專利名稱：紫外消解法水質總氮在線監(jiān)測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于在線監(jiān)測儀技術領域，具體是涉及一種適用于水質中總氮含量的紫外消解法水質總氮在線監(jiān)測儀。
背景技術：
總氮包括溶液中所有含氮化合物，即亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、無機鹽氮、溶解態(tài)氮及大部分有機含氮化合物中的氮的總和?？偟袑θ梭w危害最大的是亞硝酸鹽氮，當水中的亞硝酸鹽氮過高，飲用此水將和蛋白質結合形成亞硝胺，是一種強致癌物質，長期飲用對身體極為不利。氨氮在厭氧條件下，也會轉化為亞硝酸鹽氮，飲用水中硝酸鹽氮在人體內經硝酸還原菌作用后被還原為亞硝酸鹽氮，毒性將擴大為硝酸鹽毒性的11倍，主要影響血紅蛋白攜帶氧的能力，使人體出現窒息現象?？偟欠从乘w富營養(yǎng)化的主要指標。太湖水污染事件的發(fā)生，讓監(jiān)管部門重新認識到了總氮的危害性?？偟恳?升水樣中氮的實際含量來表示，單位為mg/L。它反映了水被污染的程度，含量越大，說明水體受污染越嚴重。為了實現對水質中的總氮含量進行控制，國際和國內根據不同的水質分別制定了不同的標準。檢測總氮的分析方法為化學法。化學法有分光光度法和滴定法，滴定法一般用于實驗室分析并不適用于現場測量分析，并且不能在線分析數據。常規(guī)的在線化學法需要長達30—40分鐘的消解過程，使得總氮的測定耗時耗能，不適合實時在線監(jiān)測。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種能夠準確快速監(jiān)測水中總氮濃度的紫外消解法水質總氮在線監(jiān)測儀，實現實時在線監(jiān)測的目的，其監(jiān)測精度可滿足國家環(huán)保局提出的對各類水中總氮濃度的監(jiān)測要求。本實用新型解決了對水中總氮的準確而快速的在線監(jiān)測問題，并適用于各種不同類型的水質。本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的一種紫外消解法水質總氮在線監(jiān)測儀，包括嵌入式控制系統(tǒng)和依次管路連接的取樣泵系統(tǒng)、定量系統(tǒng)、 多通道進樣系統(tǒng)和紫外消解與檢測系統(tǒng)；所述嵌入式控制系統(tǒng)內預設控制程序，控制取樣泵系統(tǒng)、定量系統(tǒng)、多通道進樣系統(tǒng)和紫外消解與檢測系統(tǒng)工作，所述取樣泵系統(tǒng)和定量系統(tǒng)定量取樣后，待測水樣經多通道進樣系統(tǒng)進入紫外消解與檢測系統(tǒng)，在紫外消解與檢測系統(tǒng)中待測水樣經紫外燈的照射加快將氮進行價態(tài)統(tǒng)一的消解反應，并進行總氮的在線檢測。作為優(yōu)選，所述取樣泵系統(tǒng)的取樣泵與定量系統(tǒng)中的定量管之間經緩沖管路相連接。這種連接方式可以保證化學試劑自由進出定量管的同時不會進入到取樣泵系統(tǒng)，從而保護了取樣泵不會受到試劑的污染而損壞。作為優(yōu)選，所述取樣泵系統(tǒng)的取樣泵為蠕動泵或注射泵，取樣泵可以正反轉動并能使定量管中產生負壓或正壓。[0008]作為優(yōu)選，所述定量系統(tǒng)中的定量管上設有用于定量的若干配對使用的光源和光接收器。光源和光接收器成對出現，且光源和光接收器的對數和所需要定量的體積數一一對應。通過待定量溶液在定量管中流動時使光源發(fā)射到光接收器的光強發(fā)生變化來確定溶液是否繼續(xù)流動還是靜止，從而確定溶液的體積。
作為優(yōu)選，所述多通道進樣系統(tǒng)包括多通道模塊，多通道模塊的各個通道上均經由管路連接有電磁閥。電磁閥與多通道模塊沒有一體設計，兩者之間通過管路連接，這樣做的好處是任何一個通道上的電磁閥損壞了可單獨更換且不影響其他通道上的電磁閥使用， 以便降低用戶維護成本。作為優(yōu)選，所述的多通道進樣系統(tǒng)中，多通道模塊經電磁閥選擇性啟閉第一標準液管路、第二標準液管路、第一試劑管路、第二試劑管路、廢液管路、第三試劑管路、第四試劑管路和待測水樣管路。作為優(yōu)選，所述的紫外消解與檢測系統(tǒng)為一個密閉裝置，包括消解池，消解池兩端設有上下壓塊，消解池外面設有至少兩個紫外燈，消解池的一側設有檢測光源，與檢測光源相對地在消解池的另一側設有光檢測器。作為優(yōu)選，所述的紫外消解與檢測系統(tǒng)中，消解池的下部設有溫控裝置。作為優(yōu)選，所述的紫外消解與檢測系統(tǒng)包括消解池，消解池與廢液管路間通過多通道模塊選擇性啟閉管路連通，當檢測系統(tǒng)檢測完畢后，多通道模塊開啟消解池與廢液管路的管路連通排出廢液。紫外消解與檢測系統(tǒng)是一個既能進行紫外消解同時又能進行光學檢測的裝置，該裝置是一個密閉體，包括上下壓塊、紫外燈、消解池、光檢測器、檢測光源、溫控裝置等，其中上下壓塊用于封閉消解池，紫外燈是負責產生照射到消解池內紫外光的光源，紫外燈的數量至少兩個，檢測光源負責產生檢測水樣中總氮含量的光源，光檢測器負責感應檢測光源的強度，根據光強度的變化計算水樣中總氮的含量，溫控裝置負責加熱消解池到一定的溫度，以便進行相應的化學反應。由于水中不同價態(tài)的氮離子易與其他的陰離子形成螯合物或絡合物，這些物質容易降低化學氧化還原反應的速度，從而使總氮在進行檢測之前的價態(tài)統(tǒng)一需要消耗很長的時間。本實用新型通過紫外消解法來實現水樣化學消解，加入紫外光的照射可以大大加快進行價態(tài)統(tǒng)一的消解反應的速度，從而提高了總氮在線檢測的實時性，同時降低了設備對能源的消耗。本實用新型通過化學氧化還原的方式將水中所有形態(tài)的氮統(tǒng)一成一種價態(tài)再進行測定，解決了有機物與氮絡合后影響測定準確度的問題。本實用新型多通道取樣系統(tǒng)中多通道模塊與電磁閥分開不成一體的方式來進行通道選擇，這種方法解決了一旦某個通道上的電磁閥損壞后可通過簡單更換的方式來恢復系統(tǒng)的正常運行，比整體更換多通道取樣系統(tǒng)節(jié)約了成本和降低了勞動強度。本實用新型取樣泵系統(tǒng)與定量系統(tǒng)之間不是直接連成一體的，而是通過一段緩沖管路來連接，這種連接方式在保證化學試劑自由進出定量系統(tǒng)的同時不會進入到取樣泵系統(tǒng)，從而保護了取樣泵不會受到試劑的污染而損壞。本實用新型紫外消解與檢測系統(tǒng)中的消解池是同時進行消解反應和檢測的場所， 消解池外壁纏繞著溫控裝置中加熱絲和感溫元件，消解池的兩端通過電磁的通斷來實現上下壓塊密封和開啟消解池，從而保證了化學試劑可以自由進出消解池。
圖1是本實用新型的一種管路結構示意圖；圖2是本實用新型的一種原理結構示意圖。
具體實施方式
下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。實施例參看圖1和圖2，本實用新型包括嵌入式控制系統(tǒng)和依次管路連接的取樣泵系統(tǒng)、定量系統(tǒng)、多通道進樣系統(tǒng)和紫外消解與檢測系統(tǒng)，其中嵌入式控制系統(tǒng)內預設控制程序，控制取樣泵系統(tǒng)、定量系統(tǒng)、多通道進樣系統(tǒng)和紫外消解與檢測系統(tǒng)工作，取樣泵系統(tǒng)和定量系統(tǒng)定量取樣后，待測水樣經多通道進樣系統(tǒng)進入紫外消解與檢測系統(tǒng)，在紫外消解與檢測系統(tǒng)中待測水樣經紫外燈的照射加快將氮進行價態(tài)統(tǒng)一的消解反應，并進行總氮的在線檢測。取樣泵系統(tǒng)的取樣泵1為蠕動泵或注射泵，可以正反轉動并能使定量管中產生負壓或正壓，取樣泵1與定量系統(tǒng)中的定量管3之間經緩沖管路2相連接。定量管 3上設有用于定量的若干配對使用的光源4和光接收器7，光源和光接收器成對出現，且光源和光接收器的對數和所需要定量的體積數一一對應，通過待定量溶液在定量管中流動時使光源發(fā)射到光接收器的光強發(fā)生變化來確定溶液是否繼續(xù)流動還是靜止，從而確定溶液的體積。多通道進樣系統(tǒng)包括多通道模塊5，多通道模塊5的各個通道上均經由管路連接有電磁閥6，多通道模塊5經電磁閥6選擇性啟閉第一標準液管路14、第二標準液管路15、第一試劑管路16、第二試劑管路17、廢液管路18、第三試劑管路19、第四試劑管路20和待測水樣管路21。紫外消解與檢測系統(tǒng)為一個密閉裝置，包括消解池10，消解池10兩端設有上下壓塊8，消解池10外面設有至少兩個紫外燈9，消解池10的一側設有檢測光源12，與檢測光源12相對地在消解池10的另一側設有光檢測器11，消解池10的下部設有溫控裝置13， 消解池10與廢液管路18間通過多通道模塊5選擇性啟閉管路連通，當檢測系統(tǒng)檢測完畢后，多通道模塊5開啟消解池10與廢液管路18的管路連通排出廢液。本實用新型的工作原理如下取樣泵系統(tǒng)產生負壓，將經過簡單過濾處理的水樣經由電磁閥和多通道模塊吸入定量管中，根據水樣通過光源與光接收器之間的管路時光信號產生的變化來感知水樣到達的位置，進而實現水樣的定量量取，定量完成后取樣泵系統(tǒng)產生正壓，將水樣經由多通道模塊和電磁閥推入到紫外消解與檢測系統(tǒng)中的消解池內；接著利用同樣的方法將第一試劑也取入消解池內，然后由溫控裝置開始對消解池進行加熱， 同時紫外光照射消解池加快消解反應進行，通過3—10分鐘的消解反應后開始降溫，然后將第二試劑、第三試劑分別也取入消解池內，隨后開始進行光學檢測，根據光檢測器的信號強度來測量水中總氮的含量。在檢測實際水樣前先分別按上述流程將第一標準液和第二標準液分別代替水樣進行測量，用來計算校正系數。所有的上述測量過程均有嵌入式控制系統(tǒng)來自動控制完成，同時嵌入式控制系統(tǒng)提供了人機對話窗口，通過鍵盤、鼠標或觸摸屏來實現總氮在線監(jiān)測儀的系統(tǒng)配置和測量過程中的參數配置，從而實現無人值守下的總氮在線監(jiān)測儀的全自動可靠運行。最后，應當指出，以上實施例僅是本實用新型較有代表性的例子。顯然，本實用新型不限于上述實施 例，還可以有許多變形。凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應認為屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種紫外消解法水質總氮在線監(jiān)測儀，其特征在于所述監(jiān)測儀包括嵌入式控制系統(tǒng)和依次管路連接的取樣泵系統(tǒng)、定量系統(tǒng)、多通道進樣系統(tǒng)和紫外消解與檢測系統(tǒng)；所述嵌入式控制系統(tǒng)內預設控制程序，控制取樣泵系統(tǒng)、定量系統(tǒng)、多通道進樣系統(tǒng)和紫外消解與檢測系統(tǒng)工作，所述取樣泵系統(tǒng)和定量系統(tǒng)定量取樣后，待測水樣經多通道進樣系統(tǒng)進入紫外消解與檢測系統(tǒng)，在紫外消解與檢測系統(tǒng)中待測水樣經紫外燈的照射加快將氮進行價態(tài)統(tǒng)一的消解反應，并進行總氮的在線檢測。
2.根據權利要求1所述紫外消解法水質總氮在線監(jiān)測儀，其特征在于所述取樣泵系統(tǒng)的取樣泵(1)與定量系統(tǒng)中的定量管(3)之間經緩沖管路(2)相連接。
3.根據權利要求2所述紫外消解法水質總氮在線監(jiān)測儀，其特征在于所述取樣泵系統(tǒng)的取樣泵(1)為蠕動泵或注射泵。
4.根據權利要求2所述紫外消解法水質總氮在線監(jiān)測儀，其特征在于所述定量系統(tǒng)中的定量管(3 )上設有用于定量的若干配對使用的光源(4 )和光接收器(7 )。
5.根據權利要求1所述紫外消解法水質總氮在線監(jiān)測儀，其特征在于所述的多通道進樣系統(tǒng)包括多通道模塊(5 )，多通道模塊(5 )的各個通道上均經由管路連接有電磁閥(6 )。
6.根據權利要求5所述紫外消解法水質總氮在線監(jiān)測儀，其特征在于所述的多通道進樣系統(tǒng)中，多通道模塊(5)經電磁閥(6)選擇性啟閉第一標準液管路(14)、第二標準液管路 (15)、第一試劑管路(16)、第二試劑管路(17)、廢液管路(18)、第三試劑管路(19)、第四試劑管路(20 )和待測水樣管路(21)。
7.根據權利要求1所述紫外消解法水質總氮在線監(jiān)測儀，其特征在于所述的紫外消解與檢測系統(tǒng)為一個密閉裝置，包括消解池(10)，消解池(10)兩端設有上下壓塊(8)，消解池(10)外面設有至少兩個紫外燈(9)，消解池(10)的一側設有檢測光源(12)，與檢測光源 (12)相對地在消解池(10)的另一側設有光檢測器(11 )。
8.根據權利要求1或7所述紫外消解法水質總氮在線監(jiān)測儀，其特征在于所述的紫外消解與檢測系統(tǒng)中，消解池(10)的下部設有溫控裝置(13)。
9.根據權利要求7所述紫外消解法水質總氮在線監(jiān)測儀，其特征在于所述消解池(10) 與廢液管路(18)間通過多通道模塊(5)選擇性啟閉管路連通，當檢測系統(tǒng)檢測完畢后，多通道模塊(5)開啟消解池(10)與廢液管路(18)的管路連通排出廢液。
10.根據權利要求8所述紫外消解法水質總氮在線監(jiān)測儀，其特征在于所述消解池 (10)與廢液管路(18)間通過多通道模塊(5)選擇性啟閉管路連通，當檢測系統(tǒng)檢測完畢后，多通道模塊(5)開啟消解池(10)與廢液管路(18)的管路連通排出廢液。
專利摘要一種紫外消解法水質總氮在線監(jiān)測儀，包括嵌入式控制系統(tǒng)和依次管路連接的取樣泵系統(tǒng)、定量系統(tǒng)、多通道進樣系統(tǒng)和紫外消解與檢測系統(tǒng)；所述嵌入式控制系統(tǒng)內預設控制程序，控制取樣泵系統(tǒng)、定量系統(tǒng)、多通道進樣系統(tǒng)和紫外消解與檢測系統(tǒng)工作，所述取樣泵系統(tǒng)和定量系統(tǒng)定量取樣后，待測水樣經多通道進樣系統(tǒng)進入紫外消解與檢測系統(tǒng)，在紫外消解與檢測系統(tǒng)中待測水樣經紫外燈的照射加快將氮進行價態(tài)統(tǒng)一的消解反應，并進行總氮的在線檢測。本實用新型加入紫外光的照射可以大大加快進行價態(tài)統(tǒng)一的消解反應的速度，提高了總氮在線檢測的實時性，降低了設備對能源的消耗，價態(tài)統(tǒng)一后再進行測定解決了有機物與氮絡合后影響測定準確度的問題。
文檔編號G01N35/10GK202057663SQ201120128488
公開日2011年11月30日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權日2011年4月27日
發(fā)明者王磊 申請人:杭州慕迪科技有限公司