CN101231236A - 一种海水cod自动检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海水COD自动检测仪。本发明属于自动检测技术领域。海水COD自动检测仪，包括控制装置和检测装置，控制装置连接控制检测装置，其特征是：检测装置包括电机、双柱塞泵、消解装置和光电传感器，电机轴通过丝杆连接双柱塞泵，双柱塞泵分别连接计量器A和计量器B，计量器A和计量器B经管路和电磁阀与待测海水和试剂管路相连接，计量器A和计量器B经管路和电磁阀连接消解装置，消解装置经管路和电磁阀连接光电传感器，控制器连接控制电机、电磁阀。本发明具有结构简单，操作方便，性能可靠，运行平稳，检测准确、灵活，检测效率高，数据处理、存贮与传输一体化等优点。

Description

一种海水COD自动检测仪

技术领域

本发明属于自动检测技术领域，特别是涉及一种海水COD自动检测仪。

背景技术

目前，现有的海水COD检测仪，如山东省恒大环保科技开发有限公司研制，专利号ZL01216778.9，采用双泵双阀管路系统，冷光源光度滴定法判断滴定终点，运用计算机软件技术实现了测量、清洗、标定(校准)、采样、温控全自动化；远程控制自动测量周期和测量起始时间，远程校对时钟；具有联网功能，实现数据远传；掉电后数据永不丢失，上电后系统自动恢复工作等功能。但该检测仪需要在碱性条件下检测，溶液中存在氢氧化物与二氧化锰沉淀导致溶液不均匀、光散射严重、检测器和管路污染问题，造成检测误差大，不稳定等缺点，直接影响海水COD检测的准确度和精密度；该仪器用冷光源光度滴定法判断滴定终点，使仪器检测周期增长，检测速度慢和效率低。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，而提供了一种海水COD自动检测仪。

本发明的目的是提供一种运用计算机技术实现远程控制、溶液自动采集和进样，加热消解，光度检测，数据处理，检测结果存贮与输出，具有仪器自动清洗、零漂校正、多点校正、样品在线稀释、温度控制自动化、远程接受运行指令，远程传输数据、数据自动存贮永不丢失，系统自动检测、恢复等功能，结构简单，操作方便，性能可靠，检测速度快、检测效率高等优点的海水COD自动检测用仪器。

本发明采取如下技术方案：

海水COD自动检测仪，包括工控机、控制装置、检测装置和仪器软件。工控机分别与控制装置、检测装置连接，仪器在软件的支持下实现自动检测。其特征是：检测装置包括电机、双柱塞泵、定量管、比例分配阀、单向阀和挤压阀、消解装置、挤压阀、光电检测器和挤压阀。电机轴通过丝杆连接双柱塞泵，双柱塞泵分别连接计量器A和计量器B，计量器A和计量器B经管路和比例分配阀A和B连接；比例分配阀A与高锰酸钾、标准海水、待测海水和空气管路相连接，比例分配阀B与零漂校正液、稀硫酸溶液、氢氧化钠溶液和空气管路相连接；计量器A和计量器B经管路和单向阀、挤压阀连接消解装置；消解装置经冷却管路和挤压阀连接光电检测器；控制装置包括步进电机控制器、电磁阀控制器，温度控制器，数据采集控制器和信息接受和检测结果上传装置并分别与工控机连接。

本发明还采用如下技术措施：

所述的海水COD自动检测仪，其特点是：双柱塞泵通过管路与计量器、比例分配阀和各种样品和试剂溶液连接，计量器通过管路、单向阀、挤压阀与消解池连接。

所述的海水COD自动检测仪，其特点是：消解装置经管路连接冷却器，冷却器经管路连接光电传感器，控制器连接控制光电传感器。

所述的海水COD自动检测仪，其特点是：光电传感器经管路连接计量器，光电传感器连接管路出口装有电磁阀。

所述的海水COD自动检测仪，其特点是：试剂管路为高锰酸钾管路、硫酸管路、NaOH管路。

所述的海水COD自动检测仪，其特点是：计量器A和计量器B经管路和电磁阀连接空气管路、零漂管路、标准海水管路。

所述的海水COD自动检测仪，其特点是：双柱塞泵包括柱塞泵体和活塞，电机轴通过丝杆连接两个活塞，两个活塞装在两个柱塞泵体内，电机与柱塞泵体由支架、支架组件装配在一起。

所述的海水COD自动检测仪，其特点是：电机轴通过连接轴与丝杆连接，丝杆通过丝杆螺母与滑动支架连接，滑动支架与两个活塞装配在一起。

所述的海水COD自动检测仪，其特点是：消解装置包括消解池、消解池盖，消解池内装有加热机构和测温传感器，加热机构和测温传感器固装于消解池盖，消解池盖上设有进液管，控制器连接控制加热传感器和测温传感器。

所述的海水COD自动检测仪，其特点是：消解装置用聚四氟乙烯材料制作，消解池盖与消解池螺母紧固密封；消解池盖设有两液体入口及加热、测温机构固定装置，消解池下部设有液体出口，液体入口与出口由圆形聚四氟管、空心螺母和密封垫圈紧固密封。

本发明具有的优点和积极效果：

海水COD自动检测仪采用了本发明全新的技术方案，设计双柱塞泵、消解池、光电检测系统和耐腐蚀比例分配阀，采用化学计量学原理设计数据处理软件，应用控制器实现仪器系统控制。本发明具有取样量准确、检测结果准确度、精密度高，消解池升温速度快、消解效率高，实现温度原位检测控制，零点漂移自动校正，样品自动检测、标准工作曲线在线多点校正、样品在线稀释，检测数据在线处理、数据自动存贮与自动传输等功能。海水COD自动检测仪具有集远程控制、溶液自动采集，加热消解，光度检测，数据处理，检测结果存贮与输出，结构简单，操作方便，性能可靠，检测速度快、检测效率高等优点的海水COD自动检测用仪器。

附图说明

图1是本发明连接结构示意图；

图2是本发明安装结构示意图；

图3是双柱塞泵结构示意图；

图4是图3的前视结构示意图；

图5是消解装置结构示意图；

图6是图5的俯视结构示意图。

图中，1-工控机电源，2-温度变送器，3-工控机，4-控制板，5-固态继电器，6-控制电源，7-双柱塞泵，7.1-单向阀，7.2-单向阀座，7.3-柱塞泵体，7.4-活塞，7.5-螺母，7.6-轴承，7.7-压板，7.8-直线轴承，7.9-滑动支架，7.10-连接轴，7.11-顶丝，7.12-支架，7.13-电机，7.14-支架组件，7.15-光轴，7.16-螺母，7.17-丝杆螺母，7.18-丝杆，7.19-螺钉，8-消解装置，8.1-空心螺母，8.2-聚四氟管，8.3-铂电阻，8.4-消解池盖，8.5-消解池，8.6-加热棒，8.7-孔，8.8-空心螺母，8.9-出液管，9-计量器，10-比例分配阀A、B，11-空气通道，12-高锰酸钾试剂瓶，13-光电检测器，14-废液池，15-零漂校正液通道，16-被测海水通道，17-标准海水通道，18-高锰酸钾通道，19-单向阀，20-挤压阀，21-空气通道，22-硫酸通道，23-NaOH通道，24冷却器，25-挤压阀，26-挤压阀。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参阅附图1、图2、图3、图4、图5和图6。

海水COD自动检测仪，包括工控机、控制装置、检测装置和仪器软件。工控机分别与控制装置、检测装置连接，仪器在软件的支持下实现自动检测。其检测装置包括电机1、双柱塞泵7、比例分配阀10、消解池8和光电检测器26，电机轴通过丝杆连接双柱塞泵，双柱塞泵7连接计量器9。计量器9分为计量器A和计量器B；计量器9 A和计量器9B分别连接比例分配阀10A、10B；比例分配阀10A分别连接空气通道11、被测海水通道16与海水样品溶液、标准海水通道17与标准海水试剂瓶、零漂校正液通道15与零漂校正液试剂瓶，比例分配阀10B分别连接高锰酸钾通道18与高锰酸钾试剂瓶、硫酸通道22与硫酸试剂瓶、氢氧化钠通道23与氢氧化钠、空气通道21。计量器A和计量器B；经管路和单向阀19连通消解装置8，计量器B经管路和挤压阀20连通消解装置8。消解装置8经管路连接冷却器24、挤压阀25连接光电检测器13。光电检测器13经管路连接计量器B。光电检测器13连接管路出口装有挤压阀26、废液池14。工控机连接控制电机1，工控机3通过固态继电器5连接控制加热器、光电传感器13。工控机3通过控制板4连接显示屏和打印机输出设备。工控机3配有工控机电源1，工控机电源1连接控制电源6。控制装置包括步进电机驱动电路4，比例分配阀开关电路4，温度变送器2，数据采集电路3和信息接受和检测结果上传装置15并分别连接在工控机3。

海水COD检测仪的双柱塞泵，包括电机、双柱塞泵体和活塞，电机连接活塞，柱塞泵体内有活塞，其电机7.13轴通过连接轴7.10与丝杆7.18连接，连接轴7.10通过顶丝7.11固定连接电机7.13轴和丝杆7.18。丝杆7.18通过丝杆螺母7.17与滑动支架7.9连接，滑动支架7.9与两个活塞7.4装配在一起。两个活塞7.4装在两个柱塞泵体7.3内，电机7.13与柱塞泵体7.3由支架7.12、支架组件7.14装配在一起。支架7.12和支架组件7.14之间装有滑动光轴7.15。滑动光轴7.15由螺钉7.19固定于支架7.12，由螺母7.5固装于支架组件7.14。滑动光轴15通过直线轴承7.8穿过滑动支架7.9，保持两个活塞7.4推拉平稳。活塞7.4通过螺母7.16固定于滑动支架7.9。柱塞泵体7.3通过压板7.7固装于支架组件7.14。支架组件7.14装有固定支撑丝杆7.18的轴承7.6。

海水COD自动检测仪的消解装置，包括消解池、消解池盖，消解池上装有消解池盖，其消解池8.5内装有加热机构和测温传感器。测温传感器与温度变送器2连接。加热机构为铂电阻8.3，铂电阻8.3连接装有加热棒8.6，加热机构固装于消解池盖8.4。消解池盖8.4上设有进液管，装有紧固密封空心螺母8.1。消解池下部设有出口，出口由空心螺母8.8紧固密封，空心螺母8.8内装有出液管8.9。进液管和出液管8.9为圆形聚四氟管8.2。进液管为两根圆形聚四氟管8.2。消解池盖8.4上设有排气孔8.7。

该海水COD自动检测仪的工作过程：

兹例举以下实施例(1)，进行标准工作曲线和线性方程的制作：空气比例分配阀通道11关、海水比例分配阀通道16关、标准海水比例分配阀通道17开、零漂校正液比例分配阀通道21关，空气比例分配阀通道15关，高锰酸钾比例分配阀通道18开、硫酸比例分配阀通道22关、氢氧化钠比例分配阀通道23关，定量管A、B分别吸入标准海水溶液和高锰酸钾溶液；空气比例分配阀通道11关、海水比例分配阀通道16关、标准海水比例分配阀通道17关、零漂校正液比例分配阀通道21开，空气比例分配阀通道15关、硫酸比例分配阀通道22关、氢氧化钠比例分配阀通道23开，定量管A、B分别吸入零漂校正液和氢氧化钠溶液；空气比例分配阀通道11、15开、海水比例分配阀通道16关、标准海水比例分配阀通道17关、高锰酸钾比例分配阀通道18关，零漂校正液比例分配阀通道21关、硫酸比例分配阀通道22关、氢氧化钠空气比例分配阀通道23关，定量管A、B分别吸入空气，使定量管A、B内溶液混合；单向阀19通、挤压阀20开，其他通道关，将四种溶液推入消解装置8；单向阀截止、挤压阀20关，加热消解装置加热、恒温进行化学反应；硫酸比例分配阀通道22开、空气比例分配阀通道11开，计量器B和A分别吸入硫酸溶液和空气；硫酸比例分配阀通道22关、挤压阀20开，其它阀关，将硫酸溶液推入消解装置；挤压阀20关、挤压阀25开，零漂校正液比例分配阀通道21、空气比例分配阀通道11开、计量器B和A分别吸入消解池中反应后溶液和零漂校正液及空气清洗计量管A；挤压阀25关、挤压阀20关、挤压阀26开，零漂校正液比例分配阀通道21、空气比例分配阀通道11、海水比例分配阀通道16、标准海水比例分配阀通道17关，高锰酸钾比例分配阀通道18关，空气比例分配阀通道15关，硫酸比例分配阀通道22关、氢氧化钠比例分配阀通道23关，推出计量管B中反应后的均匀混合的溶液进行光电检测得吸光度值，排出废液，同时推出计量管A中零漂校正液进入消解池清洗消解池；挤压阀25开、空气比例分配阀通道11开、其它阀关，吸出消解池中零漂校正液进入计量管B并进行清洗；挤压阀26开、空气比例分配阀通道11开、其它阀关，推出计量管B中零漂校正液清洗光电检测器通过挤压阀26进入废液池；在检测过程中，固定高锰酸钾、氢氧化钠、硫酸比例分配阀通道通断时间，即固定3种试剂的取液体积，改变标准海水比例分配阀通道的通断时间与零漂校正液比例分配阀通道通断时间，即可改变标准海水与零漂校正液体积梯度比，实现检测不同浓度的标准海水的吸光度，用线性回归法拟合标准工作曲线，获得标准工作曲线方程，自动存贮在工控机内存，被调用计算海水COD含量。

兹例举以下实施例(2)，进行海水COD的检测：空气比例分配阀通道11关、海水比例分配阀通道16开、标准海水比例分配阀通道17关、零漂校正液比例分配阀通道21关，空气比例分配阀通道15关，高锰酸钾比例分配阀通道18开、硫酸比例分配阀通道22关、氢氧化钠比例分配阀通道23关，定量管A、B分别吸入海水溶液和高锰酸钾溶液；空气比例分配阀通道11关、海水比例分配阀通道16关、标准海水比例分配阀通道17关、零漂校正液比例分配阀通道21开，空气比例分配阀通道15关、硫酸比例分配阀通道22关、氢氧化钠比例分配阀通道23开、高锰酸钾比例分配阀通道18关，定量管A、B分别吸入零漂校正液和氢氧化钠溶液；空气比例分配阀通道11、15开、海水比例分配阀通道16关、标准海水比例分配阀通道17关、零漂校正液比例分配阀通道21关，高锰酸钾比例分配阀通道18关、硫酸比例分配阀通道22关、氢氧化钠比例分配阀通道23关，定量管A、B分别吸入空气，使定量管A、B内溶液混合；单向阀19通、挤压阀20开，其他通道关，将四种溶液推入消解装置8；单向阀截止、挤压阀20关，加热消解装置加热、恒温进行化学反应；硫酸比例分配阀通道22开、空气比例分配阀通道11开，计量器B和A分别吸入硫酸溶液和空气；硫酸比例分配阀通道22关、挤压阀20开，其它阀关，将硫酸溶液推入消解装置；挤压阀20关、挤压阀25开，零漂校正液比例分配阀通道21、空气比例分配阀通道11开、计量器B和A分别吸入反应后的溶液和零漂校正液及空气清洗计量管A；挤压阀25关、挤压阀20关、挤压阀26开，零漂校正液比例分配阀通道21、空气比例分配阀通道11、海水比例分配阀通道16、标准海水比例分配阀通道17关，高锰酸钾比例分配阀通道18关，空气比例分配阀通道15关，硫酸比例分配阀通道22关、氢氧化钠比例分配阀通道23关，推出计量管B中反应后的均匀混合的溶液进行光电检测得吸光度值，排出废液，同时推出计量管A中零漂校正液进入消解池清洗消解池；挤压阀25开、空气比例分配阀通道11开、其它阀关，吸出消解池中零漂校正液进入计量管B并进行清洗；挤压阀26开、空气比例分配阀通道11开、其它阀关，推出计量管B中零漂校正液清洗光电检测器通过挤压阀26进入废液池；根据在检测过程中获得吸光度值，自动调用标准工作曲线方程，计算海水COD含量，自动存贮在工控机内存。

兹例举以下实施例(3)，进行海水的在线稀释与检测：海水COD自动检测仪的工作过程同实施例(2)。在检测过程中，固定高锰酸钾、氢氧化钠、硫酸比例分配阀通道通断时间，即固定3种试剂的取液体积，改变海水比例分配阀通道的通断时间与零漂校正液比例分配阀通道通断时间，即可改变海水与零漂校正液体积梯度比，实现检测不同浓度的海水的吸光度，自动调用标准工作曲线方程，计算海水COD含量。

兹例举以下实施例(4)，进行标准工作曲线的多点校正：海水COD自动检测仪的工作过程同实施例(1)。在检测过程中，固定高锰酸钾、氢氧化钠、硫酸比例分配阀通道通断时间，即固定3种试剂的取液体积，改变标准海水比例分配阀通道的通断时间与零漂校正液比例分配阀通道通断时间，即可改变标准海水与零漂校正液体积梯度比，实现检测多个不同浓度的标准海水的吸光度，调用标准工作曲线方程，计算标准海水COD含量、相对误差，评价、校正仪器线性方程。

兹例举以下实施例(5)，进行仪器漂移的校正：海水COD自动检测仪的工作过程：空气比例分配阀通道11关、海水比例分配阀通道16关、标准海水比例分配阀通道17关、零漂校正液比例分配阀通道21开，空气比例分配阀通道15关，高锰酸钾比例分配阀通道18开、硫酸比例分配阀通道22关、氢氧化钠比例分配阀通道23关，定量管A、B分别吸入零漂校正液和高锰酸钾溶液；空气比例分配阀通道11关、海水比例分配阀通道16关、标准海水比例分配阀通道17关、零漂校正液比例分配阀通道21开，空气比例分配阀通道15关、硫酸比例分配阀通道22关、氢氧化钠比例分配阀通道23开，定量管A、B分别吸入零漂校正液和氢氧化钠溶液；空气比例分配阀通道11、15开、海水比例分配阀通道16关、标准海水比例分配阀通道17关、高锰酸钾比例分配阀通道18关，零漂校正液比例分配阀通道21关、硫酸比例分配阀通道22关、氢氧化钠空气比例分配阀通道23关，定量管A、B分别吸入空气，使定量管A、B内溶液混合；单向阀19通、挤压阀20开，其他通道关，将两种溶液推入消解装置8；单向阀截止、挤压阀20关，加热消解装置加热、恒温进行化学反应；硫酸比例分配阀通道22开、空气比例分配阀通道11开，计量器B和A分别吸入硫酸溶液和空气；硫酸比例分配阀通道22关、挤压阀20开，其它阀关，将硫酸溶液推入消解装置；挤压阀20关、挤压阀25开，零漂校正液比例分配阀通道21、空气比例分配阀通道11开、计量器B和A分别吸入消解池中反应后溶液和零漂校正液及空气清洗计量管A；挤压阀25关、挤压阀20关、挤压阀26开，零漂校正液比例分配阀通道21、空气比例分配阀通道11、海水比例分配阀通道16、标准海水比例分配阀通道17关，高锰酸钾比例分配阀通道18关，空气比例分配阀通道15关，硫酸比例分配阀通道22关、氢氧化钠比例分配阀通道23关，推出计量管B中反应后的均匀混合的溶液进行光电检测得吸光度值，排出废液，同时推出计量管A中零漂校正液进入消解池清洗消解池；挤压阀25开、空气比例分配阀通道11开、其它阀关，吸出消解池中零漂校正液进入计量管B并进行清洗；挤压阀26开、空气比例分配阀通道11开、其它阀关，推出计量管B中零漂校正液清洗光电检测器通过挤压阀26进入废液池；根据检测光度值与高锰酸钾溶液基准光度值比较，计算相对误差，评价仪器的稳定性与检测器的灵敏度是否达到技术指标，结果在允许相对误差范围内表示仪器正常。能进行正常检测。

海水COD自动检测仪，采用发明的海水COD检测方法原理，双柱塞泵、比例分配采样梯度系统、消解池和光电检测系统，采用化学计量学原理设计数据处理软件，控制学原理设计仪器控制软件，应用工控机实现仪器系统接受控制指令，进行仪器系统的自动检验、工作曲线的多点校正、样品的检测在线稀释检测、数据处理、数据存贮与传输。本实施例具有所述的优点和积极效果。

Claims (10)

1.一种海水COD自动检测仪，包括控制装置和检测装置，控制装置连接控制检测装置，其特征是：检测装置包括电机、双柱塞泵、消解装置、光电检测器，电机轴通过丝杆连接双柱塞泵，双柱塞泵分别连接计量器A和计量器B，计量器A和计量器B经管路和电磁阀与待测海水和试剂管路相连接，计量器A和计量器B经管路和电磁阀连接消解装置，消解装置经管路和电磁阀连接光电传感器，控制器连接控制电机、电磁阀。

2.根据权利要求1所述的海水COD自动检测仪，其特征是：双柱塞泵通过管路与计量器、比例分配阀和各种样品和试剂溶液连接，计量器通过管路、单向阀、挤压阀与消解池连接。

3.根据权利要求1所述的海水COD自动检测仪，其特征是：消解装置经管路连接冷却器，冷却器经管路连接光电传感器，控制器连接控制光电传感器。

4.根据权利要求1所述的海水COD自动检测仪，其特征是：光电传感器经管路连接计量器，光电传感器连接管路出口装有电磁阀。

5.根据权利要求1所述的海水COD自动检测仪，其特征是：试剂管路为高锰酸钾管路、硫酸管路、NaOH管路。

6.根据权利要求1所述的海水COD自动检测仪，其特征是：计量器A和计量器B经管路和电磁阀连接空气管路、零漂管路、标准海水管路。

7.根据权利要求1所述的海水COD自动检测仪，其特征是：双柱塞泵包括柱塞泵体和活塞，电机轴通过丝杆连接两个活塞，两个活塞装在两个柱塞泵体内，电机与柱塞泵体由支架、支架组件装配在一起。

8.根据权利要求7所述的海水COD自动检测仪，其特征是：电机轴通过连接轴与丝杆连接，丝杆通过丝杆螺母与滑动支架连接，滑动支架与两个活塞装配在一起。

9.根据权利要求1所述的海水COD自动检测仪，其特征是：消解装置包括消解池、消解池盖，消解池内装有加热机构和测温传感器，加热机构和测温传感器固装于消解池盖，消解池盖上设有进液管，控制器连接控制加热传感器和测温传感器。

10.根据权利要求9所述的海水COD自动检测仪，其特征是：消解装置用聚四氟乙烯材料制作，消解池盖与消解池螺母紧固密封；消解池盖设有两液体入口及加热、测温机构固定装置，消解池下部设有液体出口，液体入口与出口由圆形聚四氟管、空心螺母和密封垫圈紧固密封。

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