[发明专利]一种激光双路中空纤维膜组件完整性的检测装置及其方法

说明书

本发明公开了一种激光双路中空纤维膜组件完整性的检测装置，包括遮光外壳，进水口和出水口，有一遮光隔板将遮光外壳分为两个腔室，遮光外壳内自进水口至出水口连接有穿过遮光隔板的光学检测管；每个腔室内均设有一个光学检测器；两个光学检测器采用上下双向设置的激光发射器，可以对检测管上下两侧同时进行检测。通过微气泡和颗粒物碰撞穿过激光束引起光强的减小导致电压脉冲信号的下降来判定膜的完整性。同时双检测光路可避免检测过程中气泡粘附于检测管路上部或移动较慢引起检测精度下降的问题，检测装置可直接安装于膜组件出水管的简化设计，可有效节省系统安装空间。在膜过滤过程中实现了对膜组件完整性的方便快捷、实时在线、连续性的检测。

技术领域

本发明涉及一种膜过滤过程中空纤维膜组件完整性的在线检测系统。

背景技术

膜法水处理技术具有出水稳定，操作压力低，占地面积小，药耗少，不易产生二次污染等优点，广泛应用于饮用水处理，中水回用，海水淡化等领域。中空纤维膜是当前国际膜领域中超/微滤技术主导工艺形式。但在实际工程应用中颗粒或尖锐物与膜表面摩擦、水流冲击作用、膜材料老化等都会引起膜组件的破损，膜组件完整性一旦被破坏将造成严重后果，原水中的大分子有机物，胶体，细菌，病毒等微生物将会通过破损位置进入到出水侧，影响出水水质对人类健康带来威胁。据资料，采用有机膜中空纤维膜系统的，年断丝(破损)率超过2-4‰，一旦膜完整性遭到破坏，水质安全将面临风险。因此开发快速、准确、灵敏、连续、简便的膜完整性在线检测方法，已经成为目前精准化应用膜技术的重要问题。

发明内容

针对现有技术，本发明提供一种中空纤维膜组件完整性的在线检测装置及其检测方法，检测快速、灵敏、操作简便。检测装置实现的最大程度的简化设计，可有效节省系统安装时间。

为了解决上述的技术问题，本发明提出一种激光双路中空纤维膜组件完整性的检测装置，包括遮光外壳，所述遮光外壳的一侧设置有进水口，相对的一侧设有出水口，所述遮光外壳内、且在所述进水口和所述出水口之间设有一块遮光隔板，从而将所述遮光外壳分为两个腔室，两个腔室内分别设有第一光学检测器与第二光学检测器；所述遮光外壳内自进水口至出水口连接有穿过遮光隔板的光学检测管；所述第一光学检测器包括设置在所述遮光外壳内壁上的第一激光发射器和第一信号接收器，所述第一激光发射器位与第一信号接收器位于所述光学检测管对应的两侧、且位置对正；所述第二光学检测器包括设置在所述遮光外壳内壁上的第二激光发射器和第二信号接收器，所述第二激光发射器位于所述第一激光发射器相对的内壁上，所述第二信号接收器位于所述第一信号接收器相对的内壁上，所述第二信号接收器与所述第二激光发射器位置对正；所述第一信号接收器包括自直流电源至接地依次串联的第一固定电阻R11、第一可变电阻R12和第一光敏电阻RG1，与所述第一固定电阻R11并联有第一电容C1；所述第二信号接收器包括自直流电源DC至接地依次串联的第二固定电阻R21、第二可变电阻R22和第二光敏电阻RG2，与所述第二固定电阻R21并联有第二电容C2；所述第一固定电阻R11和所述第二固定电阻R21均并联至一报警显示系统；所述报警显示系统包括一个用于显示系统正常状态的第一指示灯、一个用于显示膜破损状态的第二指示灯、一个蜂鸣器H、同时与所述第一固定电阻R11和所述第二固定电阻R21并联的液晶显示屏PLC。

本发明中，所述第一激光发射器和第二激光发射器均采用650nm红色激光发射器；所述第一激光发射器和第二激光发射器与所述光学检测管的垂直距离均为X，4cm≤X≤10cm，所述第一激光发射器和第二激光发射器的激光发射光路的截面均是长轴为a、短轴为b的椭圆，所述光学检测管的宽度为c、长为d，其中，a≥(1/2)c，且发射光路的截面位于所述光学检测管的中轴位置；所述第一激光发射器与所述第二激光发射器分别位于所述光学检测管(1/2)d±(1/4)d处，d≥25b；其中，0.5cm≤c≤2cm，8cm≤d。

本发明中，所述光学检测管为水平放置。所述遮光外壳和遮光隔板均采用黑色有机玻璃材质，所述光学检测管为单根长方体检测管，并采用透明有机玻璃材质。