智能型壓感式bod測(cè)定儀的制作方法
【專利摘要】一種智能型壓感式BOD測(cè)定儀，由測(cè)定儀主機(jī)、DIP恒溫反應(yīng)瓶和壓感集成模塊組成。DIP恒溫反應(yīng)瓶通過(guò)反應(yīng)瓶限位連接座上的兩個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)接插頭及限位栓與測(cè)定儀主機(jī)連接。在測(cè)定儀主機(jī)中設(shè)置有微波傳輸模塊，獨(dú)立的數(shù)據(jù)接收器通過(guò)USB端口與PC機(jī)連接，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸及聯(lián)網(wǎng)。壓感集成模塊中集成有超穩(wěn)型壓力傳感器、微波傳輸模塊、信號(hào)處理電路和液晶屏，在外部面板上設(shè)置有操作薄膜按鍵。測(cè)定儀主機(jī)中設(shè)有九組獨(dú)立控制的電磁攪拌組件，依次位于反應(yīng)瓶限位連接座下方。該測(cè)定儀智能化高，操作簡(jiǎn)單方便直觀，擺脫了對(duì)溶解氧探頭和微生物探頭的依賴，摒除了測(cè)定結(jié)果的不穩(wěn)定因素。
【專利說(shuō)明】智能型壓感式BOD測(cè)定儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水質(zhì)污染監(jiān)測(cè)用壓感式BOD測(cè)定儀，特別是一種智能型壓感式BOD測(cè)定儀。屬于環(huán)境水污染監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)、科技的進(jìn)步和快速發(fā)展，影響人類生存環(huán)境的各種環(huán)保類問(wèn)題，已引起了世界各國(guó)的重視。化工、印染、制造等工業(yè)廢水和人們?nèi)粘５纳钗鬯欧?，直接影響到了地表水和地下水資源。這些都關(guān)系著人類的健康和動(dòng)植物的生存。我們知道在工業(yè)和生活廢水中存在著種類繁多的有機(jī)污染物，要單獨(dú)測(cè)定其中某一成分的含量是非常困難的。然而，這些有機(jī)污染物對(duì)周圍環(huán)境的危害在于，氧化反應(yīng)過(guò)程中會(huì)對(duì)水中的氧氣進(jìn)行消耗，引起水體缺氧失去本身的自凈能力。故在實(shí)際應(yīng)用中都以消耗氧量來(lái)表示水體受有機(jī)物污染的程度。
[0003]生物化學(xué)需氧量(Biochemical Oxygen Demang,BOD)是一種表示有機(jī)物污染程度及衡量生化處理過(guò)程中凈化效率的綜合性指標(biāo)，代表了水體中有機(jī)物在微生物氧化作用下所消耗的溶解氧量(通常以mg/L或ppm為單位)。自1913年由英國(guó)皇家污水處理委員會(huì)正式確定以來(lái)，在水質(zhì)評(píng)價(jià)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)水體的環(huán)境保護(hù)具有重要意義。水體中有機(jī)物含量多，消耗的溶解氧就多，生化需氧量也就高。通常有機(jī)物質(zhì)的生物化學(xué)氧化反應(yīng)分為兩個(gè)階段:第一階段為碳?xì)浠衔镅趸癁槎趸己退Q為碳化階段，在20°C條件下需要20天，但在第5天時(shí)可達(dá)68%左右；第二階段是氨被氧化為亞硝酸鹽及硝酸鹽，稱為硝化階段，欲達(dá)到完全穩(wěn)定狀態(tài)，在20°C時(shí)需100天左右。因時(shí)間比較長(zhǎng)，除長(zhǎng)期研究工作外，無(wú)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。1936年由美國(guó)公共衛(wèi)生組織協(xié)會(huì)，將20°C五日生化需氧量稀釋法作為標(biāo)準(zhǔn)方法沿用至今。
[0004]在此期間，國(guó)內(nèi)外同行業(yè)中的科研單位和企業(yè)技術(shù)人員，在不斷地研究和探索過(guò)程中，對(duì)BOD的檢測(cè)方法進(jìn)行了改進(jìn)。迄今為止有:稀釋接種法、瓦勃呼吸法、短日時(shí)法、電呼吸計(jì)法、高溫法、活性污泥曝氣降解法、空氣壓差法、相關(guān)系數(shù)估算法和微生物傳感器法等。這些測(cè)定方法中大部分因技術(shù)、方法、材料等問(wèn)題的限制，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果不可靠，最終沒(méi)能推廣普及。通過(guò)大量的業(yè)內(nèi)市場(chǎng)調(diào)查，目前BOD測(cè)定儀最常用到的方法有:稀釋接種法、微生物傳感器法和壓差法。
[0005]我國(guó)環(huán)境保護(hù)部在2009年10月20日，頒布了最新的中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)HJ 505-2009《水質(zhì)五日生化需氧量(B0D5)的測(cè)定稀釋與接種法》，將稀釋接種法作為標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)內(nèi)進(jìn)行普及，但未做強(qiáng)制推廣。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)的要求，水樣在測(cè)定前必須先根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)預(yù)處理，環(huán)節(jié)有:PH調(diào)節(jié)、去除余氯、水樣均質(zhì)及篩濾、調(diào)節(jié)含鹽量、曝氣等，對(duì)于一些特殊水樣還需要進(jìn)行稀釋和接種處理。最后，要將水樣密封在溶解氧瓶中，在(20±1)°C的恒溫箱中培養(yǎng)5d+4h，在該過(guò)程中，需要測(cè)定出水樣培養(yǎng)前、后的溶解氧質(zhì)量濃度，通過(guò)培養(yǎng)前后的溶解氧濃度偏差，計(jì)算出水樣的BOD結(jié)果。
[0006]依附該方法和原理改進(jìn)的現(xiàn)有技術(shù)中，在中國(guó)實(shí)用新型專利說(shuō)明書CNU中公開(kāi)了一種反應(yīng)器式BOD快速測(cè)定儀，該測(cè)定儀含有控制裝置、測(cè)量室、采樣室、增氧泵、升降機(jī)構(gòu)、微生物網(wǎng)籠等，通過(guò)升降及吊桿機(jī)構(gòu)組合，對(duì)溶解氧的精度要求低，測(cè)量范圍大，測(cè)定時(shí)間短。在中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)說(shuō)明書CN 102262123 A中也公開(kāi)了一種反應(yīng)器式生物傳感器BOD快速測(cè)定儀，采用集成控制系統(tǒng)與進(jìn)出液控制系統(tǒng)結(jié)合，用計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)將溫度探頭、液位探頭、電極等進(jìn)行集成控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理控制。精確控制反應(yīng)器中的溫度，使微生物的活性保持在同一水平線上進(jìn)水與出水和曝氣。反應(yīng)階段所消耗的溶解氧就可以控制在同一數(shù)量上，攪拌與曝氣使水中的溶解氧達(dá)到平衡。顆粒與微生物反應(yīng)消耗水中的溶解氧，通過(guò)測(cè)定出溶解氧前后差值進(jìn)一步測(cè)量出對(duì)應(yīng)的BOD值，能自動(dòng)顯示測(cè)量的BOD值。
[0007]這兩種反應(yīng)器式BOD測(cè)定儀的特點(diǎn)是，都用自控系統(tǒng)代替了繁瑣的操作工序，卻忽略簡(jiǎn)化了基礎(chǔ)原理中，要求對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理的環(huán)節(jié)。用固定化微生物顆粒及流量控制系統(tǒng)，代替了稀釋和接種流程，卻忽略了微生物菌種對(duì)各類不同廢水的分解和適應(yīng)能力。都設(shè)置了反應(yīng)器(測(cè)量室)卻因技術(shù)局限，改變了恒溫培養(yǎng)的條件，提供了一個(gè)高于室溫的培養(yǎng)環(huán)境，無(wú)法使水樣在要求的(20±1) °C的恒溫條件下活性分解，以此來(lái)縮短測(cè)量時(shí)間，導(dǎo)致無(wú)法正常完成生物碳化過(guò)程。最關(guān)鍵的是完全依賴于溶解氧電極的測(cè)定結(jié)果，探頭校準(zhǔn)繁瑣、開(kāi)環(huán)流程、可靠性不高，從而不能穩(wěn)定真實(shí)的反應(yīng)水樣的BOD濃度。
[0008]隨著科技的進(jìn)步，微電子學(xué)、材料科學(xué)和生物技術(shù)的快速發(fā)展，微生物傳感器便運(yùn)用而生了。它是一種由固定微生物細(xì)胞的生物膜與電化學(xué)裝置結(jié)合成新型傳感器。適用范圍廣泛，種類已達(dá)六七十種，分別應(yīng)用于食品與發(fā)酵工業(yè)、生物工程、醫(yī)學(xué)和環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。自1977年Karube使用活性污泥混合菌制出第一支BOD傳感器至今，已報(bào)道針對(duì)不同水質(zhì)的BOD傳感器已有數(shù)十種。其中最有影響的是日本人Shuichi Suzuki發(fā)明的生物膜BOD快速測(cè)定法，可在30分鐘內(nèi)快速檢測(cè)BOD濃度，并且操作過(guò)程非常簡(jiǎn)單。
[0009]我國(guó)環(huán)境保護(hù)總局于2002年I月29日，頒布了中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HJ/T 86-2002《水質(zhì)生化需氧量(BOD)的測(cè)定微生物傳感器快速測(cè)定法》，正式推廣該方法。這種生物傳感器法因其能快速的檢測(cè)出BOD結(jié)果，得到了快速的推廣和應(yīng)用。原理是以微生物作為識(shí)別材料，當(dāng)樣品進(jìn)入測(cè)量室時(shí)，水樣中的有機(jī)物與微生物接觸并被微生物分解。微生物在分解有機(jī)物的過(guò)程中會(huì)消耗水中的溶解氧，導(dǎo)致溶解氧濃度降低，利用相應(yīng)的電化學(xué)裝置作為換能器(氧電極)檢測(cè)溶解氧的變化，這一信號(hào)變化的大小與樣品中BOD濃度存在一定線性關(guān)系，通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，可以換算出水樣的BOD值。
[0010]近些年來(lái)圍繞微生物傳感器法，派生出了種類繁多的各類快速測(cè)定法，中國(guó)實(shí)用新型專利說(shuō)明書CN 201508344 U中公開(kāi)了一種BOD測(cè)定儀，依次設(shè)置有電極、電極外殼、微生物膜、流通池、初液嘴和進(jìn)液嘴。采用微生物電極法進(jìn)行檢測(cè)，原理基于微生物對(duì)有機(jī)物的耗氧代謝，測(cè)定BOD只涉及到初始氧化速率?？稍?0-15分鐘內(nèi)完成一個(gè)樣品的測(cè)定。此類方法從其發(fā)展和應(yīng)用效果來(lái)看，曝露出相當(dāng)大的問(wèn)題，微生物傳感器就像一個(gè)瓶頸，制約著該方法的普及使用。第一，受生物膜固化技術(shù)和生產(chǎn)工藝的約束，生物膜上固化的微生物品種和數(shù)量有限，在實(shí)際應(yīng)用中常遇到各種類型的污水樣品，很容易會(huì)出現(xiàn)超出固化微生物所能分解的有機(jī)物成分，從而造成適用范圍小，結(jié)果不可靠、偏差較大、重現(xiàn)性差等一系列問(wèn)題。第二，固定與溶氧電極膜上的微生物的活性會(huì)隨時(shí)間而變化，因此經(jīng)常需要更換、活化和校正。第三，當(dāng)樣品中的有機(jī)物濃度超過(guò)一定范圍時(shí)，膜上固定微生物的氧氣消耗速率便不再增加，達(dá)到飽和，導(dǎo)致測(cè)量范圍較窄。第四，生物膜本身的性質(zhì)對(duì)于測(cè)試結(jié)果也有相當(dāng)大的影響，如膜的厚度，內(nèi)部孔徑等。第五，廢水中常見(jiàn)的各種重金屬、懸浮物和游離氯對(duì)測(cè)定均有較大干擾。部分污水甚至可直接殺死生物膜中的微生物，導(dǎo)致無(wú)法使用。
[0011]測(cè)定BOD指標(biāo)還有一種方法就是壓差分析法，指在一定溫度環(huán)境下，通過(guò)測(cè)定BOD培養(yǎng)瓶中，微生物氧化分解有機(jī)物時(shí)消耗的氧氣，所形成的負(fù)壓壓降值，根據(jù)該壓降值換算出水樣中的BOD濃度。分析原理是:將水樣及接種液按照要求比例混合加入培養(yǎng)瓶中，培養(yǎng)瓶與壓力檢測(cè)儀之間密封連接，用壓力儀檢測(cè)培養(yǎng)瓶中的壓力變化。分析開(kāi)始時(shí)，培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)空氣中的氧氣與培養(yǎng)液中溶解氧處于平衡狀態(tài)，當(dāng)微生物氧化分解水樣中的有機(jī)物時(shí)開(kāi)始消耗水中的溶解氧，瓶中空氣的氧與培養(yǎng)液中溶解氧的平衡被打破，空氣中氧氣向液體中擴(kuò)散溶解，空氣中的氧氣分壓下降，檢測(cè)儀的讀數(shù)越大說(shuō)明BOD值越高。另外，微生物在氧化分解水體中有機(jī)物的過(guò)程中，會(huì)釋放出二氧化碳進(jìn)入培養(yǎng)瓶上部空氣中，通常在培養(yǎng)瓶上部放置一個(gè)吸收杯，內(nèi)置固體氫氧化鉀用于吸收二氧化碳，這樣檢測(cè)儀測(cè)定的壓力變化就是微生物消耗氧氣分壓的變化。該方法存在以下弊病:測(cè)試過(guò)程受溫度影響較大，整個(gè)過(guò)程必須在恒溫箱內(nèi)進(jìn)行，操作復(fù)雜。因儀器在恒溫箱內(nèi)放置，在試驗(yàn)準(zhǔn)備、觀察工作狀態(tài)和記錄數(shù)據(jù)時(shí)很不方便。反應(yīng)瓶與壓力測(cè)試儀之間用導(dǎo)管密封連接，存在漏氣隱患，壓力計(jì)中的水銀為劇毒，放置和收集過(guò)程非常危險(xiǎn)，安裝和放置時(shí)較為繁瑣。測(cè)量結(jié)果必須通過(guò)人工計(jì)算得到，存在人為誤差隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有BOD測(cè)定儀存在的問(wèn)題作出改進(jìn)，即本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種智能型壓感式BOD測(cè)定儀，克服溶氧電極法和生物膜測(cè)量方法中存在的一系列問(wèn)題。采用壓感式測(cè)定原理，將壓感集成模塊、DIP恒溫反應(yīng)瓶、微波傳輸模塊和電磁攪拌組件結(jié)合在一起，利用微機(jī)控制和人機(jī)溝通系統(tǒng)，智能執(zhí)行并提示完成工藝控制流程。由DIP恒溫反應(yīng)瓶對(duì)水樣充分?jǐn)嚢?、快速充氧和恒溫調(diào)節(jié)，在壓感和溫度模塊相互修正狀態(tài)下，使水樣的溶解氧和溫度達(dá)到平衡和動(dòng)態(tài)平衡。壓感模塊持續(xù)、精確的記錄下各反應(yīng)瓶?jī)?nèi)的壓力值，經(jīng)微波無(wú)線傳輸至測(cè)定儀，由測(cè)定儀統(tǒng)一換算成各水樣的BOD值。智能完成測(cè)定結(jié)果的同步顯示、圖析、打印、存儲(chǔ)和傳輸。同時(shí)測(cè)定結(jié)果被反傳至壓感集成模塊，獨(dú)立顯示出各自反應(yīng)瓶?jī)?nèi)被測(cè)水樣的BOD結(jié)果。并且可根據(jù)需要設(shè)置樣品培養(yǎng)時(shí)間、自動(dòng)打印時(shí)間、數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸、攪拌模式等功能。該測(cè)定儀智能化高，操作簡(jiǎn)單方便直觀，擺脫了對(duì)溶解氧探頭和微生物探頭的依賴，摒除了測(cè)定結(jié)果的不穩(wěn)定因素。
[0013]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:智能型壓感式BOD測(cè)定儀由測(cè)定儀主機(jī)、DIP恒溫反應(yīng)瓶和壓感集成模塊組成。DIP恒溫反應(yīng)瓶分內(nèi)外兩層，內(nèi)層為反應(yīng)瓶，外層為隔溫瓶，內(nèi)外層瓶體的中間夾層抽真空，形成保溫層，內(nèi)層反應(yīng)瓶底部外露，安裝有半導(dǎo)體制冷片，瓶壁上安裝有兩個(gè)對(duì)稱分布的溫度探頭，整體固定并套接在瓶體底部的瓶托內(nèi)。DIP恒溫反應(yīng)瓶通過(guò)反應(yīng)瓶限位連接座上的兩個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)接插頭及限位栓與測(cè)定儀主機(jī)連接。在測(cè)定儀主機(jī)中設(shè)置有微波傳輸模塊，獨(dú)立的數(shù)據(jù)接收器通過(guò)USB端口與PC機(jī)連接，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸及聯(lián)網(wǎng)。壓感集成模塊中集成有超穩(wěn)型壓力傳感器、微波傳輸模塊、信號(hào)處理電路和液晶屏，在外部面板上設(shè)置有操作薄膜按鍵。測(cè)定儀主機(jī)中設(shè)有九組獨(dú)立控制的電磁攪拌組件，依次位于反應(yīng)瓶限位連接座下方，與DIP恒溫反應(yīng)瓶垂直對(duì)應(yīng)，電磁攪拌組件由六個(gè)對(duì)稱的電磁線圈組成。
[0014]為了提高DIP恒溫反應(yīng)瓶的使用安全性，瓶體采用棕色高硼硅玻璃制成，強(qiáng)度高、透光性能好、化學(xué)特性穩(wěn)定，方便觀察儀器工作狀態(tài)。
[0015]壓感集成模塊和DIP恒溫反應(yīng)瓶，通過(guò)藥劑吸收套上部的外延伸沿密封，以螺紋旋接方式連接，確保了密封的可靠性。
[0016]用于驅(qū)動(dòng)DIP恒溫反應(yīng)瓶中磁力攪拌子的電磁攪拌組件，由六個(gè)電磁線圈組成，以60度角均勻?qū)ΨQ分布安裝，電磁線圈中的鐵芯材質(zhì)選用電工純鐵或坡莫合金。
[0017]為了能直觀方便的給操作者顯示各水樣地測(cè)定結(jié)果，在每個(gè)壓感集成模塊上都設(shè)置有液晶屏。獨(dú)立的顯示出各DIP恒溫反應(yīng)瓶?jī)?nèi)水樣的測(cè)定狀態(tài)，有水樣編號(hào)、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間，當(dāng)前BOD濃度和完成時(shí)間信息。
[0018]在測(cè)定儀主機(jī)外殼體上設(shè)置有儀器并接的擴(kuò)展端口，滿足用戶大批量水樣測(cè)試的需求，能實(shí)現(xiàn)多臺(tái)儀器間的并接擴(kuò)展。
[0019]在測(cè)定儀主機(jī)的外控制面板上，設(shè)有觸摸式液晶顯示屏，操作系統(tǒng)的人機(jī)溝通界面直觀、清楚，操作簡(jiǎn)單方便。
[0020]在測(cè)定儀主機(jī)的外控制面板上，設(shè)有熱敏打印機(jī)，用于自動(dòng)打印過(guò)程數(shù)據(jù)及測(cè)定結(jié)果，方便快捷便于保存。
[0021]本實(shí)用新型的有益效果是與現(xiàn)有技術(shù)的BOD測(cè)定儀相比，本實(shí)用新型提出的智能型壓感式BOD測(cè)定儀具有以下主要優(yōu)點(diǎn):
[0022]I)擺脫了測(cè)定BOD時(shí)對(duì)溶解氧探頭和微生物傳感器的依賴，無(wú)需進(jìn)行頻繁校準(zhǔn)或更換消耗品(生物膜)，經(jīng)濟(jì)實(shí)用、方便快捷。
[0023]2)無(wú)需使用恒溫培養(yǎng)箱、恒溫裝置等輔助培養(yǎng)設(shè)備，不受環(huán)境限制，在任何環(huán)境下均可使用，精巧方便。
[0024]3)測(cè)試信號(hào)源和運(yùn)算結(jié)果等數(shù)據(jù)信息，在儀器和PC機(jī)之間交換，均采用微波無(wú)線傳輸技術(shù)，無(wú)需導(dǎo)線媒介，準(zhǔn)確、透明、快捷。
[0025]4)攪拌系統(tǒng)采用電磁方式進(jìn)行控制，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍寬，無(wú)使用壽命限制、具有多種攪拌選擇模式，可實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢杓翱焖俪溲酢?br> [0026]5)可根據(jù)需要自動(dòng)將水樣的測(cè)定結(jié)果、測(cè)試中的過(guò)程結(jié)果和存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)等打印出來(lái)，方便記錄、傳遞和備案保存。
[0027]6)儀器能將測(cè)試水樣的結(jié)果統(tǒng)一進(jìn)行分析，然后繪制出曲線分布圖，在液晶屏中顯示出來(lái),直觀、清晰。
[0028]7)壓感集成模塊及DIP恒溫反應(yīng)瓶集成一體，無(wú)需使用水銀壓力計(jì)或其他外設(shè)壓力計(jì)，安全、方便。
[0029]8)儀器測(cè)定結(jié)果可直接上傳至PC機(jī)或集中監(jiān)控平臺(tái)，可在辦公室隨時(shí)查看測(cè)試數(shù)據(jù)及運(yùn)行情況，無(wú)需到現(xiàn)場(chǎng)查看。
[0030]9)觸摸液晶屏配合直觀的人機(jī)界面，使任務(wù)和操作簡(jiǎn)單易懂，由儀器自動(dòng)引導(dǎo)用戶進(jìn)行測(cè)試，能時(shí)用戶快速掌握操作和使用方法。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，其中:[0032]圖1是本實(shí)用新型提供的一種智能型壓感式BOD測(cè)定儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖2是本實(shí)用新型圖1所示智能型壓感式BOD測(cè)定儀主機(jī)示意圖。
[0034]圖3是本實(shí)用新型DIP恒溫反應(yīng)瓶的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖4是本實(shí)用新型電磁組件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]在圖中:1.測(cè)定儀主機(jī)、2.DIP恒溫反應(yīng)瓶、3.壓感集成模塊、4.反應(yīng)瓶、5.隔溫瓶、6.保溫層、7.半導(dǎo)體制冷片、8.溫度探頭、9.瓶托、10.反應(yīng)瓶限位連接座、11.微波傳輸模塊、12.數(shù)據(jù)接收器、13.電磁攪拌組件、14.電磁線圈、15.藥劑吸收套、16.藥劑吸收套外延伸沿、17.電磁鐵芯、18.液晶屏、19.并接擴(kuò)展端口、20.外控制面板、21.觸摸式液晶顯示屏、22.熱敏打印機(jī)、23.信號(hào)轉(zhuǎn)接插頭、24.限位栓、25.超穩(wěn)型壓力傳感器、26.信號(hào)處理電路、27.操作薄膜按鍵、28.磁力攪拌子。
【具體實(shí)施方式】
[0037]從圖1至圖4所示的本實(shí)用新型實(shí)施方式可知，本實(shí)用新型提供了一種智能型壓感式BOD測(cè)定儀，包括測(cè)定儀主機(jī)1、DIP恒溫反應(yīng)瓶2、壓感集成模塊3和數(shù)據(jù)接收器12。所述測(cè)定儀主機(jī)I的外控制面板20上，安裝有觸摸式液晶顯示屏21和熱敏打印機(jī)22，在儀器內(nèi)部安裝有九組獨(dú)立控制的電磁攪拌組件13，依次固定于反應(yīng)瓶限位連接座10的下方垂直對(duì)應(yīng)。電磁攪拌組件13由六個(gè)電磁線圈14組成，以六十度角均勻?qū)ΨQ分布集成在一起，電磁線圈14中鐵芯17的材質(zhì)為電工純鐵或坡莫合金。微波傳輸模塊Ila和并接擴(kuò)展端口 19安裝在測(cè)定儀主機(jī)I內(nèi)部，位于機(jī)殼的右側(cè)壁上，端口和接頭部分通過(guò)安裝孔延伸至儀器外部。DIP恒溫反應(yīng)瓶2由高硼硅玻璃制成，分內(nèi)外兩層，內(nèi)層是反應(yīng)瓶4，外層為隔溫瓶5，內(nèi)外層瓶體的中間夾層抽真空，形成保溫層6，反應(yīng)瓶4底部外露，瓶底安裝了半導(dǎo)體制冷片7，瓶壁安裝有兩個(gè)對(duì)稱分布的溫度探頭8a和8b，被整體固定并套接在瓶體底部的瓶托9內(nèi)，DIP恒溫反應(yīng)瓶2通過(guò)反應(yīng)瓶限位連接座10上的兩個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)接插頭23a和23b及限位栓24與測(cè)定儀主機(jī)I連接。壓感集成模塊3和DIP恒溫反應(yīng)瓶2，通過(guò)藥劑吸收套15上部的外延伸沿16密封，以螺紋旋接方式密封連接，在壓感集成模塊3中設(shè)置了液晶屏18和微波傳輸模塊lib。獨(dú)立的數(shù)據(jù)接收器12通過(guò)USB端口與PC機(jī)連接，構(gòu)成了一個(gè)完整的智能型壓感式BOD測(cè)定儀。
[0038]儀器開(kāi)機(jī)后，人機(jī)界面會(huì)自動(dòng)引導(dǎo)使用者進(jìn)行相關(guān)操作，操作過(guò)程將在屏幕上提示出來(lái)。儀器的工作過(guò)程如下:儀器首先進(jìn)入條件設(shè)置模式，提示操作者進(jìn)行相關(guān)條件設(shè)置，如樣品測(cè)試數(shù)量、培養(yǎng)時(shí)間、培養(yǎng)溫度、自動(dòng)打印間隔、攪拌模式選擇等。然后自動(dòng)進(jìn)入到樣品采集狀態(tài)，并提示操作者進(jìn)行測(cè)試樣品的量取，先將按要求預(yù)處理過(guò)的各待測(cè)水樣、微生物菌種顆粒和硝化抑制劑，成規(guī)定比例裝入對(duì)應(yīng)編號(hào)的DIP恒溫反應(yīng)瓶2中，再放入一個(gè)磁力攪拌子28，然后向藥劑吸收套15內(nèi)放入固體氫氧化鉀或氫氧化鈉顆粒，將藥劑吸收套15裝入DIP恒溫反應(yīng)瓶2的瓶口內(nèi)。最后將壓感集成模塊3旋接到DIP恒溫反應(yīng)瓶2的瓶口。將DIP恒溫反應(yīng)瓶2放置于測(cè)定儀主機(jī)I的反應(yīng)瓶限位連接座10上，將兩個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)接插頭23a和23b與DIP恒溫反應(yīng)瓶2底部的瓶托9對(duì)應(yīng)插接，至此完成加樣操作。
[0039]加樣操作完成后，儀器自動(dòng)進(jìn)入恒溫調(diào)整模式。首先由主控系統(tǒng)采集反應(yīng)瓶4底部溫度探頭8a、8b的信號(hào)，測(cè)量出DIP恒溫反應(yīng)瓶2內(nèi)水樣的溫度，然后根據(jù)儀器中設(shè)定的培養(yǎng)溫度，DIP控制輸入給半導(dǎo)體制冷片7的電壓極性，當(dāng)正向供電時(shí)半導(dǎo)體制冷片7加熱，反向供電時(shí)則制冷。即對(duì)反應(yīng)瓶4底部進(jìn)行加熱或制冷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水樣的恒溫控制。半導(dǎo)體制冷片7與反應(yīng)瓶4底部緊貼固定，中間用導(dǎo)熱硅脂填充。
[0040]同時(shí)主控系統(tǒng)控制電磁攪拌組件13，對(duì)各DIP恒溫反應(yīng)瓶2中的水樣進(jìn)行充分?jǐn)嚢杓翱焖俪溲跗胶?。在該過(guò)程中壓感集成模塊3通過(guò)波傳輸模塊Ilb發(fā)送微波信號(hào)，將瓶?jī)?nèi)的壓力信號(hào)無(wú)線傳輸至主控系統(tǒng)進(jìn)行分析，通過(guò)壓感、溫度相互修正，使水樣的溶解氧和溫度達(dá)到平衡和動(dòng)態(tài)平衡。
[0041]當(dāng)儀器的恒溫調(diào)整模式完成后，會(huì)自動(dòng)進(jìn)入到測(cè)量模式。在測(cè)量模式中，主控系統(tǒng)將記錄下當(dāng)前各DIP恒溫反應(yīng)瓶2中的平衡壓力值，然后開(kāi)始恒溫培養(yǎng)。培養(yǎng)過(guò)程中微生物會(huì)氧化分解水樣中的有機(jī)物，同時(shí)開(kāi)始消耗水中的溶解氧，DIP恒溫反應(yīng)瓶2上部空氣中的氧與培養(yǎng)液中溶解氧的平衡被打破，空氣中氧氣向液體中擴(kuò)散溶解，使空氣中的氧氣分壓下降，另外，微生物在氧化分解水體中有機(jī)物的過(guò)程中，會(huì)釋放出二氧化碳進(jìn)入培養(yǎng)瓶上部空氣中影響分析結(jié)果，藥劑吸收套15中的固體堿用于吸收二氧化碳，這樣DIP恒溫反應(yīng)瓶2中的壓力變化，就是微生物消耗氧氣分壓的變化。由壓感集成模塊3測(cè)量出壓降值，并發(fā)送至主控系統(tǒng)進(jìn)行分析運(yùn)算，得到當(dāng)前水樣的BOD濃度值。恒溫培養(yǎng)時(shí)間可根據(jù)用戶需要自行設(shè)定(1-30)天。在培養(yǎng)期間儀器可定時(shí)、自動(dòng)打印出過(guò)程結(jié)果，最小為5分鐘間隔，最大為12小時(shí)間隔。在打印的同時(shí)，測(cè)定結(jié)果將同步顯示、圖析、存儲(chǔ)、通過(guò)微波傳輸模塊11無(wú)線發(fā)送至數(shù)據(jù)接收器12，實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸。
【權(quán)利要求】
1.一種智能型壓感式BOD測(cè)定儀，包括:測(cè)定儀主機(jī)(I)、DIP恒溫反應(yīng)瓶(2)和壓感集成模塊(3)，其特征在于:所述DIP恒溫反應(yīng)瓶(2)分內(nèi)外兩層，內(nèi)層為反應(yīng)瓶(4)，外層為隔溫瓶(5)，內(nèi)外層瓶體的中間夾層抽真空，形成保溫層(6)，內(nèi)層反應(yīng)瓶(4)底部外露，安裝有半導(dǎo)體制冷片(7)，瓶壁安裝有兩個(gè)對(duì)稱分布的溫度探頭(8a，8b)，整體固定并套接在瓶體底部的瓶托(9)內(nèi)，DIP恒溫反應(yīng)瓶(2)通過(guò)反應(yīng)瓶限位連接座(10)上的兩個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)接插頭(23a，23b)及限位栓(24)與測(cè)定儀主機(jī)(I)連接；所述智能型壓感式BOD測(cè)定儀，在測(cè)定儀主機(jī)(I)中設(shè)置有微波傳輸模塊(11a)，獨(dú)立的數(shù)據(jù)接收器(12)通過(guò)USB端口與PC機(jī)連接；所述壓感集成模塊(3)中集成有超穩(wěn)型壓力傳感器(25)、微波傳輸模塊(lib)、信號(hào)處理電路(26)和液晶屏(18)，在外部面板上設(shè)置有操作薄膜按鍵(27);在測(cè)定儀主機(jī)(I)中設(shè)有九組獨(dú)立控制的電磁攪拌組件(13)，依次位于反應(yīng)瓶限位連接座(10)下方，與DIP恒溫反應(yīng)瓶(2)垂直對(duì)應(yīng)，電磁攪拌組件(13)由六個(gè)對(duì)稱的電磁線圈(14)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型壓感式BOD測(cè)定儀，其特征在于:所述的DIP恒溫反應(yīng)瓶(2)由棕色高硼硅玻璃制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能型壓感式BOD測(cè)定儀，其特征在于:所述的壓感集成模塊(3)和DIP恒溫反應(yīng)瓶(2)通過(guò)藥劑吸收套(15)上部的外延伸沿(16)密封，以螺紋旋接方式連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能型壓感式BOD測(cè)定儀，其特征在于:所述電磁攪拌組件(13)中的六個(gè)電磁線圈(14)以六十度角均勻?qū)ΨQ分布，電磁線圈(14)中的鐵芯(17)材質(zhì)為電工純鐵或坡莫合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能型壓感式BOD測(cè)定儀，其特征在于:所述的測(cè)定儀主機(jī)(I)外殼體設(shè)有儀器并接擴(kuò)展端口( 19 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的智能型壓感式BOD測(cè)定儀，其特征在于:所述的測(cè)定儀主機(jī)(I)的外控制面板(20)上，設(shè)有觸摸式液晶顯示屏(21)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的智能型壓感式BOD測(cè)定儀，其特征在于:所述的測(cè)定儀主機(jī)(I)的外控制面板(20)上，設(shè)有熱敏打印機(jī)(22)。
【文檔編號(hào)】G01N7/04GK203479655SQ201320645228
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月19日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:北京連華永興科技發(fā)展有限公司