双通道快速准确建立水中溶解氧含量的方法及其系统技术方案

双通道快速准确建立水中溶解氧含量的方法及其系统：实验池设有由暴气电磁阀控制的氧或空气暴气机构及由氮气电磁阀控制的氮暴气机构；实验池中设有溶解氧电极，其输出接计算机，特征是系统中还设有高浓度溶解氧水备用池、低浓度溶解氧水备用池；高浓度溶解氧水备用池中设有溶解氧电极以及氧或空气暴气机构并通过电磁阀或水泵与实验池连通；低浓度溶解氧水备用池中设有溶解氧电极以及氮暴气机构；并通过电磁阀或水泵与实验池连通。本发明专利技术的本方法与系统能够实时监控、精确控制设备中的含氧量，双通道控制实验池中含氧量，降低体系控制与响应的滞后性，保持体系中含氧量的稳定性。使与水体溶解氧相关的研究或实验能够顺利精确进行。

【技术实现步骤摘要】
双通道快速准确建立水中溶解氧含量的方法及其系统
本专利技术涉及一种双通道快速准确建立水中溶解氧含量的方法及其系统，本方法和系统能够快速精确控制设备中的溶解氧含量。
技术介绍
水中的溶解氧与生物活动密切相关，其含量变化往往是反映生物生长状况和污染监测的一个主要指标[1_2]。溶解氧研究在化学和生态环境科学中具有十分重要的地位，然而，由于溶解氧控制中广泛存在的大时滞，对设定值的较大幅度偏高和偏低等影响，使溶液中的溶解氧控制存在很大的波动，这些波动使溶解氧在化学过程与生物学过程中的研究难以达到准确定量[3_4]。通常的做法不外乎从提高溶解氧电极的灵敏度和反应速度，以及控制电路的预测功能等方面入手[5_6]，这些方法在一定程度上起到了提高系统的响应速度和减小数值的波动，但由于氧气在水中的溶解平衡和热力学过程使得大时滞等问题难以解决。—个快速、准确而稳定的双通道溶解氧系统的控制和实现,有利于对与溶解氧有密切关系的化学过程和生物学过程方面的定量研究。设计一套能够实时监控、稳定且精确控制，并且能够在很快时间内达到设定值的水体中溶解氧含量的系统非常重要。但是目前的现有技术中没有相应的技术方案。参考文献[1]C.Langmanl, P.C.Hansonl, S.R.Carpenterl, Y.H.Hu.Control ofdissolved oxygen in northern temperate lakes over scales ranging from minutesto days[J].AQUATIC BIOLOGY Aquat Biol，2010，9:193-202 [2]刘剑峰，宋涛，李睿瑜，李明，刘国强.人工肝生物反应器中溶解氧浓度动态分布的模型与数值分析?过程工程学报，2008, 8 (3):417-424[3]TiloStahl, Gregory Duffy, Steven Kestel, Matthew Gray.DissolvedOxygen Control Based in Real-Time Oxygen Uptake Rate Estimation.Florida WaterResources Journal, 2013:50-53 [4]江剑，李武林，蒋小虎，瞿国庆.污水处理生化池曝气量的智能控制系统.微计算机信息，2007，23 (4): 57-58，91 [5]于广平，张平，魏松岩，苑明哲，王宏.仿人智能PID控制及在污水处理溶解氧控制中的应用.控制系统，2006，22 (2):13-16[6]P.Chevakidagarn, A.P.Annachhatre, U.Puetpaiboon,T.Koottatep.Dissolved oxygen control system for upgrading conventional activated sludgeprocess for seafood industrial wastewater in Southern Thailand.Asian J.EnergyEnviron, 2007,8(1):1-14。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，利用确定溶解氧值的溶液和暴气输入双通道方法，提供一种双通道快速准确建立水中溶解氧含量的方法及其系统，以快速准确地建立水中溶解氧含量；旨在利用高低溶解氧水备用池，以不同方式混合，提供一种用于快速准确建立实验池水中溶解氧含量的系统，实时监控、精确控制设备中的含氧量，使与水体溶解氧相关的研究或实验能够顺利进行。本专利技术的技术方案如下: 一种双通道快速准确建立水中溶解氧含量的方法，其特征在于，步骤如下: 通空气或氧气等使高浓度溶解氧水备用池的溶解氧维持在某一较高设定值，使高浓度溶解氧水的备用池水保持高浓度溶解氧状态； 通氮气等或加热等使低浓度溶解氧水备用池的溶解氧维持在某一较低设定值，使低浓度溶解氧水的备用池水保持低浓度溶解氧状态； 当溶解氧电极探测到实验池中的含氧量远低于设定值时，则可编程控制器打开高浓度溶解氧水电磁阀(可以附加水泵或计量泵，称为I号电磁阀及水泵)，使高浓度溶解氧水备用池向实验池注入经过计算的特定体积的高浓度溶解氧水；上部分溢出的水又回到高浓度溶解氧水备用池中；同时打开暴气电磁阀(3号电磁阀)使氧(或空气)暴气机构向实验池水暴入氧气(或空气)；当实验池溶解氧值到达设定值时关闭高浓度溶解氧水电磁阀及水泵、关闭暴气电磁阀(3号电磁阀)。当溶解氧电极探测到实验池中的含氧量略低于设定值时，则可编程控制器打开高浓度溶解氧水电磁阀(可以附加水泵或计量泵 ，称为I号电磁阀及水泵)，使高浓度溶解氧水备用池向实验池注入经过计算的特定体积的高浓度溶解氧水；上部分溢出的水又回到高浓度溶解氧水备用池中； 当溶解氧电极探测到实验池中的含氧量远高于设定值，则可编程控制器打开低浓度溶解氧水电磁阀(可以附加水泵或计量泵，称为2号电磁阀及水泵),使低浓度溶解氧水备用池向实验池注入经过计算的特定体积的低浓度溶解氧水；上部分溢出的水又回到低浓度溶解氧水备用池中；同时打开氮气电磁阀(4号电磁阀)使氮暴气机构向实验池水暴入氮气；当实验池溶解氧值到达设定值时停止低浓度溶解氧水电磁阀(可以附加水泵或计量泵，称为2号电磁阀及水泵)、停止氮气电磁阀(4号电磁阀)。当溶解氧电极探测到实验池中的含氧量略高于设定值，可编程控制器发出指令打开低浓度溶解氧水电磁阀及水泵(2号电磁阀及水泵),使低浓度溶解氧水备用池向实验池注入经过计算的特定体积的低浓度溶解氧水；上部分溢出的水又回到低浓度溶解氧水备用池中。上述方法可以在实验池中通入高浓度溶解氧水和氧气或空气，双通道方式控制实验池中含氧量，降低体系的滞后性，保持体系中含氧量的稳定性。完成本申请第二个专利技术任务的技术方案是，上述双通道快速准确建立水中溶解氧含量的方法所使用的设备:一种快速准确建立水中溶解氧含量的系统，实验池设有:由暴气电磁阀(3号电磁阀)控制的氧(或空气)暴气机构及由氮气电磁阀(4号电磁阀)控制的氮暴气机构；实验池中还设有用于探测含氧量的溶解氧电极，实验池和备用池的溶解氧电极的输出接计算机，其特征在于，该系统中还设有:高浓度溶解氧水备用池、低浓度溶解氧水备用池；所述高浓度溶解氧水备用池中设有氧(或空气)暴气机构；所述高浓度溶解氧水备用池通过高浓度溶解氧水电磁阀及水泵(I号电磁阀及水泵)与实验池连通；所述低浓度溶解氧水备用池中设有氮暴气机构；所述低浓度溶解氧水备用池通过低浓度溶解氧水电磁阀及水泵(2号电磁阀及水泵)与实验池连通。所述高浓度溶解氧水备用池、低浓度溶解氧水备用池与实验池连通的方式是:在高浓度溶解氧水备用池底部以高浓度溶解氧水电磁阀及水泵(I号电磁阀及水泵)连接实验池，上部用管道连通；在低浓度溶解氧水备用池底部以低浓度溶解氧水电磁阀及水泵(2号电磁阀及水泵)连接实验池，上部也有管道连通。所述“溶解氧电极的输出接计算机”的连接方式是:溶解氧电极探测实验池及备用池中的含氧量，采集到的信号经过溶解氧变送器进入可编程控制器器，可编程控制器器通过DP总线与计算机相连。 所述可编程控制器对各个电磁阀及水泵发出指令的方式是，所述可编程控制器分别通过各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双通道快速准确建立水中溶解氧含量的方法，其特征在于，步骤如下：通空气或氧气使高浓度溶解氧水备用池保持高浓度溶解氧状态；通氮气或加热，使低浓度溶解氧水备用池水保持低浓度溶解氧状态；当溶解氧电极探测到实验池中的含氧量远低于设定值时，则可编程控制器打开高浓度溶解氧水电磁阀及水泵，使高浓度溶解氧水备用池向实验池注入经过计算的特定体积的高浓度溶解氧水；上部分溢出的水又回到高浓度溶解氧水备用池中；同时打开暴气电磁阀使氧或空气暴气机构向实验池水暴入氧气或空气；当实验池溶解氧值到达设定值时，关闭高浓度溶解氧水电磁阀及水泵、关闭暴气电磁阀；当溶解氧电极探测到实验池中的含氧量略低于设定值时，则可编程控制器打开高浓度溶解氧水电磁阀及水泵，使高浓度溶解氧水备用池向实验池注入经过计算的特定体积的高浓度溶解氧水；上部分溢出的水又回到高浓度溶解氧水备用池中；当溶解氧电极探测到实验池中的含氧量远高于设定值，则可编程控制器打开低浓度溶解氧水电磁阀及水泵，使低浓度溶解氧水备用池向实验池注入经过计算的特定体积的低浓度溶解氧水；上部分溢出的水又回到低浓度溶解氧水备用池中；同时打开氮气电磁阀使氮暴气机构向实验池水暴入氮气；当实验池溶解氧值到达设定值时停止低浓度溶解氧水电磁阀及水泵、停止氮气电磁阀；当溶解氧电极探测到实验池中的含氧量略高于设定值，可编程控制器发出指令打开低浓度溶解氧水电磁阀及水泵，使低浓度溶解氧水备用池向实验池注入经过计算的特定体积的低浓度溶解氧水；上部分溢出的水又回到低浓度溶解氧水备用池中。...

【技术特征摘要】
1.一种双通道快速准确建立水中溶解氧含量的方法，其特征在于，步骤如下: 通空气或氧气使高浓度溶解氧水备用池保持高浓度溶解氧状态； 通氮气或加热，使低浓度溶解氧水备用池水保持低浓度溶解氧状态； 当溶解氧电极探测到实验池中的含氧量远低于设定值时，则可编程控制器打开高浓度溶解氧水电磁阀及水泵，使高浓度溶解氧水备用池向实验池注入经过计算的特定体积的高浓度溶解氧水；上部分溢出的水又回到高浓度溶解氧水备用池中；同时打开暴气电磁阀使氧或空气暴气机构向实验池水暴入氧气或空气；当实验池溶解氧值到达设定值时，关闭高浓度溶解氧水电磁阀及水泵、关闭暴气电磁阀； 当溶解氧电极探测到实验池中的含氧量略低于设定值时，则可编程控制器打开高浓度溶解氧水电磁阀及水泵，使高浓度溶解氧水备用池向实验池注入经过计算的特定体积的高浓度溶解氧水；上部分溢出的水又回到高浓度溶解氧水备用池中； 当溶解氧电极探测到实验池中的含氧量远高于设定值，则可编程控制器打开低浓度溶解氧水电磁阀及水泵，使低浓度溶解氧水备用池向实验池注入经过计算的特定体积的低浓度溶解氧水；上部分溢出的水又回到低浓度溶解氧水备用池中；同时打开氮气电磁阀使氮暴气机构向实验池水暴入氮气；当实验池溶解氧值到达设定值时停止低浓度溶解氧水电磁阀及水泵、停止氮气电磁阀； 当溶解氧电极探测到实验池中的含氧量略高于设定值，可编程控制器发出指令打开低浓度溶解氧水电磁阀及水泵，使低浓度溶解氧水备用池向实验池注入经过计算的特定体积的低浓度溶解氧水；上部分溢出的水又回到低浓度溶解氧水备用池中。2.权利要求1所述的方法所使用的设备:一种双通道快速准确建立水中溶解氧含量的系统，实验池设有:由暴气电磁阀控制的氧或空气暴气机构及由氮气电磁阀控制的氮暴气机构；实验池中还设有用于探测含氧量的溶解氧电极，该溶解氧电极的输出接计算机，其特征在于，该系统中还设有:高浓度溶解氧水备用池、低浓度溶解氧水备用池；所述高浓度溶解氧水备用池中设有氧或空气暴气机构；所述高浓度溶解氧水备用池通过高浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，卢杰妍，刘静，陈孝政，曹媛，
申请(专利权)人：中国科学院南京地质古生物研究所，
类型：发明
国别省市：