本發(fā)明涉及測試領域，尤其涉及一種污染指數(shù)測試裝置及其測試方法。

背景技術(shù)：

膜法水處理技術(shù)應用廣泛，種類很多，常見的有反滲透、納濾、超濾、微濾、膜蒸餾等等。但是，膜污染,尤其是微生物對膜系統(tǒng)的污染嚴重影響了膜元件的性能和壽命，阻礙了這項技術(shù)進一步的推廣應用。

現(xiàn)有技術(shù)中很多指標被用于評判膜系統(tǒng)的污染程度或來表征污染程度，如淤泥污染指數(shù)SDI(Silt Density Index，標準ASTM D4189-07定義的測試辦法)、修正污染指數(shù)MFI(Modified Fouling Index)。

CN 101532938公開了一種SDI測試儀，解決了人工測量帶來的誤差問題，但是并未公開是否進行MFI的測量，同時，上述專利的SDI測試儀利用調(diào)壓閥來穩(wěn)定水樣的進水壓力，導致調(diào)整的壓力范圍有限、穩(wěn)定性一般，上述專利的SDI測試儀在水質(zhì)較差或者現(xiàn)場工況復雜的條件下使用時，存在的問題為：進水壓力波動較大時，須選用及其高端的調(diào)壓閥才能解決水壓力波動大的問題。如果測試海水等腐蝕性水樣，還要求調(diào)壓閥內(nèi)所有過流部件有極好的耐腐蝕性能，加大了測試裝置的成本。

CN 101672756公開了測試裝置的工作流程。用定容積的計量筒收集被測水樣的辦法，簡化了PLC的計算，但也限制了功能。因無法記錄流量隨時間的連續(xù)變化過程，導致只能計算SDI值，而不能計算MFI、SDI⁺。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種污染指數(shù)測試裝置及其測試方法，從而解決現(xiàn) 有技術(shù)中存在的前述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述污染指數(shù)測試裝置，所述裝置包括：進水裝置、換膜裝置、控制顯示裝置、進氣裝置和計量水罐，所述進水裝置、所述換膜裝置和所述計量水罐順次連接，所述進氣裝置分別連接所述換膜裝置和所述計量水罐；

所述計量水罐與所述控制顯示裝置通信連接；

所述進氣裝置與所述換膜裝置的通氣管道上設置換膜裝置電磁閥和換膜裝置調(diào)壓閥；所述進氣裝置與所述計量水罐的通氣管道上設置計量水罐電磁閥和計量水罐調(diào)壓閥；

換膜裝置電磁閥、換膜裝置調(diào)壓閥、計量水罐電磁閥和計量水罐調(diào)壓閥均與所述控制顯示裝置通信連接。

優(yōu)選地，所述換膜裝置的進氣口處設置換膜裝置壓力傳感器，所述計量水罐的氣體入口處設置計量水罐壓力傳感器，所述換膜裝置壓力傳感器和所述計量水罐壓力傳感器均與所述控制顯示裝置通信連接。

優(yōu)選地，所述計量水罐的主體結(jié)構(gòu)為罐體，所述罐體包括上蓋、罐身和下底，所述上蓋設置穩(wěn)壓氣體入口，所述下底設置液體入口和液體出口，所述罐體內(nèi)設置物位傳感器，所述罐體的材質(zhì)為透明材質(zhì)，所述罐體的外壁上設置體積刻度。

更優(yōu)選地，所述液體入口處設置計量水罐進水閥，所述液體出口處設置計量水罐出水閥，所述計量水罐進水閥和所述計量水罐出水閥均與所述控制顯示裝置通信連接；所述物位傳感器與所述控制顯示裝置通信連接。

更優(yōu)選地，所述下底上設置限位槽，所述上蓋上設置物位傳感器的連接線出口，通過所述限位槽和所述連接線出口，所述物位傳感器限位在所述上蓋和所 述下底之間。

更優(yōu)選地，所述物位傳感器為連續(xù)式物位傳感器或開關式物位傳感器，所述開關式物位傳感器的數(shù)量大于等于1；所述開關式物位傳感器的數(shù)量為3時，從上到下順次設置高限位開關式物位傳感器、報警中部開關式物位傳感器和低限位下部開關式物位傳感器。

優(yōu)選地，所述換膜裝置與所述計量水罐連接的通道上設置溫度傳感器和壓力傳感器，所述壓力傳感器靠近所述換膜裝置的入口設置，所述溫度傳感器靠近所述計量水罐的入口設置，所述溫度傳感器和所述壓力傳感器均與所述控制顯示裝置通信連接。

優(yōu)選地，所述進水裝置上設置增壓泵。

優(yōu)選地，所述進水裝置為四通道的電磁閥控制進水裝置；所述換膜裝置為氣缸壓緊式卷膜機構(gòu)；所述控制顯示裝置為PLC控制器與HMI組合或控制單片機和顯示屏組合。

本發(fā)明所述基于污染指數(shù)測試裝置的測試方法，所述方法是基于計量水罐中設置的物位傳感器為開關式物位傳感器，具體為：

S1，開啟進水裝置的至少一個進水通道和計量水罐的計量水罐電磁閥，然后判斷換膜裝置中的氣缸上位感應開關是否開啟，如果是，則進入S2；如果否，則關閉已經(jīng)開啟的進水通道，并發(fā)出水壓低警報；

S2，當計量水罐中液位達到低液位感應開關時，關閉計量水罐的計量水罐電磁閥，然后同時打開計量水罐的計量水罐電磁閥和排水閥，直至計量水罐中液位低于低液位感應開關，再關閉計量水罐的計量水罐電磁閥和排水閥，完成計量水罐的清洗，進入S3；

S3，啟動換膜裝置的電機，所述電機將使用過的膜卷卷過膜過濾器，開啟換 膜裝置進氣口處的第一電磁閥，使氣缸向下運行并觸發(fā)氣缸下位感應開關，進入S4，如氣缸下位感應開關未觸發(fā)，則停機并發(fā)出氣缸向下位置錯誤報警；

S4，開啟步驟S1中開啟的進水通道和計量水罐的計量水罐電磁閥，計量水罐內(nèi)的液位上升至高液位感應開關后，開啟換膜裝置中的過濾電磁閥和排氣電磁閥，開啟時間為t，然后關閉，當計量水罐內(nèi)的液位至高液位感應開關，關閉開啟的進水通道；

S5，測試

S51，關閉步驟S4中的進水通道的同時，開啟過濾電磁閥并開始計時，直至液位降低至低液位感應開關，記錄記錄消耗的時長T₀；

S52，控制步驟S4中的進水通道的開啟和關閉，保證在每個預設時間內(nèi)，計量水罐內(nèi)的液位處于高液位感應開關，然后關閉步驟S4中的進水通道的同時開始計時，記錄液位到達低液位感應開關時消耗的時長T_n；

預設時間為5min，10min和15min；

S53，控制顯示裝置計算并顯示測試的進水通道的SDI和/或MFI值，結(jié)合收集到的溫度、壓力值參與計算，可以顯示SDI⁺。

本發(fā)明的有益效果是：

1、簡單、經(jīng)濟、有效的穩(wěn)壓方式，提高測量值的精確度。

2、液位傳感器與水罐地刻度對應，結(jié)合了速度式流量傳感器的方便和容積式流量傳感器的高精度。而且與人工測量習慣一致，方便傳感器的校驗。

3、結(jié)合收集到的溫度、壓力值，不僅可以計算SDI，還可以計算其他污染指數(shù)。

附圖說明

圖1是所述污染指數(shù)測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述計量水罐的結(jié)構(gòu)示意圖；

1表示上蓋，2表示下底，3表示罐身，4表示穩(wěn)壓氣體的入口，5表示被測液體入口，6表示被測液體出口。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施方式僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例

本實施例所述污染指數(shù)測試裝置，所述裝置包括：進水裝置、換膜裝置、控制顯示裝置、進氣裝置和計量水罐，所述進水裝置、所述換膜裝置和所述計量水罐順次連接，所述進氣裝置分別連接所述換膜裝置和所述計量水罐；

所述計量水罐與所述控制顯示裝置通信連接；

所述進氣裝置與所述換膜裝置的通氣管道上設置換膜裝置電磁閥和換膜裝置調(diào)壓閥；

所述進氣裝置與所述計量水罐的通氣管道上設置計量水罐電磁閥和計量水罐調(diào)壓閥；

換膜裝置電磁閥、換膜裝置調(diào)壓閥、計量水罐電磁閥和計量水罐調(diào)壓閥均與所述控制顯示裝置通信連接。

更詳細的解釋說明為：

(一)，所述換膜裝置的進氣口處設置換膜裝置壓力傳感器，所述計量水罐的氣體入口處設置計量水罐壓力傳感器，所述換膜裝置壓力傳感器和所述計量水罐壓力傳感器均與所述控制顯示裝置通信連接。進氣裝置連接計量水罐穩(wěn)定被測水樣的壓力。換膜裝置種類繁多，本申請所述換膜裝置為氣缸壓緊式裝置， 這種裝置需要進氣。

進氣裝置用來保證進入罐體內(nèi)的氣體為穩(wěn)壓氣體，如本領域技術(shù)人員公知，調(diào)整罐體內(nèi)氣體的壓力，即為調(diào)整被測液體出口的壓力。

(二)所述計量水罐的主體結(jié)構(gòu)為罐體，所述罐體包括上蓋、罐身和下底，所述上蓋設置穩(wěn)壓氣體入口，所述下底設置液體入口和液體出口，所述罐體內(nèi)設置物位傳感器，所述物位傳感器與所述控制顯示裝置通信連接。

所述罐體的材質(zhì)為透明材質(zhì)，所述罐體的外壁上設置體積刻度。在使用時人工方便讀數(shù)和校準。

所述液體入口處設置計量水罐進水閥，所述液體出口處設置計量水罐出水閥，所述計量水罐進水閥和所述計量水罐出水閥均與所述控制顯示裝置通信連接；所述物位傳感器與所述控制顯示裝置通信連接。

所述下底上設置限位槽，所述上蓋上設置物位傳感器的連接線出口，通過所述限位槽和所述連接線出口，所述物位傳感器限位在所述上蓋和所述下底之間。

所述物位傳感器為連續(xù)式物位傳感器或開關式物位傳感器，所述開關式物位傳感器的數(shù)量大于等于1；當所述開關式物位傳感器的數(shù)量為3時，所述開關式物位傳感器的數(shù)量為3時，從上到下順次設置高限位開關式物位傳感器、報警中部開關式物位傳感器和低限位下部開關式物位傳感器。

本實施例所述計量水罐的工作過程：

1、當被測液體從被測液體入口進入容器后，由于壓力高于穩(wěn)壓氣體入口處壓縮氣體壓力，液體經(jīng)被測液體出口排出，同時，液位上升，此時被測液體出口處的液體壓力與穩(wěn)壓氣體入口壓縮氣體壓力恒等；

2、當液位到達上部開關式物位傳感器時，被測液體入口關閉，避免被測液體回流至壓縮氣體管路。

3、當液位到下部開關式物位傳感器時，收集過程結(jié)束，被測液體入口打開，此時液位繼續(xù)上升同時經(jīng)被測液體出口排出，保證整個工作過程是連續(xù)的，無中斷的。

(三)所述換膜裝置與所述計量水罐連接的通道上設置溫度傳感器和壓力傳感器，所述壓力傳感器靠近所述換膜裝置的入口設置，所述溫度傳感器靠近所述計量水罐的入口設置，所述溫度傳感器和所述壓力傳感器均與所述控制顯示裝置通信連接。

所述進水裝置上設置增壓泵。

所述進水裝置為四通道的電磁閥控制進水裝置；

所述換膜裝置為氣缸壓緊式卷膜機構(gòu)；

所述控制顯示裝置為PLC控制器與HMI組合或控制單片機和顯示屏組合。

基于實施例所述污染指數(shù)測試裝置的測試方法，所述方法是基于計量水罐中設置的物位傳感器為開關式物位傳感器，具體為：

S1，開啟進水裝置的至少一個進水通道和計量水罐的進氣電磁閥，然后判斷換膜裝置中的氣缸上位感應開關是否開啟，如果是，則進入S2；如果否，則關閉已經(jīng)開啟的進水通道，并發(fā)出水壓低警報；

S2，當計量水罐中液位達到低液位感應開關時，關閉計量水罐的進氣電磁閥，然后同時打開計量水罐的進氣電磁閥和排水閥，直至計量水罐中液位低于低液位感應開關，再關閉計量水罐的進氣電磁閥和排水閥，完成計量水罐的清洗，進入S3；

S3，啟動換膜裝置的電機，所述電機將使用過的膜卷卷過膜過濾器，開啟換膜裝置進氣口處的第一電磁閥，使氣缸向下運行并觸發(fā)氣缸下位感應開關，進 入S4，如氣缸下位感應開關未觸發(fā)，則停機并發(fā)出氣缸向下位置錯誤報警；

S4，開啟步驟S1中開啟的進水通道和計量水罐的進氣電磁閥，計量水罐內(nèi)的液位上升至高液位感應開關后，開啟換膜裝置中的過濾電磁閥和排氣電磁閥，開啟時間為t，然后關閉，當計量水罐內(nèi)的液位至高液位感應開關，關閉開啟的進水通道；

S5，測試

S51，關閉步驟S4中的進水通道的同時，開啟過濾電磁閥并開始計時，直至液位降低至低液位感應開關，記錄記錄消耗的時長T₀；

S52，控制步驟S4中的進水通道的開啟和關閉，保證在每個預設時間內(nèi)，計量水罐內(nèi)的液位處于高液位感應開關，然后關閉步驟S4中的進水通道的同時開始計時，記錄液位到達低液位感應開關時消耗的時長T_n；

預設時間為5min，10min和15min；

S53，控制顯示裝置計算并顯示測試的進水通道的SDI和/或MFI值，結(jié)合收集到的溫度、壓力值參與計算，可以顯示SDI⁺；

當物位傳感器為開關式物位傳感器時，控制顯示裝置計算并顯示測試的進水通道的SDI；當物位傳感器為連續(xù)型傳感器時，控制顯示裝置計算并顯示測試的進水通道的SDI、MFI和SDI⁺。

通過采用本發(fā)明公開的上述技術(shù)方案，得到了如下有益的效果：

1、簡單、經(jīng)濟、有效的穩(wěn)壓方式，提高測量值的精確度。

2、液位傳感器與水罐地刻度對應，結(jié)合了速度式流量傳感器的方便和容積式流量傳感器的高精度。而且與人工測量習慣一致，方便傳感器的校驗。

3、結(jié)合收集到的溫度、壓力值，不僅可以計算SDI，還可以計算其他污染指數(shù)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視本發(fā)明的保護范圍。