本發(fā)明屬于水質(zhì)檢測(cè)儀，具體為一種自動(dòng)定量取樣的水質(zhì)檢測(cè)儀。

背景技術(shù)：

1、目前，為滿(mǎn)足環(huán)保要求，防治生態(tài)環(huán)境污染，改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，需堅(jiān)持貫徹水質(zhì)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作，包括監(jiān)視和測(cè)定水體中污染物的種類(lèi)、各類(lèi)污染物的濃度及變化趨勢(shì)，評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況等。其中，諸如氨氮、磷、鉻、汞、化學(xué)需氧量等多種污染物均可利用紫外-可見(jiàn)光分光光度法定量檢測(cè)。現(xiàn)有的水質(zhì)分光光度檢測(cè)儀大都需要現(xiàn)場(chǎng)人工取樣至實(shí)驗(yàn)室，再手動(dòng)定量取用待檢樣品，定量操作復(fù)雜、精準(zhǔn)度差，檢測(cè)流程繁瑣，工作效率低，且比色皿光程較短，影響檢測(cè)效果，不便于檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種檢測(cè)效率高、簡(jiǎn)單安全、可重復(fù)使用，成本較低的自動(dòng)定量取樣的水質(zhì)檢測(cè)儀。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種自動(dòng)定量取樣的水質(zhì)檢測(cè)儀，包括樣品定量取液裝置、試劑定量取液裝置、混合反應(yīng)裝置、空芯光纖檢測(cè)裝置和控制器，混合反應(yīng)裝置分別與樣品定量取液裝置、試劑定量取液裝置、空芯光纖檢測(cè)裝置相連；樣品定量取液裝置包括樣品管、軟管一、第一蠕動(dòng)泵、軟管二、第一三通接頭、樣品定量管、第二三通接頭、軟管三、軟管四、第二蠕動(dòng)泵，樣品管與軟管一相連，軟管一穿過(guò)第一蠕動(dòng)泵并與第一三通接頭的下端口相連，第一三通接頭的上端口與軟管二相連，樣品定量管分別與第一蠕動(dòng)泵的右端口、第二三通接頭的左端口相連，第二三通接頭的下端口通過(guò)軟管三與樣品管相連，第二三通接頭的上端口與軟管四相連，軟管四穿過(guò)第二蠕動(dòng)泵與混合反應(yīng)裝置相連。

3、進(jìn)一步地，軟管三上設(shè)置只允許液體從上往下通過(guò)的第一單通閥，軟管二上設(shè)置只允許液體從上往下通過(guò)的第二單通閥。

4、進(jìn)一步地，試劑定量取液裝置包括試劑管、軟管五、第三蠕動(dòng)泵、第三三通接頭、軟管六、試劑定量管、第四三通接頭、軟管七、軟管八、第四蠕動(dòng)泵，試劑管與軟管五相連，軟管五穿過(guò)第三蠕動(dòng)泵并與第三三通接頭的下端口相連，第三三通接頭的上端口與軟管六相連，試劑定量管分別與第三三通接頭的左端口、第四三通接頭的右端口相連，第四三通接頭的下端口通過(guò)軟管七與試劑管相連，第四三通接頭的上端口與軟管八相連，軟管八穿過(guò)第四蠕動(dòng)泵并與混合反應(yīng)裝置相連。軟管六上設(shè)置只允許液體從上往下通過(guò)的第三單通閥，軟管七上設(shè)置只允許液體從上往下通過(guò)的第四單通閥。

5、進(jìn)一步地，混合反應(yīng)裝置包括混合管、軟管九、第五蠕動(dòng)泵，混合管與軟管九相連，軟管九穿過(guò)第五蠕動(dòng)泵并與空芯光纖檢測(cè)裝置相連。軟管九上設(shè)置第一液體流量計(jì)。

6、進(jìn)一步地，空芯光纖檢測(cè)裝置包括第五三通接頭、毛細(xì)管、第六三通接頭、空芯光纖、準(zhǔn)直器一、切換裝置、光源、準(zhǔn)直器二、光功率檢測(cè)裝置、軟管十，毛細(xì)管分別與第五三通接頭的左端口、第六三通接頭的右端口相連，第六三通接頭的左端口與空芯光纖相連，上端口與混合反應(yīng)裝置的軟管九相連；空芯光纖經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器一、切換裝置與光源相連；第五三通接頭的右端口經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器二與光功率檢測(cè)裝置相連，上端口通過(guò)軟管十與廢液管相連。毛細(xì)管的外表面鍍有金屬鍍層，并涂敷聚酰亞胺；毛細(xì)管的截取長(zhǎng)度約為4cm。軟管十上設(shè)置第二液體流量計(jì)。光源為led平行光源，最大功率為5w，發(fā)光口徑為5～6mm，具有多個(gè)可見(jiàn)光波段光源和白光源可選擇更換。

7、進(jìn)一步地，樣品、試劑均為溶液狀態(tài)，可通過(guò)蠕動(dòng)泵作用在裝置中流動(dòng)。樣品定量管、試劑定量管為軟管，長(zhǎng)度與直徑可隨定量體積的具體需求改變。

8、進(jìn)一步地，光纖為塑料光纖，芯徑0.5mm，外徑2.2mm。五個(gè)蠕動(dòng)泵和四個(gè)單通閥的開(kāi)閉可由電路板或stm32單片機(jī)控制。

9、使用方法：首先打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，控制蠕動(dòng)泵打開(kāi)，樣品由樣品管經(jīng)過(guò)第一蠕動(dòng)泵，其中單通閥只允許液體從上往下通過(guò)，樣品隨后進(jìn)入樣品定量管，直至樣品定量管被樣品完全填充，多余液體可經(jīng)過(guò)第一單通閥排出至樣品管中；隨后關(guān)閉第一蠕動(dòng)泵，打開(kāi)第二蠕動(dòng)泵，將樣品定量管中樣品輸出至混合管，完成樣品的定量取樣。

10、控制第三蠕動(dòng)泵打開(kāi)，檢測(cè)試劑由試劑管經(jīng)過(guò)第三蠕動(dòng)泵，其中單通閥只允許液體從上往下通過(guò)，所以隨后進(jìn)入試劑定量管，直至試劑定量管被試劑完全填充，多余液體可經(jīng)過(guò)第四單通閥排出至試劑管中；隨后關(guān)閉第三蠕動(dòng)泵，打開(kāi)第三單通閥和第四蠕動(dòng)泵，將試劑定量管中試劑輸出至混合管，完成試劑的定量取樣。

11、隨后打開(kāi)光源和光功率檢測(cè)裝置，利用光源切換裝置調(diào)整對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)，確認(rèn)輸入光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器一后為同軸光，進(jìn)入空芯光纖。打開(kāi)第五蠕動(dòng)泵，將混合反應(yīng)后的液體從混合管經(jīng)第一液體流量計(jì)和第六三通接頭抽送至毛細(xì)管中，出射光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器二減小發(fā)散角度，利用光功率檢測(cè)裝置檢測(cè)出射光功率并記錄數(shù)據(jù)。

12、最后將廢液排至廢液管中，期間需注意觀察第二液流檢測(cè)計(jì)的示數(shù)并及時(shí)調(diào)整第五蠕動(dòng)泵抽液速率。

13、有益效果：本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著性特點(diǎn)：

14、1、通過(guò)使用自動(dòng)化的定量取液裝置，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化的液體定量取樣，可根據(jù)檢測(cè)需求即時(shí)更換定量管，提升檢測(cè)效率，精準(zhǔn)度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安全，且可重復(fù)使用，成本較低；

15、2、利用鍍膜毛細(xì)管代替?zhèn)鹘y(tǒng)比色皿，增長(zhǎng)光程，簡(jiǎn)化進(jìn)樣步驟，有助于提升精度；

16、3、能夠檢測(cè)多種物質(zhì)的熒光反應(yīng)，針對(duì)復(fù)雜水體，檢測(cè)方法相較于傳統(tǒng)的分光光度計(jì)，更加多樣化；

17、4、僅需通過(guò)控制蠕動(dòng)泵、單通閥、光源和檢測(cè)儀器，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加樣品檢測(cè)分析，流程簡(jiǎn)單，體積小而便攜，且適用于水質(zhì)多種指標(biāo)的檢測(cè)，應(yīng)用場(chǎng)景豐富。

技術(shù)特征：

1.一種自動(dòng)定量取樣的水質(zhì)檢測(cè)儀，其特征在于：包括樣品定量取液裝置(1)、試劑定量取液裝置(2)、混合反應(yīng)裝置(3)、空芯光纖檢測(cè)裝置(4)和控制器，所述混合反應(yīng)裝置(3)分別與樣品定量取液裝置(1)、試劑定量取液裝置(2)、空芯光纖檢測(cè)裝置(4)相連；所述樣品定量取液裝置(1)包括樣品管(101)、軟管一(102)、第一蠕動(dòng)泵(103)、軟管二(104)、第一三通接頭(105)、樣品定量管(106)、第二三通接頭(107)、軟管三(108)、軟管四(109)、第二蠕動(dòng)泵(110)，所述樣品管(101)與軟管一(102)相連，所述軟管一(102)穿過(guò)第一蠕動(dòng)泵(103)并與第一三通接頭(105)的下端口相連，所述第一三通接頭(105)的上端口與軟管二(104)相連，所述樣品定量管(106)分別與第一蠕動(dòng)泵(103)的右端口、第二三通接頭(107)的左端口相連，所述第二三通接頭(107)的下端口通過(guò)軟管三(108)與樣品管(101)相連，所述第二三通接頭(107)的上端口與軟管四(109)相連，所述軟管四(109)穿過(guò)第二蠕動(dòng)泵(110)與混合反應(yīng)裝置(3)相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)定量取樣的水質(zhì)檢測(cè)儀，其特征在于：所述軟管三(108)上設(shè)置只允許液體從上往下通過(guò)的第一單通閥(5)，所述軟管二(104)上設(shè)置只允許液體從上往下通過(guò)的第二單通閥(6)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)定量取樣的水質(zhì)檢測(cè)儀，其特征在于：所述試劑定量取液裝置(2)包括試劑管(201)、軟管五(202)、第三蠕動(dòng)泵(203)、第三三通接頭(204)、軟管六(205)、試劑定量管(206)、第四三通接頭(207)、軟管七(208)、軟管八(209)、第四蠕動(dòng)泵(210)，所述試劑管(201)與軟管五(202)相連，所述軟管五(202)穿過(guò)第三蠕動(dòng)泵(203)并與第三三通接頭(204)的下端口相連，所述第三三通接頭(204)的上端口與軟管六(205)相連，所述試劑定量管(206)分別與第三三通接頭(204)的左端口、第四三通接頭(207)的右端口相連，所述第四三通接頭(207)的下端口通過(guò)軟管七(208)與試劑管(201)相連，所述第四三通接頭(207)的上端口與軟管八(209)相連，所述軟管八(209)穿過(guò)第四蠕動(dòng)泵(210)并與混合反應(yīng)裝置(3)相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自動(dòng)定量取樣的水質(zhì)檢測(cè)儀，其特征在于：所述軟管六(205)上設(shè)置只允許液體從上往下通過(guò)的第三單通閥(7)，所述軟管七(208)上設(shè)置只允許液體從上往下通過(guò)的第四單通閥(8)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)定量取樣的水質(zhì)檢測(cè)儀，其特征在于：所述混合反應(yīng)裝置(3)包括混合管(301)、軟管九(302)、第五蠕動(dòng)泵(303)，所述混合管(301)與軟管九(302)相連，所述軟管九(302)穿過(guò)第五蠕動(dòng)泵(303)并與空芯光纖檢測(cè)裝置(4)相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自動(dòng)定量取樣的水質(zhì)檢測(cè)儀，其特征在于：所述軟管九(302)上設(shè)置第一液體流量計(jì)(9)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)定量取樣的水質(zhì)檢測(cè)儀，其特征在于：所述空芯光纖檢測(cè)裝置(4)包括第五三通接頭(401)、毛細(xì)管(402)、第六三通接頭(403)、空芯光纖(404)、準(zhǔn)直器一(405)、切換裝置(406)、光源(407)、準(zhǔn)直器二(408)、光功率檢測(cè)裝置(409)、軟管十(410)，所述毛細(xì)管(402)分別與第五三通接頭(401)的左端口、第六三通接頭(403)的右端口相連，所述第六三通接頭(403)的左端口與空芯光纖(404)相連，上端口與混合反應(yīng)裝置(3)的軟管九(302)相連；所述空芯光纖(404)經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器一(405)、切換裝置(406)與光源(407)相連；所述第五三通接頭(401)的右端口經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器二(408)與光功率檢測(cè)裝置(409)相連，上端口通過(guò)軟管十(410)與廢液管(10)相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種自動(dòng)定量取樣的水質(zhì)檢測(cè)儀，其特征在于：所述毛細(xì)管(402)的外表面鍍有金屬鍍層，并涂敷聚酰亞胺。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種自動(dòng)定量取樣的水質(zhì)檢測(cè)儀，其特征在于：所述軟管十(410)上設(shè)置第二液體流量計(jì)(11)。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種自動(dòng)定量取樣的水質(zhì)檢測(cè)儀，其特征在于：所述光源(407)為led平行光源，最大功率為5w，發(fā)光口徑為5～6mm，具有多個(gè)可見(jiàn)光波段光源和白光源可選擇更換。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種自動(dòng)定量取樣的水質(zhì)檢測(cè)儀，包括樣品定量取液裝置、試劑定量取液裝置、混合反應(yīng)裝置、空芯光纖檢測(cè)裝置和控制器，混合反應(yīng)裝置分別與樣品定量取液裝置、試劑定量取液裝置、空芯光纖檢測(cè)裝置相連；樣品定量取液裝置包括樣品管、軟管一、第一蠕動(dòng)泵、軟管二、第一三通接頭、樣品定量管、第二三通接頭、軟管三、軟管四、第二蠕動(dòng)泵，樣品管與軟管一相連，軟管一穿過(guò)第一蠕動(dòng)泵并與第一三通接頭的下端口相連，第一三通接頭的上端口與軟管二相連，樣品定量管與第一蠕動(dòng)泵的右端口、第二三通接頭的左端口相連。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化液體定量取樣，可根據(jù)檢測(cè)需求更換定量管，檢測(cè)效率高，精準(zhǔn)度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安全，可重復(fù)使用，成本較低。

技術(shù)研發(fā)人員：王光輝,陳澤昱,劉玉凱,任嘯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19