CN102175607B - 一种小型多功能样品检测室 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种小型多功能在线样品光学检测室，其包括流通检测池、恒温超声水槽和超声换能器，流通检测池位于恒温超声水槽内，恒温超声水槽内盛有蒸馏水，所述流通检测池的下2/3部分淹没于蒸馏水之中，超声换能器设置于恒温超声水槽底部，与超声发生器连接。本发明它借鉴超声清洗技术，把流通检测池安装于小型超声水槽中，利用超声清洗与搅拌技术实现对流通检测池的清洗和对其内样品反应体系的搅拌，同时，由于采用超声水浴技术，可以实现流通检测池的水浴恒温，这样集流通检测池的搅拌、清洗与恒温三种功能于一体，简化了检测室结构。

Description

一种小型多功能样品检测室

技术领域

本发明属于在线光谱水质分析与监测技术领域，涉及一种针对流通检测池内样品反应体系集搅拌、恒温与流通检测池清洗三种功能于一体的小型在线样品光学检测室。

背景技术

样品检测室（下文简称样品室）在环境、材料、医药、生化和水质分析等许多领域有着广泛而重要的应用，尤其是针对在线分析仪器而言，样品室堪称系统的关键技术。样品室至少需要具有自动搅拌、自动清洗与自动恒温等三种基本功能。传统的样品室一般采用搅拌棒或磁力搅拌、清洗液冲洗和金属传热快速恒温的技术措施，其系统复杂，在多功能系统集成方面或多或少地存在一定的技术＼不足。

采用搅拌棒搅拌，在一定程度上不易清洗，存在交叉污染。在野外环境中，仪器常会受到震动等因素的作用，搅拌棒有可能产生位置偏移。采用磁力搅拌，则在样品室下方需要一个直流电机带动磁体旋转，增加了系统的复杂性。此外，对于在线监测仪器而言，如果采用稍大的样品池或较多的样品溶液，磁搅拌不但不能起到样品溶液整体混匀作用，反而有可能使磁搅拌子堵塞流通池的排废口。样品池的冲洗，目前主要是专用清洗液冲洗，然而对于野外无人值守的水质监测分析仪器，这样会消耗大量的专用清洗液，很不经济。至于目前多数样品室采用的金属传热快速恒温技术，虽然恒温速度快，精度控制也较高，则普遍存在受热不均的问题。

此外，采用以上技术措施，则使得系统在功耗、体积和集成性方面均存在一定技术不足。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术在多功能系统集成方面存在的不足，提供一种集流通检测池的搅拌、清洗与恒温三种功能于一体的小型在线样品光学检测室。它借鉴超声清洗技术，把流通检测池安装于小型超声水槽（清洗槽）中，利用超声清洗与搅拌技术实现对流通检测池的清洗和对其内样品反应体系的搅拌。同时，由于采用超声水浴技术，自然就可以实现流通检测池的水浴恒温。这样既简化了系统结构，也实现了三项基本功能的检测室集成。

本发明提供的小型多功能样品检测室由流通检测池、恒温超声水槽、超声换能器组成。

所述流通检测池位于恒温超声水槽内，恒温超声水槽内盛有蒸馏水，所述流通检测池的下2/3部分淹没于蒸馏水之中。  

所述恒温超声水槽的下部两侧对应开有石英玻璃光窗，供检测光路通过。所述恒温超声水槽的中部外周设置有热电温控模块。所述恒温超声水槽的上部设置有蒸馏水进口，并在顶部用盖板盖住，在盖板上设置连通流通检测池的待检样品进口、反应试剂进口和清洗用蒸馏水进口。所述恒温超声水槽的槽底设置有蒸馏水出口，通过管路连接废液池，并在管路上安装电磁阀。

所述超声换能器设置于恒温超声水槽底部，与超声发生器连接。

所述流通检测池底部接有排废管，从恒温超声水槽底部穿出，接入废液池，并在排废管上安装有直流泵；所述流通检测池上部接有溢流管，从恒温超声水槽上部穿出。

本发明中，流通检测池是样品检测室的核心，它通过机械结构安装于不锈钢超声水槽的正中，水槽内盛蒸馏水，流通检测池的下2/3部分淹没于蒸馏水之中，实验研究证明，蒸馏水作为检测光路之一部分（检测光路通过蒸馏水进入流通检测池，再经过蒸馏水出样品室）对检测光强的吸收很小，可以忽略不计。这样，安装于不锈钢水槽正下方的超声换能器产生的超声波（40Hz,10W）就可以穿过槽底蒸馏水进入流通检测池中，对池内样品反应体系起到搅拌作用，完成光学检测后，在注水清洗流通检测池时，超声波又可以起到清洗的作用。同时，由于流通检测池的大部分淹没于蒸馏水中，这样，很容易在热电温控的作用下实现对样品反应体系的水浴恒温。

本发明的优点：

1、超声清洗作为无刷清洗，不需要专用清洗液，残留少，清洗效果非常好；

2、超声搅拌可以快速混匀样品反应体系，有效促进化学反应速度,从而提高样品检测效率；

3、水浴恒温可以保证化学反应的温度可控，同时在一定的温度下，超声清洗和搅拌会起到更好的效果；

4、流通检测池是一体化熔融玻璃流通检测池，具有很强的耐酸碱腐蚀性、并且能够经受小功率超声波的振荡，具有很强的可靠性和稳定性；

5、在线样品检测室在体积、功耗和多功能系统集成方面均具有一定的技术优势。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-超声水槽蒸馏水进口、2-超声水槽蒸馏水出口、3-排废电磁阀、4-蒸馏水、5-流通检测池、6-检测光路、7-盖板、 8-待检水样进口、9-反应试剂进口、10-清洗用蒸馏水进口、11-流通检测池溢流管、12-废液池、13-流通检测池排废管、14-直流蠕动泵、15-不锈钢槽底、16-恒温超声水槽、17-超声波、18-石英玻璃光窗、19-样品反应体系、20-热电温控模块、21-超声换能器、22-超声发生器。

具体实施方式

       下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

  参见图1,一种小型多功能在线样品光学检测室，其包括流通检测池5、恒温超声水槽16和超声换能器21，所述流通检测池5位于恒温超声水槽16内，恒温超声水槽内盛有蒸馏水4，所述流通检测池5的下2/3部分淹没于蒸馏水4之中。   

所述恒温超声水槽16的下部两侧对应开有石英玻璃光窗18，供检测光路6通过；所述恒温超声水槽16的中部外周设置有热电温控模块20；所述恒温超声水槽16的上部设置有蒸馏水进口1，并在顶部用盖板7盖住，在盖板7上设置连通流通检测池的待检样品进口8、反应试剂进口9和清洗用蒸馏水进口10；所述恒温超声水槽的槽底设置有蒸馏水出口2，通过管路连接废液池12，并在管路上安装排废电磁阀3。

所述超声换能器21设置于恒温超声水槽底部，与超声发生器22连接；

所述流通检测池底部接有排废管13，从恒温超声水槽底部穿出，并与恒温超声水槽密封固定，所述排废管13接入废液池，并在排废管上安装有直流蠕动泵14；所述流通检测池上部接有溢流管11，从恒温超声水槽上部穿出，并与恒温超声水槽密封固定。

      恒温超声水槽16的蒸馏水进口1接步进电机蠕动泵可以精确注进一定体积的蒸馏水，水槽废水出口2接电磁阀3可以排掉槽内不洁蒸馏水，这样，针对在线样品检测而言，样品室内的蒸馏水4可以每天换一次，并且水位淹没流通检测池5的下2/3部分，以保证检测光路6必需的蒸馏水的洁净度、水浴恒温所需的水量以及超声清洗搅拌的正常进行。

样品室的盖板7通过机械结构固定，其上有三个进口(待检水样进口8、反应试剂进口9、清洗用蒸馏水进口10)在样品室内接流通检测池，在样品室外分别接三个步进电机蠕动泵，以实现精确进样与高效清洗。同时，流通检测池的溢流管11通过密封固定结构伸出样品室，通过硅胶管与废液池12连接，是流路进样故障时的安全保证，流通检测池的排废管13也通过密封固定结构伸出样品室，接直流蠕动泵14可以实现快速排废。

恒温超声水槽16的不锈钢槽底15和四壁均达到一定的薄度，以尽量减少超声波17能量在金属内的损耗，同时也保证大部分超声波能量传到蒸馏水和流通检测池内，使超声搅拌和清洗非常充分。石英玻璃光窗18通过密封结构固定于水槽侧壁上，保证了检测光路的顺利通过，通过对样品反应体系19的光谱分析，可实现对水中待检物质浓度的在线光谱检测。此外，在水槽外壁上安装热电控制模块20，可以实现对流通检测池内样品反应体系的水浴恒温。 

Claims (2)

1.一种小型多功能在线样品光学检测室，其包括流通检测池，其特征在于：

其还包括一恒温超声水槽和超声换能器，所述流通检测池位于恒温超声水槽内，恒温超声水槽内盛有蒸馏水，所述流通检测池的下2/3部分淹没于蒸馏水之中；   

所述恒温超声水槽的下部两侧对应开有石英玻璃光窗，供检测光路通过；所述恒温超声水槽的中部外周设置有热电温控模块；所述恒温超声水槽的上部设置有蒸馏水进口，并在顶部用盖板盖住，在盖板上设置连通流通检测池的待检样品进口、反应试剂进口和清洗用蒸馏水进口；所述恒温超声水槽的槽底设置有蒸馏水出口，通过管路连接废液池，并在管路上安装电磁阀；

所述超声换能器设置于恒温超声水槽底部，与超声发生器连接；

所述流通检测池底部接有排废管，从恒温超声水槽底部穿出，并与恒温超声水槽密封固定，所述排废管接入废液池，并在排废管上安装有直流泵；所述流通检测池上部接有溢流管，从恒温超声水槽上部穿出，并与恒温超声水槽密封固定。

2.根据权利要求1所述的小型多功能在线样品光学检测室，其特征在于：所述恒温超声水槽采用不锈钢。

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