及所述第二传感器、所述第二变换器连接。本发明专利技术能够准确判断故障缺陷的症结，能够有效解决取样不纯净、仪表井内取样故障难处理以及两台pH传感器不能互助互用等问题，确保送水管系统稳定顺行。系统稳定顺行。系统稳定顺行。

【技术实现步骤摘要】
一种埋地送水管的pH值测量系统及测量方法


[0001]本专利技术涉及送水管道pH值测量分析技术，更具体地说，涉及一种埋地送水管的pH值测量系统及测量方法。

技术介绍

[0002]某大型钢铁企业的水处理厂有2根纯水产品送水管，均为埋地管道，对称、相同设置，且相邻、平行排列。管道材质为普通碳钢，因纯水中可能含有制水工艺中残留的酸碱离子，以及送水管内壁可能形成氧化物，故管道内壁上一体式衬垫防腐材料(简称“内衬”)。须确保纯水产品的pH值(即酸碱度，简称“pH”)处于6至9的合格区间内，否则无法正常送水，故2根送水管各设有1套pH水质测量分析仪表(简称“pH计”)。
[0003]结合图1至图3所示，在仪表井1内第一送水管2、第二送水管3的上方各设有一取样管，同理且配置相同。现以第一送水管2为例说明，通过第一取样管4，并设有第一根部阀5，密封连接至第一pH传感器6的第一流通池7的入口；第一流通池7的出口连接第一排放管8；第一pH传感器6与第一变换器9之间电连接；第一变换器9与第一PLC系统10(可编程逻辑控制)之间电连接。第一送水管2内纯水11通过第一取样管4连续流通至第一流通池7并排放，第一pH传感器6测得pH值，再由第一变换器9转换为4～20mA的标准模拟信号，远传至第一PLC系统10，以实现第一送水管2内纯水11的pH值测量和远程监控。同一根送水管的pH传感器和变换器安装于地面12的同一个仪表箱内，即为第一送水管2对应第一pH传感器6、第一变换器9、第一仪表箱13，第二送水管3对应第二pH传感器14、第二变换器15、第二仪表箱16，配置相同，但两个仪表箱各自独立，互不交集。
[0004]通过上述系统对埋地送水管取样，由于管内水质不纯净引起pH测量不稳定的分析判断，仍以第一送水管2为例说明。
[0005]1)第一送水管2的上方直接取样设置不合理，引起富含气泡20，导致pH值波动、失效；
[0006]由于第一取样管4包括垂直向上的第一取样根部管17、第一下法兰18、第一根部阀5、第一上法兰19，第一取样根部管17亦为内衬碳钢管，与第一送水管2一体式制作，二者间的内衬21为无缝连体，并外翻至第一下法兰18的上端面，第一上法兰19上无内衬，中间开孔，孔口与第一取样管4的始端22进行焊接23。
[0007]在第一取样管4中，当第一送水管2内因纯水11送水量小而不满管时，会在第一送水管2和第一取样根部管17内积气，因第一取样管4连接于上方，导致富含气泡20混入第一取样管4，而第一pH传感器6测量的是介质中氢离子活度，当气液混合时，被测介质实际是富含气泡20和纯水11的不均匀混合物，氢离子分布紊乱，尤其当有气无水时，实际测得的是富含气泡20中的氢离子活度而非纯水11，造成pH值测量大幅波动、失真、失效。
[0008]若避开第一送水管2的上部积气区，在第一送水管2的中下部重新开孔，实则不可行，因为内衬管不可切割、焊接、开孔，否则会因防腐内衬21遭破坏而导致整个管道损坏；若将整个内衬管改制更换为不锈钢管后重新开孔，则仍不可行，一是成本极高，二是仪表井狭
窄、受限而不具备中下部开孔和配管条件，三是生产条件不允许送水管长时全停作业。
[0009]2)由于第一取样管4锈蚀渗漏氧化，引起取样不纯，导致pH值波动、失效；
[0010]由于雨水渗入、地下水渗出、取样废水排放、管道泄漏等综合因素，会导致仪表井1内积存污水，因此设有能够控制井内积水液位的抽水系统；原设计思想认为，在抽水系统作用下，积水仅残存于第一送水管2的下方，而第一取样管4位于第一送水管2的上方无水环境，非沉浸式，故采用镀锌铁管以降低成本，但当抽水系统故障、暴雨侵袭、地下水严重渗漏等综合异常情况时，该铁管被浸泡于水中，锈蚀、破损、断裂、泄漏，在分压作用下，积水渗入铁管内，形成污水与纯水11的混合物，导致pH值测量失真；此外，铁管内壁会产生氧化物杂质，同样会混入纯水11取样中，形成氧化物与纯水11的混合物，甚至堵塞通道、干扰pH值正常测量。
[0011]综上所述，现有系统在实际应用中，主要存在以下问题：
[0012]1)取样管从送水管的上方直接垂向引出，其取样中富含气泡，导致pH值经常出现异常波动，严重影响送水系统稳定顺行和纯水管网系统平衡；
[0013]2)送水管均为埋地管道，pH值取样位于仪表井1内，当取样管、根部阀出现泄漏、卡涩等故障时，必须下井处理，但属于有限空间作业，安全措施、手续流程复杂，作业时间长；且该仪表井1空间狭小、受限，作业不方便、不安全，进一步延长了故障影响时间；
[0014]3)取样管为镀锌铁管，易锈蚀破损，影响正常取样，且更换取样管又面临问题2)的窘境；
[0015]4)同一根送水管的整个pH传感器、取样水路、供电电路、信号电路等安装于同一个仪表箱内，当取样水路意外泄漏、喷溅而淋湿电路时，将导致短路、跳电，甚至损坏变换器、配电元器件等设备，造成设备和生产损失；
[0016]5)当其中1台，例如对应第一送水管2的第一pH传感器6、第一变换器9故障时，因处理恢复需要较长时间，第一送水管2被迫停役，只能第二送水管3单管运行，送水能力大幅下降，严重影响下游用户纯水使用需求；
[0017]6)当因管网平衡等综合原因而仅需其中1根，例如第二送水管3单管运行时，对应的第二pH传感器14、第二变换器15恰又出现故障；而第一pH传感器6、第一变换器9虽无恙，但第一送水管2又处于停役中，则2台pH传感器均不能正常发挥作用；
[0018]7)第一送水管2、第二送水管3的纯水均来自相同的配水池，理论上二者的pH值应一致；当明显不一致时，说明至少有1台pH传感器出现异常，但究竟是哪一台却无法确定，因此往往需要同时校验检查，费时费力，影响纯水正常送水。

技术实现思路

[0019]针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种埋地送水管的pH值测量系统及测量方法，能够准确判断故障缺陷的症结，能够有效解决取样不纯净、仪表井内取样故障难处理以及两台pH传感器不能互助互用等问题，确保送水管系统稳定顺行。
[0020]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0021]一方面，一种埋地送水管的pH值测量系统，包括传感器箱、变换器箱、双通道水路和选择性信号电路；
[0022]所述传感器箱内设有第一传感器和第二传感器，所述双通道水路与所述第一传感
器、所述第二传感器连通；
[0023]所述变换器箱内设有第一变换器和第二变换器；
[0024]所述选择性信号电路与所述第一传感器、所述第一变换器，以及所述第二传感器、所述第二变换器连接。
[0025]较佳的，所述双通道水路包括设置相同的第一送水单元和第二送水单元，所述第一送水单元与所述第一传感器连通，所述第二送水单元与所述第二传感器连通；
[0026]所述第一送水单元和所述第二送水单元之间通过互通水路连通；
[0027]所述第一送水单元、所述第二送水单元均包括送水管、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种埋地送水管的pH值测量系统，其特征在于：包括传感器箱、变换器箱、双通道水路和选择性信号电路；所述传感器箱内设有第一传感器和第二传感器，所述双通道水路与所述第一传感器、所述第二传感器连通；所述变换器箱内设有第一变换器和第二变换器；所述选择性信号电路与所述第一传感器、所述第一变换器，以及所述第二传感器、所述第二变换器连接。2.根据权利要求1所述的埋地送水管的pH值测量系统，其特征在于：所述双通道水路包括设置相同的第一送水单元和第二送水单元，所述第一送水单元与所述第一传感器连通，所述第二送水单元与所述第二传感器连通；所述第一送水单元和所述第二送水单元之间通过互通水路连通；所述第一送水单元、所述第二送水单元均包括送水管、取样主管、取样支管和流通池；所述送水管设于地面下的仪表井内；所述取样主管的下端与所述送水管连通，上端与所述取样支管的下端连通；所述取样支管的上端与所述流通池连通，所述第一传感器、所述第二传感器的电极端插入所述流通池；所述流通池上还连通有排放支管，所述取样支管上还连通旁通支管。3.根据权利要求2所述的埋地送水管的pH值测量系统，其特征在于：所述取样主管上设有取样根部阀；所述取样支管上朝所述流通池方向依次设有切断阀、入口阀和流量计；所述旁通支管连于所述取样根部阀与所述切断阀之间的所述取样支管上；所述排放支管上设有排放阀，所述旁通支管上设有旁通阀；所述互通水路包括第一连通支管和第二连通支管；所述第一连通支管的一端连于所述第一送水单元的所述取样根部阀与所述切断阀之间的所述取样支管上，另一端连于所述第二送水单元的所述入口阀与所述切断阀之间的所述取样支管上；所述第二连通支管的一端连于所述第一送水单元的所述入口阀与所述切断阀之间的所述取样支管上，另一端连于所述第二送水单元的所述取样根部阀与所述切断阀之间的所述取样支管上；所述第一连通支管上设有第一连通阀，所述第二连通支管上设有第二连通阀。4.根据权利要求2所述的埋地送水管的pH值测量系统，其特征在于：所述送水管上连有根部管，所述根部管上连有下法兰，所述下法兰上连有上法兰，所述上法兰上开设有通孔，所述取样主管的下端沿所述通孔插入所述送水管内；和/或所述取样主管采用耐酸腐金属硬管；和/或所述取样根部阀、所述切断阀、所述入口阀、所述排放阀、所述旁通阀、所述第一连通阀和所述第二连通阀为手动阀、电磁阀或手动阀和电磁阀组合。5.根据权利要求3所述的埋地送水管的pH值测量系统，其特征在于：所述选择性信号电路包括依次连接的选择模块、解锁模块和诊断模块；所述选择模块上还连有第一数字输入模块、第二数字输入模块、第一模拟输入模块、第
二模拟输入模块、第一数字信号通道、第二数字信号通道、第一模拟信号通道和第二模拟信号通道；所述第一传感器、所述第一变换器、所述第一模拟信号通道和所述第一模拟输入模块依次连接形成第一模拟信号电路；所述第二传感器、所述第二变换器、所述第二模拟信号通道和所述第二模拟输入模块依次连接形成第二模拟信号电路；所述第一送水单元中的流量计、所述第一数字信号通道和所述第一数字输入模块依次连接形成第一数字信号电路；所述第二送水单元中的流量计、所述第二数字信号通道和所述第二数字输入模块依次连接形成第二数字信号电路；所述第一模拟信号电路、所述第二模拟信号电路、所述第一数字信号电路、所述第二数字信号电路均与所述诊断模块连接。6.根据权利要求5所述的埋地送水管的pH值测量系统，其特征在于：所述选择模块、所述解锁模块、所述诊断模块为控制器、PLC、DCS或控制器、PLC、DCS组合；所述第一数字输入模块、所述第二数字输入模块、所述第一模拟输入模块、所述第二模拟输入模块为二次仪表。7.一种埋地送水管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王绿宇，李璐，杨满涛，许鹏，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：