一種對氧化電位水生成器進行智能化控制的方法技術

本發明專利技術公開了一種通過建立數學模型來對氧化電位水生成器進行控制的方法。該方法通過大量的實驗，得到ｐＨ和有效氯與脈沖鹽泵頻率、電解電壓、電解電流、入水流量，ＯＲＰ和溫度之間的數據關系，通過對數據進行分析、分段、擬和處理，建立ｐＨ和有效氯與其它因子之間的模糊推理規則，再根據ＯＲＰ、ｐＨ和有效氯與它們各自基準值之間的偏差，通過控制器調節脈沖鹽泵頻率、電解電壓和電流，從而保證出水指標的穩定。

Intelligent control method for oxidizing potential water generator

The present invention discloses a method for controlling an oxidizing potential water generator by establishing a mathematical model. This method through a lot of experiments, pH and chlorine salt pump and pulse frequency, electrolytic voltage, electrolytic current, water flow, and the relationship between ORP temperature data, through the analysis of data, segmentation, fitting and processing, fuzzy inference rules are established between pH and active chlorine and other factors, according to the the difference between the ORP, pH and available chlorine and their respective reference value, by adjusting the pulse frequency of the pump controller, salt electrolysis voltage and current, so as to ensure the water stability index.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是，屬于測量

技術介紹
智能型氧化電位水生成器主要技術原理為對普通自來水進行軟化處理后，加入低濃度的NaCl溶液，在設有離子交換隔膜的電解槽中進行電解，在陽極側產生酸性氧化電位水，用于各領域的消毒殺菌，陰極側生成堿性氧化電位水用于清潔洗滌。 氧化電位水生成器的出水評價指標主要包括ORP，pH和有效氯濃度三個數據。氧化電位水的消毒殺菌效果與這三個指標的關系密切相關。 對氧化電位水生成器出水的三個指標的檢測方法主要采用以下方法 一種是在出水使用前依靠人工操作檢測儀器來測試出水的ORP和pH，以判斷出水的ORP和pH是否符合殺菌消毒的技術要求，這種依靠人工操作檢測儀器來手工檢測的方法，因檢測操作的滯后難以保證出水指標的始終合格，同時增大了檢測的工作量； 另一種是在氧化電位水生成器內部安裝ORP傳感器探頭或pH傳感器探頭，實時監測出水ORP數值或pH數值，同時安裝兩種傳感器會增大設備的硬件成本和后期的儀器維護費用； 對氧化電位水生成器出水的有效氯濃度的檢測，目前普遍采用檢測試紙比對方式，這會帶來較大的誤差。少數要求較精確的用戶采用綜合滴定的辦法來測試，檢測周期較長，工作量大。 氧化電位水生成器三項出水指標(ORP，pH和有效氯濃度)的主要影響因素包括電解槽特性(電極板材料、面積、電極板之間的間距和隔膜材料等)、水中溶解性離子數量、電解槽入水的流速(流量)、入水NaCl的濃度、電解電壓、電解電流。到目前為止，還沒有快速有效、低成本的同時實時監測氧化電位水生成器三個出水指標的方法，也不能根據出水指標的波動來自動調節各個控制因子。
技術實現思路
本專利技術正是針對上述現有技術存在的缺點而設計提供了，該方法通過在出水指標和電解因子之間建立數學模型，根據實時檢測的ORP、電解電壓和電解電流推算出pH和有效氯。同時根據ORP、pH和有效氯的變化來實時調節電解電壓、電解電流和入水NaCl的濃度，以保持出水指標的穩定。 本專利技術技術方案是通過以下措施來實現的 該種對氧化電位水生成器進行智能化控制的方法，其特征在于該方法的步驟是 (1)對氧化電位水的各項指標建立相應的數學表達式 1.1通過實驗數據得到氧化電位水pH和ORP、電解電壓、電解電流、流量、NaCl的濃度之間的數學關系，如下所示 1.2通過實驗數據得到氧化電位水有效氯濃度CL和ORP、電解電壓、電解電流、流量、NaCl的濃度之間的數學關系，如下所示 1.3通過實驗數據得到氧化電位水ORP和電解電壓、電解電流、NaCl的濃度之間的數學關系，如下所示 1.4建立電解電壓、電解電流與ORP、pH、有效氯濃度和它們各自基準之間偏差的數學關系，如下下式； IIset+A×(ORPset-ORP)+B(CLset-CL)+C(pHset-pH)……………(4) 其中1≤k≤3.0；0.5≤A≤3.0；-1≤B≤2.0；-0.5≤C≤1.0上述數學關系中 ORPset表示ORP基準值； ORP表示ORP測試(顯示)值； pHset表示pH基準值； pH表示pH計算(顯示)值； CLset表示有效氯濃度基準值； CL表示有效氯濃度計算(顯示)值； Iset表示電解電流基準值； I表示輸出的電解電流； U表示輸出的電解電壓； vset表示酸水流量； v表示入水總流量； f表示NaCl的濃度(鹽水脈沖泵頻率)； k表示比例系數； (2)測量并記錄數據 先通過手動調節氧化電位水生成器的入水的流量、NaCl的濃度和NaCl的添加量、電解電壓和電解電流，用pH計和ORP測定儀測量酸水的pH值和ORP值，再用綜合滴定法測量酸水的有效氯濃度，直至酸水的pH值在2.2～2.7之間、ORP值在1130～1230之間、有效氯濃度在30～80之間為止，記錄包括有效氯濃度、pH、ORP、電解電壓、電解電流、流量數據，并將這些數據作為基準數據存儲； (3)實時檢測工作過程中氧化電位水生成器的ORP、電解電壓、電解電流、流量和溫度數據，根據建立的式(1)、式(2)、式(3)計算出pH和有效氯濃度，再根據ORP、pH和有效氯濃度與保存的基準數據的差值按照式(4)、(5)式調節電解電流或電壓。 本專利技術相比現有技術的主要優點在于可以實時監測出水的ORP，pH和有效氯濃度；當由于單一因素的微小波動而導致出水指標發生變化時，可以通過其它因素的綜合調節來達到維持出水指標穩定的目標。 附圖說明 圖1為本專利技術建立數學模型的拓撲結構圖； 圖2為本專利技術推算pH和有效氯濃度的過程框圖； 圖3為本專利技術反饋控制框圖； 圖4為本專利技術控制原理圖； 圖5為本專利技術控制程序流程圖 具體實施例方式 參見附圖1～3所示，該種對氧化電位水生成器進行智能化控制的方法，其步驟是 (1)對氧化電位水的各項指標建立相應的數學表達式 經過大量的實驗，建立鹽水脈沖泵頻率(F)、電解電壓(U)、電解電流(I)、入水流量(v)和溫度(T)與ORP、pH和有效氯濃度之間的映射關系，通過數據分析及擬和方法，借助常用的模糊推理規則建立以下相應的數學模型式(1)、(2)、(3)的和神經網絡學模型(4)、(5) 1.1通過實驗數據得到氧化電位水pH和ORP、電解電壓、電解電流、流量、NaCl的濃度之間的數學關系，如下所示 1.2通過實驗數據得到氧化電位水有效氯濃度CL和ORP、電解電壓、電解電流、流量、NaCl的濃度之間的數學關系，如下所示 1.3通過實驗數據得到氧化電位水ORP和電解電壓、電解電流、NaCl的濃度之間的數學關系，如下所示 1.4建立電解電壓、電解電流與ORP、pH、有效氯濃度和它們各自基準之間偏差的數學關系，如下下式； IIset+A×(ORPset-ORP) +B(CLset-CL) +C(pHset-pH)……………(4) 其中1≤k≤3.0；0.5≤A≤3.0；-1≤B≤2.0；-0.5≤C≤1.0 上述數學關系中 ORPset表示ORP基準值； ORP表示ORP測試(顯示)值； pHset表示pH基準值； pH表示pH計算(顯示)值； CLset表示有效氯濃度基準值； CL表示有效氯濃度計算(顯示)值； Iset表示電解電流基準值； I表示輸出的電解電流； U表示輸出的電解電壓； vset表示酸水流量； v表示入水總流量； f表示NaCl的濃度(鹽水脈沖泵頻率)； k表示比例系數； (2)測量并記錄數據 先通過手動調節氧化電位水生成器的入水的流量、NaCl的濃度和NaCl的添加量、電解電壓和電解電流，用pH計和ORP測定儀測量酸水的pH值和ORP值，再用綜合滴定法測量酸水的有效氯濃度，直至酸水的pH值在2.2～2.7之間、ORP值在1130～1230之間、有效氯濃度在30～80之間為止，記錄包括有效氯濃度、pH、ORP、電解電壓、電解電流、流量數據，并將這些數據作為基準數據存儲； (3)實時檢測工作過程中氧化電位水生成器的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種對氧化電位水生成器進行智能化控制的方法，其特征在于：該方法的步驟是：（１）對氧化電位水的各項指標建立相應的數學表達式：１．１通過實驗數據得到氧化電位水ｐＨ和ＯＲＰ、電解電壓、電解電流、流量、ＮａＣｌ的濃度之間的數學關系，如下所示：ｐＨ＝ｐＨ↓［ｓｅｔ］＋｜（ＯＲＰ↓［ｓｅｔ］×１００／ＯＲＰ＋Ｉ↓［ｓｅｔ］×１００／Ｉ＋ｖ↓［ｓｅｔ］×２／ｖ×ｆ－Ｕ↓［ｓｅｔ］／Ｕ－２００）｜………（１）１．２通過實驗數據得到氧化電位水有效氯濃度ＣＬ和ＯＲＰ、電解電壓、電解電流、流量、ＮａＣｌ的濃度之間的數學關系，如下所示：＊＊＊………………（２）１．３通過實驗數據得到氧化電位水ＯＲＰ和電解電壓、電解電流、ＮａＣｌ的濃度之間的數學關系，如下所示：＊＊＊………（３）１．４建立電解電壓、電解電流與ＯＲＰ、ｐＨ、有效氯濃度和它們各自基準之間偏差的數學關系，如下下式；ＩＩ↓［ｓｅｔ］＋Ａ×（ＯＲＰ↓［ｓｅｔ］－ＯＲＰ）＋Ｂ（ＣＬ↓［ｓｅｔ］－ＣＬ）＋Ｃ（ｐＨ↓［ｓｅｔ］－ｐＨ）……………（４）Ｕｋ×｛Ｉ↓［ｓｅｔ］＋Ａ×（ＯＲＰ↓［ｓｅｔ］－ＯＲＰ）＋Ｂ（ＣＬ↓［ｓｅｔ］－ＣＬ）＋Ｃ（ｐＨ↓［ｓｅｔ］－ｐＨ）×ｖ↓［ｓｅｔ］×２／ｖ×ｆ………………………（５）其中：１≤ｋ≤３．０；０．５≤Ａ≤３．０；－１≤Ｂ≤２．０；－０．５≤Ｃ≤１．０上述數學關系中：ＯＲＰ↓［ｓｅｔ］表示ＯＲＰ基準值；ＯＲＰ表示ＯＲＰ測試（顯示）值；ｐＨ↓［ｓｅｔ］表示ｐＨ基準值；ｐＨ表示ｐＨ計算（顯示）值；ＣＬ↓［ｓｅｔ］表示有效氯濃度基準值；ＣＬ表示有效氯濃度計算（顯示）值；Ｉ↓［ｓｅｔ］表示電解電流基準值；Ｉ表示輸出的電解電流；Ｕ表示輸出的電解電壓；ｖ↓［ｓｅｔ］表示酸水流量；ｖ表示入水總流量；ｆ表示ＮａＣｌ的濃度（鹽水脈沖泵頻率）；ｋ表示比例系數；（２）測量并記錄數據：先通過手動調節氧化電位水生成器的入水的流量、ＮａＣｌ的濃度和ＮａＣｌ的添加量、電解電壓和電解電流，用ｐＨ計和ＯＲＰ測定儀測量酸水的ｐＨ值和ＯＲＰ值，再用綜合滴定法測量酸水的有效氯濃度，直至酸水的ｐＨ值在２．２～２．７之間、ＯＲＰ值在１１３０～１２３０之間、有效氯濃度在３０～８０之間為止，記錄包括有效氯濃度、ｐＨ、ＯＲＰ、電解電壓、電解電流、流量數據，并將這些數據作為基準數據存儲；（３）實時檢測工作過程中氧化電位水生成器的ＯＲＰ、電解電壓、電解電流、流量和溫度數據，根據建立的式（１）、式（...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：孔祥兵，張敦杰，
申請(專利權)人：張敦杰，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]