RU2187798C1 - Automatic analyzer of residual active chlorine - Google Patents
Automatic analyzer of residual active chlorine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2187798C1 RU2187798C1 RU2001111963/28A RU2001111963A RU2187798C1 RU 2187798 C1 RU2187798 C1 RU 2187798C1 RU 2001111963/28 A RU2001111963/28 A RU 2001111963/28A RU 2001111963 A RU2001111963 A RU 2001111963A RU 2187798 C1 RU2187798 C1 RU 2187798C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- potentiometric cell
- input
- inputs
- cell
- Prior art date
Links
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 27
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 abstract description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 7
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000003197 gene knockdown Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000004313 potentiometry Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам измерения химического состава веществ и может быть применено для контроля обеззараживания питьевой воды на водоочистных станциях, в том числе в составе автоматизированной системы дозирования хлора. The invention relates to means for measuring the chemical composition of substances and can be used to control the disinfection of drinking water at water treatment plants, including as part of an automated chlorine dosing system.
Известен автоматический анализатор остаточного активного хлора АР (А.С. Шевнин "Определение остаточного хлора в природных и сточных водах потенциометрическим методом"; сборник научных трудов ВНИИ ВОДГЕО "Автоматизация и управление процессами очистки и транспорта воды", 1988 г.). Анализатор содержит потенциометрическую ячейку с двумя электродами, измерительный усилитель, программное устройство, устройство обработки результатов измерений, емкость с фоновым электролитом, дозатор. The automatic analyzer of residual active chlorine AR is known (AS Shevnin "Determination of residual chlorine in natural and waste waters by the potentiometric method"; collection of scientific papers of the All-Russian Research Institute of Vodgeo Automation and Control of Water Purification and Transport Processes, 1988). The analyzer contains a potentiometric cell with two electrodes, a measuring amplifier, a software device, a device for processing measurement results, a capacitor with a background electrolyte, a dispenser.
Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения концентрации, а также сложность технического обслуживания. The disadvantage of this device is the low accuracy of the concentration measurement, as well as the complexity of maintenance.
Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства является автоматический анализатор остаточного активного хлора по патенту 2094788, кл. С 01 N 27/26. Анализатор содержит потенциометрическую ячейку с четырьмя электродами, измерительный усилитель, датчик температуры, программное устройство, устройство обработки результатов измерений, емкость с фоновым электролитом, дозатор, генератор тока, коммутирующее устройство, проточную камеру. Первый и второй электроды потенциометрической ячейки подключены соответственно к первому и второму входам измерительного усилителя, третий вход которого соединен с датчиком температуры, а выход соединен с первым входом устройства обработки результатов измерений. Первый и второй выходы программного устройства подключены соответственно к впускному клапану и к мешалке потенциометрической ячейки. Емкость с фоновым электролитом связана с потенциометрической ячейкой через дозатор, управляющий вход которого подключен к третьему выходу программного устройства. Генератор тока подключен к третьему и четвертому электродам потенциометрической ячейки через коммутирующее устройство, управляющий вход которого соединен с четвертым выходом программной устройства, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно со вторым и третьим входами устройства обработки результатов измерения. Потенциометрическая ячейка и датчик температуры размещены внутри проточной камеры. The closest analogue of the proposed device is an automatic analyzer of residual active chlorine according to patent 2094788, class. C 01 N 27/26. The analyzer contains a potentiometric cell with four electrodes, a measuring amplifier, a temperature sensor, a software device, a device for processing measurement results, a capacitor with a background electrolyte, a dispenser, a current generator, a switching device, and a flow chamber. The first and second electrodes of the potentiometric cell are connected respectively to the first and second inputs of the measuring amplifier, the third input of which is connected to the temperature sensor, and the output is connected to the first input of the device for processing measurement results. The first and second outputs of the software device are connected respectively to the inlet valve and to the stirrer of the potentiometric cell. The background electrolyte capacity is connected to the potentiometric cell through a dispenser, the control input of which is connected to the third output of the software device. The current generator is connected to the third and fourth electrodes of the potentiometric cell through a switching device, the control input of which is connected to the fourth output of the software device, the fifth and sixth outputs of which are connected to the second and third inputs of the device for processing the measurement results. A potentiometric cell and a temperature sensor are located inside the flow chamber.
Работа устройства происходит следующим образом. Анализируемая вода непрерывно подается в проточную камеру, внутри которой размещены потенциометрическая ячейка и датчик температуры. Благодаря этому температура пробы в ячейке сохраняется постоянной в течение всего цикла измерения и не зависит от температуры окружающей среды. После включения питания программное устройство по команде оператора начинает отработку записанной в нем программы. С первого и второго выхода программного устройства выдаются команды на впускной клапан и мешалку потенциометрической ячейки. В ячейке происходит забор пробы воды, заканчивающийся после снятия команды с впускного клапана. После этого программное устройство с третьего выхода выдает команду на дозатор. Из емкости в потенциометрическую ячейку поступает определенное количество фонового электролита, содержащего йодид калия. В результате после перемешивания в растворе образуется свободный йод, количество которого определяется суммарным количеством свободного и связанного активного хлора в исходной пробе воды. В соответствии с законом Нернста ЭДС, возникающая между первым и вторым электродами потенциометрической ячейки, линейно зависит от абсолютной температуры воды и от логарифма концентрации йода. Эта ЭДС прикладывается к первому и второму входам измерительного усилителя. Одновременно на третий вход измерительного усилителя поступает сигнал с выхода датчика температуры, обеспечивающий изменение коэффициента передачи измерительного усилителя, обратно пропорциональное абсолютной температуре воды. В результате выходной сигнал измерительного усилителя, подаваемый на первый вход устройства обработки результатов измерений, не зависит от температуры воды. По команде с пятого выхода программного устройства, подаваемой на второй входа устройства обработки результатов измерений, происходит запоминание выходного напряжения измерительного усилителя (напряжение U1). После этого по команде определенной длительности с четвертого выхода программного устройства, подаваемой на управляющий вход коммутирующего устройства, генератор тока подключается к третьему и четвертому электродам потенциометрической ячейки. В пробе воды генерируется определенное дополнительное количество йода, в результате изменяется выходное напряжение измерительного усилителя, оно становится равным U2. По команде с шестого выхода программного устройства происходит определение разности напряжений U1 и U2 и вычисление концентрации активного хлора в исходной пробе. Одновременно происходит снятие команды на мешалку со второго выхода программного устройства. Через время, определяемое необходимой периодичностью измерения концентрации, программное устройство снова выдает команды на впускной клапан и на мешалку потенциометрической ячейки. Начинается новый цикл измерений.The operation of the device is as follows. The analyzed water is continuously fed into the flow chamber, inside which a potentiometric cell and a temperature sensor are placed. Due to this, the sample temperature in the cell remains constant throughout the entire measurement cycle and does not depend on the ambient temperature. After turning on the power, the software device, at the command of the operator, starts working out the program recorded in it. From the first and second outputs of the software device, commands are issued to the inlet valve and the potentiometer cell mixer. A water sample is drawn in the cell and ends after the command is withdrawn from the inlet valve. After that, the software device from the third output issues a command to the dispenser. A certain amount of a background electrolyte containing potassium iodide enters a potentiometric cell from a container. As a result, after mixing, free iodine is formed in the solution, the amount of which is determined by the total amount of free and bound active chlorine in the initial water sample. In accordance with Nernst’s law, the EMF that arises between the first and second electrodes of a potentiometric cell linearly depends on the absolute temperature of the water and on the logarithm of the iodine concentration. This EMF is applied to the first and second inputs of the measuring amplifier. At the same time, the third input of the measuring amplifier receives a signal from the output of the temperature sensor, which provides a change in the transmission coefficient of the measuring amplifier, inversely proportional to the absolute temperature of the water. As a result, the output signal of the measuring amplifier supplied to the first input of the device for processing the measurement results is independent of the water temperature. On command from the fifth output of the software device supplied to the second input of the device for processing measurement results, the output voltage of the measuring amplifier is stored (voltage U 1 ). After this, by a command of a certain duration from the fourth output of the software device supplied to the control input of the switching device, the current generator is connected to the third and fourth electrodes of the potentiometric cell. In the water sample, a certain additional amount of iodine is generated, as a result, the output voltage of the measuring amplifier changes, it becomes equal to U 2 . On command from the sixth output of the software device, the voltage difference U 1 and U 2 is determined and the concentration of active chlorine in the initial sample is calculated. At the same time, the command to the mixer is removed from the second output of the software device. After a time determined by the necessary frequency of concentration measurement, the software device again issues commands to the inlet valve and to the potentiometer cell mixer. A new measurement cycle begins.
Анализатор по патенту 2094788 обладает более высокой точностью измерения концентрации по сравнению с анализатором АР за счет уменьшения влияния нестабильности дозирования фонового электролита и нестабильности нулевого уровня измерительного усилителя, обеспечения постоянства температуры анализируемой пробы в течение цикла измерения. The analyzer according to patent 2094788 has a higher accuracy of concentration measurement compared to the AR analyzer by reducing the influence of instability in the dosage of the background electrolyte and the instability of the zero level of the measuring amplifier, ensuring the constancy of the temperature of the analyzed sample during the measurement cycle.
Недостатком данного устройства является сложность технического обслуживания. В основном она обусловлена необходимостью периодически отключать анализатор и производить очистку электродов потенциометрической ячейки, при этом периодичность очистки зависит от качества анализируемой воды. Загрязнение электродов вызывается как веществами, содержащимися в природных водах, так и некоторыми веществами, используемыми в технологическом процессе очистки воды. Кроме того, оператор должен контролировать наличие фонового электролита в емкости анализатора, а также поступление анализируемой воды в анализатор. При из расходовании фонового электролита или при непоступлении анализируемой воды результаты измерения концентрации искажаются, что будет ложно воспринято как изменение содержания активного хлора в воде. The disadvantage of this device is the complexity of maintenance. Basically, it is due to the need to periodically turn off the analyzer and clean the electrodes of the potentiometric cell, and the frequency of cleaning depends on the quality of the analyzed water. Contamination of the electrodes is caused both by substances contained in natural waters, and some substances used in the technological process of water purification. In addition, the operator must monitor the presence of background electrolyte in the analyzer capacity, as well as the flow of the analyzed water into the analyzer. If the background electrolyte is consumed or the analyzed water is not received, the concentration measurement results are distorted, which will be falsely perceived as a change in the content of active chlorine in the water.
Задачей изобретения является упрощение технического обслуживания анализатора при одновременном повышении достоверности результатов измерений. The objective of the invention is to simplify the maintenance of the analyzer while increasing the reliability of the measurement results.
Данная задача решается за счет того, что в автоматическом анализаторе, содержащем потенциометрическую ячейку с четырьмя электродами, размещенную вместе с датчиком температуры внутри проточной камеры, измерительный усилитель, первый и второй входы которого подключены соответственно к первому и второму электродам потенциометрической ячейки, а третий вход соединен с выходом датчика температуры, программное устройство, первый и второй выходы которого подключены соответственно к впускному клапану и к мешалке потенциометрической ячейки, емкость с фоновым электролитом, соединенную с потенциометрической ячейкой через дозатор, управляющий вход которого подключен к третьему выходу программного устройства, генератор тока, соединенный с входом первого коммутирующего устройства, управляющий вход которого подключен к четвертому выходу программного устройства, устройство обработки результатов измерений, первый вход которого соединен с выходом измерительного усилителя, а второй и третий входы соединены соответственно с пятым и шестым выходами программного устройства, введены второе и третье коммутирующие устройства, сигнальные входы которых соединены с выходом первого коммутирующего устройства, а их управляющие входы соединены с седьмым выходом программного устройства, восьмой и девятый выходы которого подключены соответственно к четвертому и пятому входам устройства обработки результатов измерений, при этом третий электрод потенциометрической ячейки подключен к первому выходу второго коммутирующего устройства и ко второму выходу третьего коммутирующего устройства, а четвертый электрод подключен ко второму выходу второго коммутирующего устройства и к первому выходу третьего коммутирующего устройства. This problem is solved due to the fact that in an automatic analyzer containing a potentiometric cell with four electrodes, placed together with a temperature sensor inside the flow chamber, a measuring amplifier, the first and second inputs of which are connected respectively to the first and second electrodes of the potentiometric cell, and the third input is connected with the output of the temperature sensor, a software device, the first and second outputs of which are connected respectively to the inlet valve and to the stirrer of the potentiometric cell, a capacitor with a background electrolyte connected to a potentiometric cell through a dispenser, the control input of which is connected to the third output of the software device, a current generator connected to the input of the first switching device, the control input of which is connected to the fourth output of the software device, the device for processing measurement results, the first input of which connected to the output of the measuring amplifier, and the second and third inputs are connected respectively to the fifth and sixth outputs of the software device, input These are the second and third switching devices, the signal inputs of which are connected to the output of the first switching device, and their control inputs are connected to the seventh output of the software device, the eighth and ninth outputs of which are connected to the fourth and fifth inputs of the device for processing the measurement results, while the third electrode is potentiometric the cell is connected to the first output of the second switching device and to the second output of the third switching device, and the fourth electrode is connected the second output of the second switching device and to the first output of the third switching device.
Функциональная схема устройства приведена на чертеже. Functional diagram of the device shown in the drawing.
Устройство содержит потенциометрическую ячейку 1, измерительный усилитель 2, программное устройство 3, устройство обработки результатов измерений 4. Входы I и II измерительного усилителя 2 подключены соответственно к первому 5 и второму 6 электродам потенциометрической ячейки 1, а его выход подключен к входу I устройства обработки результатов измерений 4. Емкость с фоновым электролитом 7 через дозатор 8 соединена с потенциометрической ячейкой 1. Генератор тока 9 подключен к входу первого коммутирующего устройства 10. В потенциометрической ячейке 1 размещены также третий 11 и четвертый 12 электроды, впускной клапан 13 и мешалка 14. К входу III измерительного усилителя 2 подключен датчик температуры 15, размещенный совместно с потенциометрической ячейкой 1 внутри проточной камеры 16. Третий электрод 11 потенциометрической ячейки 1 подключен к выходу I второго коммутирующего устройства 17 и к выходу II третьего коммутирующего устройства 18. Четвертый электрод 12 потенциометрической ячейки 1 подключен к выходу II второго коммутирующего устройства 17 и к выходу I третьего коммутирующего устройства 18. Выходы I и II программного устройства 3 соединены соответственно с впускным клапаном 13 и мешалкой 14 потенциометрической ячейки 1, выход III - с управляющим входом дозатора 8, выход IV - с управляющим входом первого коммутирующего устройства 10, выход VII - с управляющими входами второго 17 и третьего 18 коммутирующих устройств, выходы V, VI, VIII и IX - соответственно с входами II, III, IV и V устройства обработки результатов измерений 4. The device comprises a potentiometric cell 1, a measuring amplifier 2, a software device 3, a device for processing measurement results 4. The inputs I and II of the measuring amplifier 2 are connected to the first 5 and second 6 electrodes of the potentiometric cell 1, and its output is connected to the input I of the result processing device measurements 4. The capacity of the background electrolyte 7 through the dispenser 8 is connected to a potentiometric cell 1. A current generator 9 is connected to the input of the first switching device 10. In a potentiometric cell e 1 also contains the third 11 and fourth 12 electrodes, an inlet valve 13 and a mixer 14. A temperature sensor 15 is connected to the input III of the measuring amplifier 2, which is placed together with the potentiometric cell 1 inside the flow chamber 16. The third electrode 11 of the potentiometric cell 1 is connected to output I the second switching device 17 and to the output II of the third switching device 18. The fourth electrode 12 of the potentiometric cell 1 is connected to the output II of the second switching device 17 and to the output I of the third switching device 18. The outputs I and II of the software device 3 are connected respectively to the inlet valve 13 and the mixer 14 of the potentiometric cell 1, the output III - with the control input of the dispenser 8, the output IV - with the control input of the first switching device 10, the output VII - with the control inputs of the second 17 and the third 18 switching devices, outputs V, VI, VIII and IX, respectively, with inputs II, III, IV and V of the device for processing measurement results 4.
Существенными и отличными от наиболее близкого аналога признаками являются следующие вновь введенные признаки:
1. Второе 17 и третье 18 коммутирующие устройства являются новыми по отношению к аналогу, известны из других решений, но соединенные сигнальными входами с выходом первого коммутирующего устройства 10, а управляющими входами - с дополнительным седьмым выходом программного устройства 3, при этом первый выход второго коммутирующего устройства 17 и второй выход третьего коммутирующего устройства 18 соединены с третьим электродом 11, а второй выход второго коммутирующего устройства 17 и первый выход третьего коммутирующего устройства 18 соединены с четвертым электродом 12 потенциометрической ячейки 11, совместно с остальными заявленными признаками позволяют проявить новое свойство, заключающееся в достижении положительного эффекта, т. е. решают задачу упрощения технического обслуживания анализатора при одновременном повышении достоверности результатов измерений.Significant and different from the closest analogue of the signs are the following newly introduced signs:
1. The second 17 and third 18 switching devices are new in relation to the analogue, are known from other solutions, but connected by signal inputs to the output of the first switching device 10, and control inputs - with an additional seventh output of the software device 3, while the first output of the second switching devices 17 and the second output of the third switching device 18 are connected to the third electrode 11, and the second output of the second switching device 17 and the first output of the third switching device 18 are connected to the fourth electrode 12 of the potentiometric cell 11, together with the rest of the claimed features allow us to show a new property, which consists in achieving a positive effect, that is, they solve the problem of simplifying the maintenance of the analyzer while increasing the reliability of the measurement results.
2. Программное устройство 3 не ново по отношению к аналогу, но выполнено таким образом, что имеет дополнительный седьмой выход, соединенный с управляющими входами дополнительных второго 17 и третьего 18 коммутирующих устройств, дополнительные восьмой и девятый выходы, соединенные соответственно с дополнительными четвертым и пятым входами устройства обработки результатов измерений 4, совместно с остальными заявленными признаками позволяет проявить новое свойство, заключающееся в достижении положительного эффекта, т.е. решает задачу упрощения технического обслуживания анализатора при одновременном повышении достоверности результатов измерений. 2. The software device 3 is not new in relation to the analogue, but is designed in such a way that it has an additional seventh output connected to the control inputs of the additional second 17 and third 18 switching devices, additional eighth and ninth outputs connected respectively to the additional fourth and fifth inputs devices for processing measurement results 4, together with the rest of the claimed features allows you to display a new property, which consists in achieving a positive effect, i.e. solves the problem of simplifying the maintenance of the analyzer while increasing the reliability of the measurement results.
3. Устройство обработки результатов измерений 4 не ново по отношению к аналогу, но выполнено таким образом, что имеет дополнительные четвертый и пятый входы, соединенные соответственно с дополнительными восьмым и девятым выходами программного устройства 3, совместно с остальными заявленными признаками позволяет проявить новое свойство, заключающееся в достижении положительного эффекта, т.е. решает задачу упрощения технического обслуживания анализатора при одновременном повышении достоверности результатов измерений. 3. The device for processing the measurement results 4 is not new in relation to the analogue, but is designed in such a way that it has additional fourth and fifth inputs, connected respectively to the additional eighth and ninth outputs of the software device 3, together with the rest of the claimed features allows you to display a new property, namely in achieving a positive effect, i.e. solves the problem of simplifying the maintenance of the analyzer while increasing the reliability of the measurement results.
4. Первое коммутирующее устройство 10 не ново по отношению к аналогу, но будучи соединенным своим выходом с сигнальными входами двух дополнительных коммутирующих устройств 17 и 18, управляющие входы которых подключены к дополнительному седьмому выходу программного устройства 3, совместно с остальными заявленными признаками позволяет проявить новое свойство, заключающееся в достижении положительного эффекта, т.е. решает задачу упрощения технического обслуживания анализатора при одновременном повышении достоверности результатов измерений. 4. The first switching device 10 is not new in relation to the analogue, but being connected by its output to the signal inputs of two additional switching devices 17 and 18, the control inputs of which are connected to the additional seventh output of the software device 3, together with the rest of the declared features allows you to display a new property which consists in achieving a positive effect, i.e. solves the problem of simplifying the maintenance of the analyzer while increasing the reliability of the measurement results.
5. Третий 11 и четвертый 12 электроды потенциометрической ячейки 1 не новы по отношению к аналогу, но будучи соединенными с первым коммутирующим устройством 10 через два дополнительных коммутирующих устройства 17 и 18, управляющие входы которых подключены к дополнительному седьмому выходу программного устройства 3, совместно с остальными заявленными признаками позволяют проявить новое свойство, заключающееся в достижении положительного эффекта, т.е. решают задачу упрощения технического обслуживания анализатора при одновременном повышении достоверности результатов измерений. 5. The third 11 and fourth 12 electrodes of the potentiometric cell 1 are not new in relation to the analogue, but being connected to the first switching device 10 through two additional switching devices 17 and 18, the control inputs of which are connected to the additional seventh output of the software device 3, together with the rest the claimed features allow us to show a new property, which consists in achieving a positive effect, i.e. solve the problem of simplifying the maintenance of the analyzer while increasing the reliability of the measurement results.
Таким образом, все перечисленные признаки являются новыми, т.к. из уровня техники не известно их использование с целью упрощения технического обслуживания автоматического анализатора при одновременном повышении достоверности результатов измерений, и имеют изобретательский уровень, т.к. для специалиста совокупность признаков явным образом не следует из уровня техники. Thus, all of the listed features are new, because the prior art does not know their use in order to simplify maintenance of the automatic analyzer while increasing the reliability of the measurement results, and have an inventive step, because for a specialist, the totality of features does not explicitly follow from the prior art.
Программное устройство 3 и устройство обработки результатов измерений 4 могут быть выполнены, например, на микропроцессорной плате 4000-386-25MHz-lMB фирмы Octagon Systems с программируемым запоминающим устройством на микросхеме 29 F 040. A software device 3 and a device for processing measurement results 4 can be performed, for example, on a microprocessor board 4000-386-25MHz-lMB from Octagon Systems with a programmable memory device on a chip 29 F 040.
Коммутирующие устройства 10, 17, 18 могут быть выполнены, например, на герконовых реле типа РЭС55А. Switching devices 10, 17, 18 can be performed, for example, on reed switches type RES55A.
В качестве третьего II и четвертого 12 электродов потенциометрической ячейки 1 могут быть использованы, например, серийно выпускаемые электроды ЭТП-02 и ЭПЛ-02. As the third II and fourth 12 electrodes of the potentiometric cell 1 can be used, for example, commercially available electrodes ETP-02 and EPL-02.
Работа устройства происходит следующим образом. The operation of the device is as follows.
Анализируемая вода непрерывно подается в проточную камеру 16, внутри которой размещены потенциометрическая ячейка 1 и датчик температуры 15. Благодаря наличию проточной камеры температура пробы сохраняется постоянной в течение всего цикла измерения. В начале цикла измерения с выходов I и II программного устройства 3 выдаются команды на впускной клапан 13 и на запуск мешалки 14 потенциометрической ячейки 1, задействуется генератор тока 9. В потенциометрической ячейке 1 начинается забор пробы. Измерительный усилитель 2 непрерывно измеряет напряжение между электродами 5 и 6 потенциометрической ячейки 1, выходной сигнал измерительного усилителя 2 поступает на вход I устройства обработки результатов измерений 4. Напряжение на выходе измерительного усилителя 2 в процессе забора пробы резко уменьшается. Программное устройство 3 с выхода VIII выдает команду на вход IV устройства обработки результатов измерений 4 - запомнить величину напряжения на выходе измерительного усилителя 2 (напряжение U3). После этого программное устройство 3 с выхода III выдает команду на дозатор 8. Из емкости 7 в потенциометрическую ячейку 1 поступает определенное количество фонового электролита. При этом напряжение на выходе измерительного усилителя 2 резко возрастает. Программное устройство 3 с выхода IX выдает команду на вход V устройства обработки результатов измерений 4 - запомнить величину напряжения на выходе измерительного усилителя 2 (напряжение U4) и сравнить ее с величиной U3. Если анализируемая вода на этапе забора пробы не поступала в измерительную ячейку 1, т.е. не происходило уменьшение напряжения на выходе измерительного усилителя 2, а также если при срабатывании дозатора 8 в измерительную ячейку 1 не поступил фоновый электролит, разность напряжений U4 и U3 будет меньше некоторой установленной величины Uo, и на выходе устройства обработки результатов измерений 4 формируется соответствующий сигнал. После перемешивания фонового электролита, содержащего йодид калия, с пробой в растворе образуется свободный йод, количество которого определяется суммарным количеством свободного и связанного активного хлора в исходной пробе воды. В соответствии с законом Нернста напряжение между первым 5 и вторым 6 электродами потенциометрической ячейки 1, приложенное между входами I и II измерительного усилителя 2, линейно зависит от абсолютной температуры воды и от логарифма концентрации йода. На вход III измерительного усилителя 2 поступает сигнал с выхода датчика температуры 15, обеспечивающий изменение коэффициента передачи измерительного усилителя 2, обратно пропорциональное абсолютной температуре воды, в результате выходной сигнал измерительного усилителя 2 от температуры воды не зависит. По команде с выхода V программного устройства 3, подаваемой на вход II устройства обработки результатов измерений 4, происходит запоминание выходного напряжения измерительного усилителя 2 (напряжение U1). После этого по команде определенной длительности с выхода IV программного устройства 3, подаваемой на управляющий вход первого коммутирующего устройства 10, генератор тока 9 через первое 10, второе 17 и третье 18 коммутирующие устройства подключается к третьему 11 и четвертому 12 электродам потенциометрической ячейки 1. При этом сигнальные входы второго 17 и третьего 18 коммутирующих устройств соединены с их выходами 1, в результате ток в потенциометрической ячейке 1 протекает от третьего электрода 11 (анода) к четвертому электроду 12 (катоду). В пробе воды генерируется определенное дополнительное количество свободного йода, в результате изменяется напряжение на выходе измерительного усилителя 2, оно становится равным U2. По команде с выхода VI программного устройства 3, подаваемой на вход III устройства обработки результатов измерений 4, происходит определение разности напряжений U1 и U2 и вычисление концентрации активного хлора в исходной пробе воды. В устройстве обработки результатов измерений 4 формируется электрический сигнал, пропорциональный вычисленной концентрации, который может быть использован в автоматической системе дозирования хлора. После этого программное устройство 3 с выхода VII выдает команду на управляющие входы второго 17 и третьего 18 коммутирующих устройств, в результате сигнальные входы этих устройств оказываются соединенными с их выходами II. После этого программное устройство 3 с выхода IV снова выдает команду определенной длительности на управляющий вход первого коммутирующего устройства 10. Генератор тока 9 снова оказывается подключенным к третьему 11 и четвертому 12 электродам потенциометрической ячейки 1, но при этом ток протекает в противоположном направлении - от четвертого электрода 12 (катода) к третьему электроду 11 (аноду). Происходит так называемая катодная поляризация анода, при этом его потенциал становится ниже потенциала разложения воды и образующиеся пузырьки водорода сбивают осадок с поверхности электрода. Таким образом происходит автоматическая очистка анода. Как показывают исследования, загрязнение именно этого электрода сказывается на работе анализатора. После снятия команды с выхода IV программного устройства 3 снимается команда с его выхода VII, второе 17 и третье 18 коммутирующие устройства возвращаются в исходное состояние. Снимается команда с выхода II программного устройства 3 на мешалку 14 потенциометрической ячейки 1. Через время, определяемое необходимой периодичностью измерения концентрации, программное устройство 3 снова выдает команды на впускной клапан 13 и мешалку 14 потенциометрической ячейки 1. Начинается новый цикл измерения.The analyzed water is continuously supplied to the flow chamber 16, inside which a potentiometric cell 1 and a temperature sensor 15 are placed. Due to the presence of the flow chamber, the temperature of the sample remains constant throughout the entire measurement cycle. At the beginning of the measurement cycle from the outputs I and II of the software device 3, commands are issued to the inlet valve 13 and to start the mixer 14 of the potentiometric cell 1, the current generator 9 is activated. In the potentiometric cell 1 sampling begins. The measuring amplifier 2 continuously measures the voltage between the electrodes 5 and 6 of the potentiometric cell 1, the output signal of the measuring amplifier 2 is fed to the input I of the device for processing the measurement results 4. The voltage at the output of the measuring amplifier 2 sharply decreases during sampling. The software device 3 from the output VIII gives a command to the input IV of the device for processing the measurement results 4 - remember the voltage at the output of the measuring amplifier 2 (voltage U 3 ). After that, the software device 3 from the output III issues a command to the dispenser 8. From the tank 7, a certain amount of background electrolyte enters the potentiometric cell 1. In this case, the voltage at the output of the measuring amplifier 2 increases sharply. The software device 3 from the output IX issues a command to the input V of the device for processing the measurement results 4 - remember the voltage value at the output of the measuring amplifier 2 (voltage U 4 ) and compare it with the value U 3 . If the analyzed water did not enter the measuring cell 1 at the sampling stage, i.e. there was no decrease in voltage at the output of the measuring amplifier 2, and also if, when the dispenser 8 was triggered, background electrolyte did not enter the measuring cell 1, the voltage difference U 4 and U 3 will be less than a certain set value U o , and the output of the device for processing measurement results 4 is formed corresponding signal. After mixing the background electrolyte containing potassium iodide with a sample in the solution, free iodine is formed, the amount of which is determined by the total amount of free and bound active chlorine in the initial water sample. In accordance with Nernst’s law, the voltage between the first 5 and second 6 electrodes of the potentiometric cell 1, applied between the inputs I and II of the measuring amplifier 2, linearly depends on the absolute temperature of the water and on the logarithm of the iodine concentration. The input III of the measuring amplifier 2 receives a signal from the output of the temperature sensor 15, which provides a change in the transmission coefficient of the measuring amplifier 2, inversely proportional to the absolute temperature of the water, as a result, the output signal of the measuring amplifier 2 does not depend on the water temperature. On command from the output V of the software device 3 supplied to the input II of the device for processing measurement results 4, the output voltage of the measuring amplifier 2 is stored (voltage U 1 ). After that, by a command of a certain duration from the output IV of the software device 3 supplied to the control input of the first switching device 10, the current generator 9 through the first 10, second 17 and third 18 switching devices is connected to the third 11 and fourth 12 electrodes of the potentiometric cell 1. the signal inputs of the second 17 and third 18 switching devices are connected to their outputs 1, as a result, the current in the potentiometric cell 1 flows from the third electrode 11 (anode) to the fourth electrode 12 (cathode). In the water sample, a certain additional amount of free iodine is generated, as a result, the voltage at the output of the measuring amplifier 2 changes, it becomes equal to U 2 . On command from the output VI of the software device 3 supplied to the input III of the device for processing measurement results 4, the voltage difference U 1 and U 2 is determined and the concentration of active chlorine in the initial water sample is calculated. In the device for processing measurement results 4, an electrical signal is generated proportional to the calculated concentration, which can be used in an automatic chlorine dosing system. After that, the software device 3 from the output VII issues a command to the control inputs of the second 17 and third 18 switching devices, as a result, the signal inputs of these devices are connected to their outputs II. After that, the software device 3 from the output IV again issues a command of a certain duration to the control input of the first switching device 10. The current generator 9 is again connected to the third 11 and fourth 12 electrodes of the potentiometric cell 1, but the current flows in the opposite direction from the fourth electrode 12 (cathode) to the third electrode 11 (anode). The so-called cathodic polarization of the anode occurs, while its potential becomes lower than the potential for water decomposition and the resulting hydrogen bubbles knock down the precipitate from the electrode surface. Thus, the anode is automatically cleaned. As studies show, pollution of this particular electrode affects the operation of the analyzer. After removing the command from the output IV of the software device 3, the command is removed from its output VII, the second 17 and third 18 switching devices are returned to their original state. The command is removed from the output II of the software device 3 to the mixer 14 of the potentiometric cell 1. After a time determined by the necessary frequency of concentration measurement, the software 3 again issues commands to the inlet valve 13 and the mixer 14 of the potentiometric cell 1. A new measurement cycle begins.
Вычисление концентрации С активного хлора по разности двух измеренных значений напряжений U1 и U2 производится устройством обработки результатов измерений 4 по следующей формуле, обычной для метода стандартной добавки (Никольский Б.П., Матерова Е.А. Ионоселективные электроды, Л., Химия, 1980):
где
Vф - объем дозы фонового электролита;
Vпр - объем анализируемой пробы;
ΔC - дополнительно генерируемая добавка йода, мг/л;
I - ток генерирования, создаваемый генератором тока, А;
t - время генерирования, с;
F - число Фарадея, F=96500;
Θ = 0,01983 Т, мВ;
Т - абсолютная температура пробы, К;
ΔE = U1-U2 ,мВ;
Е' = 0,2 мВ - поправка, учитывающая убыль йодида в пробе в процессе генерирования.Calculation of the concentration C of active chlorine by the difference between the two measured voltage values U 1 and U 2 is carried out by the device for processing measurement results 4 according to the following formula, which is usual for the standard addition method (Nikolsky B.P., Materova E.A. Ion-selective electrodes, L., Chemistry , 1980):
Where
V f - the dose volume of the background electrolyte;
V ol - the volume of the analyzed sample;
ΔC - additionally generated iodine supplement, mg / l;
I is the current generated by the current generator, A;
t is the generation time, s;
F is the Faraday number, F = 96500;
Θ = 0.01983 T, mV;
T is the absolute temperature of the sample, K;
ΔE = U 1 -U 2 , mV;
E '= 0.2 mV - correction, taking into account the loss of iodide in the sample during generation.
Упрощение технического обслуживания анализатора достигнуто за счет:
- увеличения интервала времени между отключениями анализатора для очистки электродов, т. к. очистка производится автоматически после каждого цикла измерения;
- отсутствия необходимости оператору проверять наличие фонового электролита в емкости анализатора и поступление анализируемой воды в анализатор, т.к. при несоблюдении этих условий в приборе формируется соответствующий сигнал. При этом источником информации являются не какие-то дополнительные датчики, а те же электроды потенциометрической ячейки, с которых снимаются сигналы для вычисления концентрации.Simplification of analyzer maintenance is achieved by:
- increasing the time interval between analyzer shutdowns for cleaning the electrodes, since cleaning is performed automatically after each measurement cycle;
- there is no need for the operator to check the presence of background electrolyte in the analyzer capacity and the flow of analyzed water to the analyzer, as if these conditions are not met, a corresponding signal is generated in the device. In this case, the source of information is not some additional sensors, but the same electrodes of the potentiometric cell, from which signals are taken to calculate the concentration.
Формирование сигнала об израсходовании фонового электролита или о не поступлении анализируемой воды в анализатор повышает также достоверность результатов измерений, т.к. при выдаче неправильных результатов одновременно сообщается о наличии внешних факторов, вызвавших эти неправильные результаты. The formation of a signal about the consumption of the background electrolyte or about the non-arrival of the analyzed water in the analyzer also increases the reliability of the measurement results, since when issuing incorrect results, it is simultaneously reported that there are external factors that caused these incorrect results.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001111963/28A RU2187798C1 (en) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | Automatic analyzer of residual active chlorine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001111963/28A RU2187798C1 (en) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | Automatic analyzer of residual active chlorine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2187798C1 true RU2187798C1 (en) | 2002-08-20 |
Family
ID=20249171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001111963/28A RU2187798C1 (en) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | Automatic analyzer of residual active chlorine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2187798C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2773686C2 (en) * | 2017-05-03 | 2022-06-07 | Текносенс Срл | Nano- and/or micro-structured printed electrodes |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4049382A (en) * | 1977-02-16 | 1977-09-20 | Orion Research Incorporated | Total residual chlorine |
| GB1490604A (en) * | 1974-10-14 | 1977-11-02 | Commissariat Energie Atomique | Method of and apparatus for the determination of low concentrations of chlorides in water |
| GB1497669A (en) * | 1975-07-10 | 1978-01-12 | Central Electr Generat Board | Chloride detection |
| US4270925A (en) * | 1978-06-24 | 1981-06-02 | The Japan Carlit Co., Ltd. | Method and apparatus for automatically determining chlorine and chlorine dioxide concentrations |
| RU2094788C1 (en) * | 1994-03-01 | 1997-10-27 | Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский институт точной механики" | Automatic analyzer of residual active chlorine |
| RU6242U1 (en) * | 1997-04-01 | 1998-03-16 | Александр Сергеевич Шевнин | DEVICE FOR MEASURING THE CONCENTRATION OF RESIDUAL CHLORINE IN WATER |
-
2001
- 2001-04-26 RU RU2001111963/28A patent/RU2187798C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1490604A (en) * | 1974-10-14 | 1977-11-02 | Commissariat Energie Atomique | Method of and apparatus for the determination of low concentrations of chlorides in water |
| GB1497669A (en) * | 1975-07-10 | 1978-01-12 | Central Electr Generat Board | Chloride detection |
| US4049382A (en) * | 1977-02-16 | 1977-09-20 | Orion Research Incorporated | Total residual chlorine |
| US4270925A (en) * | 1978-06-24 | 1981-06-02 | The Japan Carlit Co., Ltd. | Method and apparatus for automatically determining chlorine and chlorine dioxide concentrations |
| RU2094788C1 (en) * | 1994-03-01 | 1997-10-27 | Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский институт точной механики" | Automatic analyzer of residual active chlorine |
| RU6242U1 (en) * | 1997-04-01 | 1998-03-16 | Александр Сергеевич Шевнин | DEVICE FOR MEASURING THE CONCENTRATION OF RESIDUAL CHLORINE IN WATER |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2773686C2 (en) * | 2017-05-03 | 2022-06-07 | Текносенс Срл | Nano- and/or micro-structured printed electrodes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9207204B2 (en) | Method and apparatus for determining information concerning presence of constituents of a liquid sample with oxygen demand | |
| US11892393B2 (en) | Detection system and method for determining contaminant concentration in feed water stream | |
| CN106198689A (en) | A device for measuring Coulombic biochemical oxygen demand | |
| KR101077919B1 (en) | Card-type mult tester | |
| RU2187798C1 (en) | Automatic analyzer of residual active chlorine | |
| CA2173464A1 (en) | Method and device for the determination of substances in solution | |
| US4680552A (en) | Apparatus for measuring impurities in super-pure water without exposure to surrounding atmosphere | |
| RU2094788C1 (en) | Automatic analyzer of residual active chlorine | |
| RU2102736C1 (en) | Method of inversion-volt-amperometric determination of heterovalent arsenic forms in aqueous solutions | |
| JP3497806B2 (en) | Water quality monitoring device | |
| CN115468993B (en) | Bacteria concentration detection component, device and method, and electrical equipment | |
| RU2785371C1 (en) | Automatic system for monitoring the physico-chemical parameters of the liquid phase of pulp | |
| RU158442U1 (en) | DEVICE OF AUTOMATIC CONTROL OF PHYSICAL AND CHEMICAL COMPONENTS OF PULP | |
| JP7777062B2 (en) | Ion concentration measurement method | |
| JPH0365489B2 (en) | ||
| RU2139530C1 (en) | Proximity analyzer of chemical and biochemical consumption of oxygen dissolved in water | |
| JP2001242143A (en) | Basic substance determination device | |
| RU2178886C2 (en) | Method and apparatus for detecting concentration of active chlorine in electrolyte solution | |
| JPH0729486Y2 (en) | Residual chlorine meter | |
| CN115901904A (en) | Electrochemical ion concentration detection method and device | |
| RU4169U1 (en) | SYSTEM FOR AUTOMATED QUALITY CONTROL OF NATURAL AND SEWAGE WATERS | |
| JPH09236566A (en) | Ph simple calibration method | |
| JP3106447B2 (en) | Residual chlorine meter with automatic calibration function | |
| JPH02190760A (en) | Residual chlorine meter | |
| RU2094799C1 (en) | Device for determination of oxidized substances |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060427 |