專(zhuān)利名稱(chēng)：化學(xué)需氧量檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
化學(xué)需氧量檢測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及液體分析檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種化學(xué)需氧量檢測(cè)裝置。
技術(shù)背景[0002]水質(zhì)化學(xué)需氧量(COD)是我國(guó)頒布的環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)之一，它反映了水體受還原性物質(zhì)污染的程度。水中有機(jī)物和還原性物質(zhì)被化學(xué)氧化劑氧化所消耗的氧化劑量，折算成每升水樣消耗氧的毫克數(shù)，用mg/L表示。由于有機(jī)物是主要的還原性污染物，所以化學(xué)需氧量(COD)可作為衡量水質(zhì)受有機(jī)物污染程度的綜合指標(biāo)，被廣泛地應(yīng)用于污水中有機(jī)物含量的測(cè)定，是評(píng)價(jià)水體污染程度的重要參數(shù)。[0003]目前化學(xué)需氧量的測(cè)量主要是基于重鉻酸鹽法，以重鉻酸鉀為氧化劑，硫酸銀為催化劑，硫酸汞為氯離子的掩蔽劑，在高溫高壓下反應(yīng)，使六價(jià)鉻離子被還原成三價(jià)鉻離子，冷卻后通過(guò)光電比色法檢測(cè)三價(jià)鉻離子的吸光度，根據(jù)朗伯比爾定律計(jì)算出水樣的化學(xué)需氧量值。然而，影響化學(xué)需氧量測(cè)量精度的因素很多，容易受到環(huán)境光、水體的色度、消解管的污染、加藥的精度、光電器件的溫漂、噪聲等因素的影響。[0004]現(xiàn)有技術(shù)基于重鉻酸鹽法，對(duì)于高濃度化學(xué)需氧量和寬量程的化學(xué)需氧量的測(cè)量，只采用調(diào)制的恒流光源驅(qū)動(dòng)方式難以獲得高的分辨率和測(cè)量精度。由于上述方法采用的是調(diào)制的恒流光源驅(qū)動(dòng)方式，入射光的強(qiáng)度是恒定的，對(duì)于寬量程的化學(xué)需氧量的測(cè)量， Img的化學(xué)需氧量對(duì)應(yīng)的信號(hào)分度值很小，對(duì)于高量程的化學(xué)需氧量的測(cè)量，對(duì)應(yīng)的信號(hào)值很小，從而影響了測(cè)量的分辨率和測(cè)量精度。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種化學(xué)需氧量檢測(cè)裝置，可以提高化學(xué)需氧量的測(cè)量分辨率和測(cè)量精度，提高信噪比。[0006]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的[0007]化學(xué)需氧量檢測(cè)裝置，包括消解器、光源、光源驅(qū)動(dòng)電路、光檢測(cè)器和信號(hào)處理電路，所述光源與光檢測(cè)器相對(duì)設(shè)置于消解器兩側(cè)，所述信號(hào)處理電路包括[0008]信號(hào)調(diào)理電路，對(duì)光檢測(cè)器輸出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理后輸出到處理器；[0009]處理器，對(duì)調(diào)理后的信號(hào)進(jìn)行處理，獲得與被測(cè)溶液濃度相適應(yīng)的光強(qiáng)度，向光源驅(qū)動(dòng)電路輸出控制信號(hào)，以控制光源發(fā)出所需強(qiáng)度的光。[0010]進(jìn)一步，所述信號(hào)調(diào)理電路包括依次電連接的IV轉(zhuǎn)換電路、帶通濾波電路和低通濾波電路。[0011]本實(shí)用新型的有益效果是1、采用反饋比例調(diào)節(jié)光源驅(qū)動(dòng)的方式，可以提高化學(xué)需氧量的測(cè)量分辨率和測(cè)量精度，提高了信噪比；[0012]2、采用帶通濾波電路及其串聯(lián)的低通濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，能夠削減疊加在有效信號(hào)上的各種干擾信號(hào)；[0013]3、采用處理器可通過(guò)傅立葉算法對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理，從頻域上進(jìn)行分析，能夠提高信號(hào)的抗干擾性。[0014]本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可以從本實(shí)用新型的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本實(shí)用新型的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。


[0015]圖1示出了化學(xué)需氧量檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0016]以下將對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本實(shí)用新型，而不是為了限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。[0017]參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的化學(xué)需氧量檢測(cè)裝置，包括消解器、光源、光源驅(qū)動(dòng)電路、光檢測(cè)器和信號(hào)處理電路，所述光源與光檢測(cè)器相對(duì)設(shè)置于消解器兩側(cè)，所述信號(hào)處理電路包括[0018]信號(hào)調(diào)理電路，對(duì)光檢測(cè)器輸出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理后輸出到處理器，所述信號(hào)調(diào)理電路包括依次電連接的IV(電流/電壓)轉(zhuǎn)換電路、帶通濾波電路和低通濾波電路；[0019]處理器，所述處理器中包括傅里葉算法模塊和光源驅(qū)動(dòng)算法模塊，所述光源驅(qū)動(dòng)算法模塊對(duì)調(diào)理后的信號(hào)進(jìn)行處理，獲得與被測(cè)溶液濃度相適應(yīng)的光強(qiáng)度，傅里葉算法模塊為光源驅(qū)動(dòng)算法模塊提供反饋，處理器根據(jù)光源驅(qū)動(dòng)算法模塊的運(yùn)算結(jié)果，向光源驅(qū)動(dòng)電路輸出控制信號(hào)，以控制光源發(fā)出所需強(qiáng)度的光。[0020]本實(shí)施例的化學(xué)需氧量檢測(cè)裝置的檢測(cè)方法包括如下步驟[0021]本實(shí)施例的化學(xué)需氧量檢測(cè)方法，包括如下步驟[0022]1)光源驅(qū)動(dòng)電路控制光源輸出恒定強(qiáng)度光，消解器中被測(cè)溶液反應(yīng)前透射光強(qiáng)度 Ref ；[0023]2)消解器中被測(cè)溶液進(jìn)行重鉻酸鹽法化學(xué)需氧量反應(yīng)，反應(yīng)完成后，由信號(hào)處理電路根據(jù)反饋的光檢測(cè)器輸出信號(hào)，通過(guò)光源驅(qū)動(dòng)電路控制光源輸出光的強(qiáng)度，使光檢測(cè)器輸出的信號(hào)強(qiáng)度處于信號(hào)處理電路允許的范圍內(nèi)；[0024]3)光檢測(cè)器檢測(cè)反應(yīng)完成后的透射光強(qiáng)度Val ；[0025]4)通過(guò)下式獲得被測(cè)溶液化學(xué)需氧量的吸光度值A(chǔ)3r然后獲得對(duì)應(yīng)的水質(zhì)需氧量值[0026]Am= log(aRef/Val)；[0027]上式中，a為信號(hào)處理電路輸出的光強(qiáng)調(diào)節(jié)系數(shù)。上式的推導(dǎo)過(guò)程如下[0028]基于朗伯比爾定律，可知[0029]A = lg(l/T) = Kbc(1)[0030]其中A為吸光度；T為透射比，即透射光強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度之比；c為吸光物質(zhì)的濃度，單位mol/L ；b為吸收層厚度，單位cm ；K為固定系數(shù)。對(duì)于同一種溶液，其吸光度是恒定的。因此水體化學(xué)需氧量的吸光度值A(chǔ)31^I于系統(tǒng)總的吸光度值減去其它干擾因素的吸光度值A(chǔ)a，即如下公式[0031]A測(cè)=A總-A擾(2)[0032]測(cè)量任何濃度化學(xué)需氧量的水體反應(yīng)前信號(hào)時(shí)，保持光源輸出強(qiáng)度不變，即入射光強(qiáng)度I保持不變，得到反應(yīng)前透射光強(qiáng)度Ref，根據(jù)式(1)可以得出其它干擾因素的吸光度值Αα。[0033]Aa= lg(I/Ref)(3)[0034]而入射光的強(qiáng)度與相對(duì)應(yīng)的透射光強(qiáng)度應(yīng)成比例關(guān)系，即當(dāng)入射光強(qiáng)度變化時(shí)， 透射光強(qiáng)度也隨著比例變化，根據(jù)式(1)得到[0035]Ai6= Ig(al/Val)(4)[0036]上式中a為信號(hào)處理電路輸出的光強(qiáng)調(diào)節(jié)系數(shù)。[0037]根據(jù)式O)，將式(4)減去式(3)可得到[0038]Am= lg(aI/Val)-lg(I/Ref)(5)[0039]簡(jiǎn)化得到[0040]Asj= log(aRef/Val)(6)[0041]最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.化學(xué)需氧量檢測(cè)裝置，其特征在于包括消解器、光源、光源驅(qū)動(dòng)電路、光檢測(cè)器和信號(hào)處理電路，所述光源與光檢測(cè)器相對(duì)設(shè)置于消解器兩側(cè)，所述信號(hào)處理電路包括信號(hào)調(diào)理電路，對(duì)光檢測(cè)器輸出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理后輸出到處理器； 處理器，對(duì)調(diào)理后的信號(hào)進(jìn)行處理，向光源驅(qū)動(dòng)電路輸出控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)需氧量檢測(cè)裝置，其特征在于所述信號(hào)調(diào)理電路包括依次電連接的IV轉(zhuǎn)換電路、帶通濾波電路和低通濾波電路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及液體分析檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種化學(xué)需氧量檢測(cè)裝置，可以提高化學(xué)需氧量的測(cè)量分辨率和測(cè)量精度，提高信噪比；所述裝置包括消解器、光源、光源驅(qū)動(dòng)電路、光檢測(cè)器和信號(hào)處理電路通過(guò)光檢測(cè)器獲取的信號(hào)，獲得與被測(cè)溶液濃度相適應(yīng)的光強(qiáng)度，向光源驅(qū)動(dòng)電路輸出控制信號(hào)，以控制光源發(fā)出所需強(qiáng)度的光。
文檔編號(hào)G01N21/59GK202275050SQ20112042092
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月29日
發(fā)明者孫澤春, 寧偉杰, 黃永年 申請(qǐng)人:重慶川儀分析儀器有限公司