CN102175826A - 水质在线分析系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水质在线分析系统，包括水质在线分析仪，所述水质在线分析仪包括取样装置、流路装置、测量装置，所述水质在线分析系统进一步包括：上位机，所述上位机用于根据编辑的子命令建立命令库，并根据所述水质在线分析仪的任务而选择子命令并生成流程信息，将所述流程信息传送到所述控制装置；控制装置，所述控制装置用于根据接收到的所述流程信息控制所述取样装置、流路装置和测量装置执行所述任务。

Description

水质在线分析系统及方法

技术领域

本发明涉及水质分析，特别涉及水质在线分析系统及方法。

背景技术

伴随着经济的发展和生活水平的提高，生存环境的污染也越来越严重，水质污染尤为突出。工业废水、生活污水、农田污水、生活垃圾、矿山污水等等都无时无刻的腐蚀着我们的水环境，造成水中溶解氧降低，无机和有机化学药品增加，酸碱度异常，重金属超标，悬浮物、油类物质含量增加等一系列严重危害人类生命安全的情况。我国对水资源保护日益重视，污水的净化处理就显得越来越重要，而与之配套的处理过程所需的水质分析仪是必不可少的，对水质的在线监测具有重要意义。

然而，现有水质分析仪的分析水平还很有限，测量精度也较低；由于水质分析研发起步比较晚，对水质现场的恶劣环境考虑也不足够周全，常常会出现“实验室可行，现场不可工作”的情况，导致仪器的准确度、灵敏度、稳定性、重复性线性范围、响应时间等都大幅度降低。这些情况都将导致需要更换仪器软件或是硬件的情况，成本和代价都较高，因此，迫切需要一种最大限度上降低维护成本和减少维护风险的方案。

研发过程中。涉及到对很多对仪器的具体操作，如任务开停、泵阀操作、消解时间等。目前的处理方法是研发人员撰写仪器操作流程图，软件开发人员根据流程图将操作步骤以代码形式写入仪器，仪器按照该步骤执行。当流程出错或者不合理时，研发人员又需要重新提供流程图，软件人员进行新一轮编码。既增加了软件人员的工作量，也减少了仪器的灵活性，增加了仪器软件的耦合度。

发明内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供一种水质在线分析系统及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种水质在线分析系统，包括水质在线分析仪，所述水质在线分析仪包括取样装置、流路装置、测量装置，所述水质在线分析系统进一步包括：

上位机，所述上位机用于根据编辑的子命令建立命令库并存储，根据所述水质在线分析仪的任务而选择所述命令库中的子命令并生成流程信息，将所述流程信息传送到所述控制装置；

控制装置，所述控制装置用于根据接收到的所述流程信息控制所述取样装置、流路装置和测量装置执行所述任务。

根据上述的水质在线分析系统，所述上位机进一步包括：

存储模块，所述存储模块用于存储所述命令库；

显示模块，所述显示模块用于显示所述子命令、所述流程信息；

编辑模块，所述编辑模块用于编辑人员依据子命令而编辑生成流程信息；

通讯模块，所述通讯模块用于将所述流程信息传送到所述控制装置。

根据上述的水质在线分析系统，所述子命令对应于所述水质在线分析仪中部件的操作。

根据上述的水质在线分析系统，所述子命令进一步包括：

子命令名称、命令码。

根据上述的水质在线分析系统，所述子命令进一步包括命令参数。

根据上述的水质在线分析系统，所述流程信息进一步包括：

流程任务、版本号、子命令。

根据上述的水质在线分析系统，所述取样装置进一步包括：取样泵。

根据上述的水质在线分析系统，所述流路装置进一步包括：多位阀，测量室，连接所述多位阀和测量室、取样装置的管线，连接待测水样、试剂的管线，设置在所述测量室两端的阀。

本发明的目的还通过以下技术方案得以实现：

一种水质在线分析方法，所述水质在线分析方法包括以下步骤：

(A1)在上位机上编辑子命令，建立命令库并存储；

(A2)在上位机上，根据水质在线分析系统的任务而选择所述命令库中的子命令，并生成流程信息，将所述流程信息传送到控制装置；

(A3)控制装置根据接收到的所述流程信息控制所述水质在线分析仪执行所述任务。

根据上述的水质在线分析方法，所述子命令对应于所述水质在线分析仪中部件的操作。

根据上述的水质在线分析方法，所述子命令进一步包括：

子命令名称、命令码。

根据上述的水质在线分析方法，所述子命令进一步包括命令参数。

根据上述的水质在线分析方法，所述流程信息进一步包括：

流程任务、版本号、子命令。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

通过以上方法实现对分析仪的可控性操作，对于分析仪研发阶段来说，只需软件人员建立完善的流程命令库，并提供可视化用户界面。而用户即可编辑和上传流程信息至分析仪，从而实现对分析仪不同的组合操作。提高了研发阶段的研发效率，增加了不同外界环境的适应性，同时也减少了研发阶段对软件人员的高依赖性，降低了软件人员不停的更新版本所带来的负面影响。

工程维护方面，减少了工程人员维护的工作量，同时，通过流程信息加密的方式，也确保了研发信息不会泄露。该方法减小了目前软件需要经常更新，而导致版本混乱、工程人员管理时容易出错的几率。

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1是根据本发明实施例的水质在线分析系统的基本结构图；

图2是根据本发明实施例中的显示模块的显示示意图；

图3是根据本发明实施例的水质在线分析仪的基本结构图；

图4是根据本发明实施例的水质在线分析方法的流程图。

具体实施方式

图1-4和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

实施例：

图1示意性地给出了本发明实施例的水质在线分析系统的基本结构图。如图1所示，所述水质在线分析系统包括：

上位机，所述上位机用于根据编辑的子命令建立命令库，并根据所述水质在线分析仪的任务而选择所述命令库中的子命令并生成流程信息，将所述流程信息传送到控制装置；所述上位机包括存储模块、显示模块、编辑模块和通讯模块。

所述存储模块用于存储在该上位机上编辑好的子命令(涉及泵、阀、温控等部件的操作动作)，从而形成命令库并存储。所述显示模块用于显示所述命令库中的子命令、编辑好的流程信息，可采用各种显示器。所述编辑模块用于依据所述分析系统的任务在所述命令库中选择子命令，生成流程信息，如图2所示。所述通讯模块用于将所述流程信息传送到控制装置；所述通讯模块采用有线或无线的通讯方式。

水质在线分析仪，所述分析仪包括取样装置、流路装置、测量装置和控制装置。

图3示意性地给出了本发明实施例的水质在线分析仪的基本结构图，如图3所示，所述取样装置包括注射泵1。所述流路装置包括多位阀4，存液单元3、测量室6，连接所述多位阀4和测量室6、取样装置的管线，连接待测水样、试剂的管线，排废管线9，设置在所述测量室两端的阀10、11。所述测量装置包括光源5、探测器7、分析单元和控温单元，所述控温单元用于控制所述测量室内液体的温度。

控制装置，所述控制装置用于根据接收到的所述流程信息而控制所述水质在线分析仪执行所述任务。如，控制多位阀的切换，泵抽取待测水样，试剂的体积，测量室内液体的温度等。

可选地，所述子命令包括名称、命令码，便于所述控制装置识别，而且子命令之间不会干扰。

可选地，所述子命令还带有命令参数，所述命令参数对应该子命令涉及的部件的运行参数，如泵抽取试剂的体积，测量室内温度。

可选地，所述流程信息包括流程任务、版本号以及子命令。

图4示意性地给出了本发明实施例的水质在线分析方法的流程图，如图4所示，所述分析方法包括以下步骤：

(A1)开发人员在上位机上编辑子命令，建立命令库并存储；

在现有技术中，完整的水质分析过程大致为：样品准备、样品测量、液体进入、消解加热、降温测量、排液、零液测量、排液结束。而上述过程涉及到部件的动作，如：多位阀控制待测量水样和各类化学溶液流入，注射泵控制阀位转置、活塞移动速度、排液和吸液，各消解阀打开关闭，嵌入式软件控制信号采集、消解持续时间、恒温控制、水泵开关、操作延时等等。将上述每一个动作定义为子命令，上述子命令经归纳整理后，由开发人员实现这些命令，从而形成一个命令库。

上述子命令分为无参数命令和有参数命令，每个命令可视为一个数据元，包含命令码和命令参数。因编辑方式为文本编辑，程序以符号“#”作为区分二者的标识。编辑过程中，有参数命令后必须跟随一个参数，否则程序将会以文本框的形式提示给用户。有参数命令又根据参数类型分为多种，参数类型可分别为整形，字节或者浮点型等。

(A2)在所述上位机上，根据水质在线分析仪的任务而选择所述命令库中的子命令，按照文本规范设置参数并排序，从而生成流程信息，将所述流程信息传送(有线或无线通讯方式)到控制装置；

所述流程信息包括三部分：流程任务、流程版本号以及子命令。所述流程任务与所述水质在线分析仪的任务一一对应。

所述流程信息对应一个或多个任务，如样品测量任务、参比电压获取任务、标定测量任务、检测室清洗任务、试剂导入任务、管路冲洗排空任务、预处理清洗任务、预处理清洗任务等等，而每一任务由若干个子命令组成，也即涉及到若干部件的操作。

在编辑所述流程信息时，需设置多位阀类型，注射泵类型和注射泵体积。注射泵类型和注射泵体积的选择会影响到有关注射泵的注射子操作，因为注射泵的移动是以“步数”为单位而向前移动或者后退，而用户关心的则是注射泵吸液或者排液了多少毫升，所以注射泵类型和体积的选择会影响到不同单位间的转换。如在选择“注射泵吸液”的子命令时，并且参数为三百毫升，则程序会根据注射泵类型和注射泵体积计算出注射泵要注入三百毫升所移动的步数。

(A3)控制装置根据接收到的所述流程信息控制取样装置、流路装置和测量装置执行所述水质在线分析仪的任务，如样品测量、标定、试剂导入等，从而实现水质的在线分析。

根据本发明实施例在废水在线分析系统中的应用。上位机设置在分析系统的提供商那里，编辑子命令，对应到分析仪中部件的操作，依据所述子命令建立命令库并存储。在水质在线分析仪出厂前，开发人员根据所述分析仪的应用现场状况、分析任务而创建流程信息，具体为：在所述命令库中选择子命令，按照文本规范设置参数并排序，从而生成流程信息。将所述流程信息通过有线的方式传送到所述水质在线分析仪。

在所述水质在线分析仪出厂后的应用中，当需要更改所述分析仪的操作时，开发人员在所述上位机上编辑新的流程信息，通过无线通讯方式传送到控制装置，或者将所述流程信息保存为流程文件，经过加密后发送给工程人员，由工程人员将新的流程信息写入分析仪的控制装置。

Claims (11)

1.一种水质在线分析系统，包括水质在线分析仪，所述水质在线分析仪包括取样装置、流路装置、测量装置，其特征在于：所述水质在线分析系统进一步包括：

上位机，所述上位机用于根据编辑的子命令建立命令库并存储，根据所述水质在线分析仪的任务而选择所述命令库中的子命令并生成流程信息，将所述流程信息传送到所述控制装置；

控制装置，所述控制装置用于根据接收到的所述流程信息控制所述取样装置、流路装置和测量装置执行所述任务。

2.根据权利要求1所述的水质在线分析系统，其特征在于：所述上位机进一步包括：

存储模块，所述存储模块用于存储所述命令库；

显示模块，所述显示模块用于显示所述子命令、所述流程信息；

编辑模块，所述编辑模块用于编辑人员依据子命令而编辑生成流程信息；

通讯模块，所述通讯模块用于将所述流程信息传送到所述控制装置。

3.根据权利要求1所述的水质在线分析系统，其特征在于：所述子命令对应于所述水质在线分析仪中部件的操作。

4.根据权利要求1所述的水质在线分析系统，其特征在于：所述子命令进一步包括：

子命令名称、命令码。

5.根据权利要求4所述的水质在线分析系统，其特征在于：所述子命令进一步包括命令参数。

6.根据权利要求1所述的水质在线分析系统，其特征在于：所述流程信息进一步包括：

流程任务、版本号、子命令。

7.一种水质在线分析方法，所述水质在线分析方法包括以下步骤：

(A1)在上位机上编辑子命令，建立命令库并存储；

(A2)在上位机上，根据水质在线分析仪的任务而选择所述命令库中的子命令，并生成流程信息，将所述流程信息传送到控制装置；

(A3)控制装置根据接收到的所述流程信息控制所述水质在线分析仪执行所述任务。

8.根据权利要求7所述的水质在线分析方法，其特征在于：所述子命令对应于所述水质在线分析仪中部件的操作。

9.根据权利要求7所述的水质在线分析方法，其特征在于：所述子命令进一步包括：

子命令名称、命令码。

10.根据权利要求7所述的水质在线分析方法，其特征在于：所述子命令进一步包括命令参数。

11.根据权利要求7所述的水质在线分析方法，其特征在于：所述流程信息进一步包括：

流程任务、版本号、子命令。

Images