一种离子浓度监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及能源开发技术领域，特别涉及一种离子浓度监测系统。


背景技术：

2.井下地下水的监测是煤矿环境监测的重要组成部分，在即将或者已经发生透水事故时，水中特定离子的浓度往往能够反映出一些重要信息，因此在煤矿安全生产中，对水中离子浓度的监测至关重要。
3.对水中离子浓度的监测通常是将离子浓度传感器插入到水中，离子浓度传感器与水中的离子发生电化学反应后，传感器上能够产生与离子浓度相应的电压信号，通过对电压信号的解析即可获得目标离子的浓度数据。
4.由于离子浓度传感器在监测过程中需要和水中的离子发生电化学反应，因此需要对传感器进行定期校正，以确保其监测到的浓度数据准确可靠。然而，目前具有校正功能的系统都存在结构复杂、不易使用的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供了一种离子浓度监测系统，用以解决现有技术中离子浓度传感器校正效果不理想的问题。
6.一方面，本实用新型实施例提供了一种离子浓度监测系统，
7.包括：主体和处理器；
8.主体包括：
9.参考液池，用于存放参考液；
10.传感器组，用于测量参考液以及待监测液体中的离子浓度；
11.处理器用于根据测量得到的参考液的浓度和预先确定的标准数据对待监测液体的浓度进行校正。
12.在一种可能的实现方式中，参考液为在监测系统初始设定时，从待监测液体中获得的液体。
13.在一种可能的实现方式中，参考液为在实验室中配置的液体，该液体与待监测液体具有相同的离子组成和相同的离子浓度。
14.在一种可能的实现方式中，主体还包括：与处理器电连接的液位传感器；
15.液位传感器安装在参考液池上，用于监测参考液池中参考液的液位高度。
16.在一种可能的实现方式中，主体还包括：进水管、第一电磁阀、第一水泵和第二电磁阀；
17.进水管、第一电磁阀、第一水泵、第二电磁阀和参考液池依次通过管道连接；
18.当参考液池注水时，第一电磁阀和第二电磁阀打开，第一水泵启动，将参考液从进水管输送到参考液池中。
19.在一种可能的实现方式中，主体还包括：第三电磁阀、第四电磁阀和出水管；
20.第一水泵、第三电磁阀、传感器组、第四电磁阀和出水管依次通过管道连接；
21.在测量阶段，第一电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀打开，第二电磁阀关闭，第一水泵启动，将待监测液体从进水管输送到传感器组中，并从出水管排出。
22.在一种可能的实现方式中，主体还包括：第二水泵、第五电磁阀和第六电磁阀；
23.参考液池、第二水泵、第五电磁阀、传感器组和第六电磁阀依次通过管道连接，第六电磁阀也通过管道与参考液池连接；
24.在校正阶段，第五电磁阀和第六电磁阀打开，第二水泵启动，将参考液循环输送到传感器组中。
25.在一种可能的实现方式中，主体还包括：壳体；
26.参考液池安装在壳体的外部；
27.传感器组安装在壳体的内部。
28.在一种可能的实现方式中，传感器组包括：测量盒和工作电极；
29.工作电极的一端插接在测量盒内部；
30.壳体的内部具有测量管道，测量管道的两端分别与进水管和出水管连接，测量管道还分别通过参考液进水管和参考液出水管与参考液池的入口和出口连接；
31.测量盒的入口和出口分别与测量管道连接。
32.本实用新型中的一种离子浓度监测系统，具有以下优点：
33.使用参考液池存放参考液，传感器组分别测量参考液和待监测液体的离子浓度后，即可根据参考液的离子浓度对待监测液体的离子浓度进行校正，整体系统结构简单，使用起来也很方便。
附图说明
34.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本实用新型实施例提供的一种离子浓度监测系统的组成示意图；
36.图2为本实用新型实施例提供的主体的外部结构示意图；
37.图3为本实用新型实施例提供的主体的内部结构示意图。
具体实施方式
38.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.现有技术中，离子浓度传感器在监测液体中离子浓度时，会和离子发生电化学反应，因此需要定期对传感器进行校正，以提高监测结果的准确性。然而，现有技术中具有校正功能的系统要么结构复杂，要么使用不便，为煤矿井下水中离子浓度的监测带来了阻碍。
40.针对现有技术中的问题，本实用新型提供了一种离子浓度监测系统，系统引入了
参考液池，参考液池中存放有离子浓度监测初期的液体，称为参考液，每次校正时均使传感器组测量参考液的离子浓度，处理器即可根据参考液的离子浓度对待监测液体的离子浓度进行校正，整个系统结构简单，使用也很方便。
41.图1为本实用新型实施例提供的一种离子浓度监测系统，图2和图3为离子浓度监测系统中主体的结构。本实用新型实施例提供的一种离子浓度监测系统，包括：
42.主体和处理器600；
43.主体包括：
44.参考液池100，用于存放参考液；
45.传感器组300，用于测量参考液以及待监测液体中的离子浓度；
46.处理器600用于根据测量得到的参考液的浓度和预先确定的标准数据对待监测液体的浓度进行校正。
47.示例性地，离子传感器的输出电压和离子浓度呈对数关系，以此可依此根据参考液的测量得到的电压对待测液的测量电压进行修正。
48.在一种可能的实施例中，标准数据可以为：在监测系统初始设定时，传感器组测量参考液得到的离子浓度数据。
49.示例性地，在初次测量待监测液体中的离子浓度之前，传感器组300中的工作电极310可在实验室内对已知浓度的离子液进行测量，为后续测量工作中得到离子浓度的绝对值提供依据。
50.在一种可能的实施例中，参考液可以为：在测量待监测液体的离子浓度数据之前，从待监测液体中获得的液体。
51.示例性地，由于待监测液体中有多种离子，多种离子会对工作电极310的测量过程产生影响。如果参考液和待监测液体的离子组成不同，那么对工作电极310的影响也会产生差异，将会导致对待监测液体的离子浓度测量结果不准确，因此本实用新型实施例中采用待监测液体作为参考液，以消除不同离子之间工作电极310的影响差异。
52.在本实用新型的实施例中，还可以采用在实验室内配置的液体作为参考液，但是实验室中配置的液体需要和待监测液体中的离子组成相同，而且离子浓度也要相同或相近。
53.在一种可能的实施例中，主体还可以包括：液位传感器240。液位传感器240安装在参考液池100上，用于监测参考液池100中参考液的液位高度，处理器600根据液位高度调整标准数据。
54.示例性地，在理想情况下，参考液池100处在绝对的密闭环境下，即参考液中的成分不会减少或者增多，即每一次校正阶段中使用的标准数据都不变。但是实际情况下很难做到绝对的密闭，在校正和测量阶段中，不可避免的会发生液体的损耗或者水分蒸发等情况，这会导致参考液的离子浓度发生变化，即标准数据发生变化。针对这种情况，本实用新型实施例中使用液位传感器240监测参考液的液位高度，如果液位高度发生变化，那么参考液的离子浓度也必然会发生变化，处理器600根据液位高度的变化情况调整标准数据，即可尽可能的减小标准数据变化造成的影响。同时，在参考液注水过程中，液位传感器240也时刻监测参考液池100中的液位高度，当液位高度达到预定值时，处理器600控制第一水泵230停止工作，注水过程结束。
55.在一种可能的实施例中，主体还可以包括：进水管500、第一电磁阀220、第一水泵230和第二电磁阀221。进水管500、第一电磁阀220、第一水泵230、第二电磁阀221和参考液池100依次通过管道连接。当参考液池100注水时，第一电磁阀220和第二电磁阀221打开，第一水泵230启动，将参考液从进水管500输送到参考液池100中。
56.示例性地，第一电磁阀220、第一水泵230和第二电磁阀221均通过导线和处理器600连接，且第一电磁阀220、第一水泵230和第二电磁阀221均可以安装在外壳200的内部。进水管500安装在外壳200的一端外侧面上，且其与测量管道210的一端连接。
57.在一种可能的实施例中，主体还可以包括：第三电磁阀222、第四电磁阀224和出水管400。第一水泵230、第三电磁阀222、传感器组300、第四电磁阀224和出水管400依次通过管道连接。在测量阶段，第一电磁阀220、第三电磁阀222和第四电磁阀224打开，第二电磁阀221关闭，第一水泵230启动，将待监测液体从进水管500输送到传感器组300中，并从出水管400排出。
58.示例性地，第三电磁阀222和第四电磁阀224均通过导线和处理器600连接，且第三电磁阀222、第四电磁阀224均可以安装在外壳200的内部。出水管400安装在外壳200的另一端外侧面上，且其与测量管道210的另一端连接。
59.在一种可能的实施例中，主体还包括：第二水泵231、第五电磁阀223和第六电磁阀225。参考液池100、第二水泵231、第五电磁阀223、传感器组300和第六电磁阀225依次通过管道连接，第六电磁阀225也通过管道与参考液池100连接。在校正阶段，第五电磁阀223和第六电磁阀225打开，第二水泵231启动，将参考液循环输送到传感器组300中。
60.示例性地，第二水泵231、第五电磁阀223和第六电磁阀225均通过导线和处理器600连接，且第五电磁阀223和第六电磁阀225均可以安装在外壳200的内部，而第二水泵231可以安装在参考液池100底部，即位于外壳200外部。
61.在一种可能的实施例中，主体还可以包括：壳体200，参考液池100安装在壳体200外部，传感器组300则安装在壳体200内部。
62.在一种可能的实施例中，传感器组300可以包括：测量盒和工作电极310，工作电极310的一端插接在测量盒内部，用以测量通入测量盒中参考液或待监测液体的离子浓度。
63.示例性地，壳体200内部具有测量管道210，测量管道210与待监测液体的出入口连接，同时测量管道210还分别通过参考液进水管110和参考液出水管120与参考液池100的入口和出口连接。测量盒的入口和出口也分别与测量管道210连接。
64.在本实用新型的实施例中，工作电极310的数量为多个，多个工作电极310分别通过导线与处理器600连接，处理器600将多个工作电极310传输的电信号进行适当处理后，例如对多次测量值进行求平均值处理，获得参考液或待监测液体的离子浓度数据。特别地，工作电极310输出的电信号需要经过放大和模数转换等处理，才能传输至处理器600。
65.尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
66.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。