光度測(cè)量單元的制作方法
【專利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]在線濕法化學(xué)分析儀被用在多個(gè)行業(yè)中以對(duì)過(guò)程樣品的分析物提供連續(xù)指示。該連續(xù)指示可以被分析儀就地提供，和/或被遠(yuǎn)程地提供到一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)?shù)难b置，從而提供對(duì)化學(xué)過(guò)程的控制和/或監(jiān)測(cè)。
[0002]在線濕法化學(xué)分析儀的一個(gè)特定類型是在線二氧化硅分析儀。這些裝置被構(gòu)造為在過(guò)程樣品中產(chǎn)生反應(yīng)，從而允許指示待測(cè)定的樣品中的二氧化硅。此種分析儀在確定鍋爐水、鍋爐給水、軟化水和蒸汽冷凝液中的二氧化硅含量是有用的。雖然此種分析儀在多種工業(yè)中是有用的，然而它們?cè)诎l(fā)電廠鍋爐中是特別有用的。在此種系統(tǒng)中，二氧化硅可以形成硅酸鹽沉積物，該沉積物能夠損壞渦輪機(jī)和被用在水蒸汽渦輪循環(huán)中的其他發(fā)電設(shè)備。因此，具有高壓渦輪機(jī)的發(fā)電廠通常仔細(xì)地監(jiān)測(cè)二氧化硅，從而保證有效探測(cè)和移除/補(bǔ)救。在線二氧化娃分析儀的一個(gè)特定例子是Emerson Process Management的RosemountAnalytical公司的以商標(biāo)指定型號(hào)CFA3030的娃分析儀售賣的分析儀。
[0003]在線二氧化硅分析儀一般采用已知的反應(yīng)以使得過(guò)程樣品中的二氧化硅可以被容易地檢測(cè)到。此種反應(yīng)的一個(gè)示例已知為鉬藍(lán)方法。在該鉬藍(lán)方法中，鉬酸鹽(通常為鉬酸鉀的形式)被用來(lái)與過(guò)程樣品/溶液中的二氧化硅反應(yīng)，以產(chǎn)生適合于色度檢測(cè)的化合物。根據(jù)鉬藍(lán)方法，基于通過(guò)濕法化學(xué)工藝形成的硅鉬酸的顏色來(lái)測(cè)量水中的二氧化硅含量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提供一種產(chǎn)生樣品中的材料的指示的在線色度分析儀。該分析儀包括被構(gòu)造為輸送樣品的蠕動(dòng)泵。光度計(jì)單元可操作地連接至所述蠕動(dòng)泵以接收所述樣品。光源被設(shè)置以引導(dǎo)光沿入射角通過(guò)所述光度計(jì)單元中的樣品。光電檢測(cè)器被設(shè)置以接收沿所述入射角通過(guò)所述光度計(jì)單元的光并且提供指示所述樣品的顏色的信號(hào)?？刂破鬟B接至所述光源、所述光電檢測(cè)器和所述蠕動(dòng)泵。所述光度計(jì)單元相對(duì)于垂直方向傾斜，以使得在所述光度計(jì)單元部分填充時(shí)出現(xiàn)的液體的表面基本上遠(yuǎn)離所述入射角地反射所述光。
【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例特別有用的在線二氧化硅分析儀的示意圖。
[0006]圖2是用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的在線分析儀中的光度計(jì)單元的示意圖。
[0007]圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的填充有液體的光度計(jì)單元的示意圖。
[0008]圖3B是圖示圖3A中示出的光度計(jì)單元的光電檢測(cè)器響應(yīng)相對(duì)于時(shí)間的圖形。
[0009]圖4A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的填充有液體的光度計(jì)單元的示意圖。
[0010]圖4B是圖示圖4A中示出的光度計(jì)單元的光電檢測(cè)器響應(yīng)相對(duì)于時(shí)間的圖形。
[0011]圖5是測(cè)量在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的濕法化學(xué)分析儀中的蠕動(dòng)泵輸送速度的方法300的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]各種色度濕法化學(xué)分析儀采用蠕動(dòng)泵來(lái)輸送樣品混合物進(jìn)出測(cè)量單元。蠕動(dòng)泵利用可變形管和驅(qū)動(dòng)件，該驅(qū)動(dòng)件一般使管變形以使樣品向前運(yùn)動(dòng)。蠕動(dòng)泵被用在濕法化學(xué)分析儀中以輸送樣品溶液和一個(gè)或多個(gè)試劑。然而，管本身將會(huì)由于使用而老化并且每一轉(zhuǎn)輸送的液體的體積也將隨著老化而相應(yīng)地減少。為了控制輸送的體積，目前，自動(dòng)的濕法化學(xué)分析儀當(dāng)前依賴于驅(qū)動(dòng)蠕動(dòng)泵的數(shù)字馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)。在濕法化學(xué)分析儀運(yùn)行期間，校準(zhǔn)泵的輸送速度(體積/時(shí)間單位)是重要的，以使得隨著管老化的蠕動(dòng)泵活力的降低將被檢測(cè)到并且被補(bǔ)償。
[0013]圖1是在線二氧化硅分析儀的示意圖，本發(fā)明的實(shí)施例使用該在線二氧化硅分析儀特別有用。分析儀100包括連接至空氣源104、泵106、108、110和112的控制器102。此夕卜，控制器102還連接至光源114和發(fā)光檢測(cè)器116。通常，每一個(gè)泵106、108、110和112是蠕動(dòng)泵，該蠕動(dòng)泵采用蠕動(dòng)動(dòng)作來(lái)使其相應(yīng)的液體運(yùn)動(dòng)。通常，用于樣品和標(biāo)準(zhǔn)物(泵106和110)的腔體容積為5mL，并且用于試劑(泵108)的腔體容積為0.2mL。真空/壓力泵(未示出)推動(dòng)和拉動(dòng)隔膜。真空使得腔室充滿。壓力將液體推出腔體而進(jìn)入反應(yīng)腔118中。設(shè)置多個(gè)止回閥120阻止回流。當(dāng)需要混合樣品/試劑/標(biāo)準(zhǔn)物時(shí)，控制器102啟動(dòng)空氣源104，以泵送一些空氣進(jìn)入反應(yīng)腔118中，從而在其中混合內(nèi)容物。在合適的反應(yīng)時(shí)間過(guò)去之后，使用泵112將被處理的樣品泵送至測(cè)量單元122。一旦混合的樣品提供到測(cè)量單元122中，控制器102啟動(dòng)光源114，以引導(dǎo)光朝向檢測(cè)器116通過(guò)混合的樣品。根據(jù)已知的技術(shù)，檢測(cè)器116檢測(cè)的照度提供樣品中的被分析物(二氧化硅)的指示?？刂破?02自動(dòng)地計(jì)算吸收率并且將結(jié)果轉(zhuǎn)換成二氧化硅的濃度讀數(shù)。一旦測(cè)量完成，使用新鮮的樣品反復(fù)沖刷以分別從測(cè)量單元122和反應(yīng)腔118中移除被處理的樣品。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供傾斜的光度計(jì)單元206以及測(cè)量從蠕動(dòng)泵輸送至所述單元的液體的體積的方法。如圖2所示，蠕動(dòng)泵200具有接收樣品混合物的入口 202。當(dāng)光度計(jì)206為空時(shí)，光208沿入射角行進(jìn)并且到達(dá)光電檢測(cè)器212。在光度計(jì)單元206中沒(méi)有樣品混合物的情況下，基本上所有的光208都會(huì)到達(dá)檢測(cè)器212。
[0015]樣品混合物被蠕動(dòng)泵200通過(guò)出口 204輸送至光度計(jì)單元206。隨著混合物緩慢地填充光度計(jì)單元206，液體表面的角度將反射來(lái)自光源210的大部分的光208，使其遠(yuǎn)離檢測(cè)器212，直至整個(gè)光度計(jì)單元206基本上充滿混合物。此時(shí)，大部分的光208的反射將不再發(fā)生，然后，有效部分的光208將到達(dá)光電檢測(cè)器212。如圖2所示，光度計(jì)單元206相對(duì)于垂直方向成角度地設(shè)置，以使得當(dāng)光度計(jì)單元部分地填充時(shí)存在的液體的表面216 (如圖3A所示)遠(yuǎn)離入射角地反射光。
[0016]圖3A圖示了開始將液體214泵送至光度計(jì)單元206中的蠕動(dòng)泵200。如圖所示，來(lái)自于光源210的光208撞擊液體214的表面216并且作為光束218被反射。因此，光束218中的大部分的光不會(huì)到達(dá)檢測(cè)器212。圖3B示出了光電檢測(cè)器的響應(yīng)信號(hào)相對(duì)于時(shí)間的示意圖形。當(dāng)樣品液體進(jìn)入光度計(jì)單元206的底部時(shí)，由于光度計(jì)單元216的傾斜，大多數(shù)光208被液體214的表面216反射。這使得能夠容易地測(cè)量來(lái)自于檢測(cè)器212的信號(hào)輸出的下降。該下降在圖3B中的時(shí)間1\處可見(jiàn)。
[0017]圖4A是基本填充液體214的光度計(jì)單元的示意圖。如圖4A所示，表面216現(xiàn)在位于光束208進(jìn)入光度計(jì)單元206的進(jìn)入點(diǎn)上方。因此，表面216不遠(yuǎn)離檢測(cè)器212地反射光208。結(jié)果，一旦表面216超過(guò)光208進(jìn)入光度計(jì)單元206的進(jìn)入點(diǎn)，那么光電檢測(cè)器212將接收來(lái)自于光源210的全部的光。圖4B中示出了光電檢測(cè)器的信號(hào)的這種明顯的增加。因此，當(dāng)光度計(jì)單元206完全為空時(shí)，光電檢測(cè)器212將接收來(lái)自于光源210的全部的光。然而，當(dāng)有足夠的樣品液體覆蓋光度計(jì)