CN103308467A

CN103308467A - 手持电子比色计及其使用方法

Info

Publication number: CN103308467A
Application number: CN2013101313225A
Authority: CN
Inventors: 郜子蕙; 郜子涵; 其他发明人请求不公开姓名
Original assignee: SHANGHAI LVDIST ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI LVDIST ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2033-04-17
Also published as: CN103308467B

Abstract

本发明涉及一种测量溶液颜色的手持式检测装置，通过目视比色半定量检测水介质中多种污染物的浓度。该装置由显示屏、电路板、存储卡、比色池、锂电池、塑料外壳组装而成。首先，将被测物质配制成标准色列，用数码相机拍照，电子色列图保存在存储卡并插到装置里。使用时，揿“选测”按钮选择所测物质，并将被测物质的显色液转移到比色池，贴近检测装置白光屏，左右移动比色池，与电子色列对比颜色深浅，确定色差最小的相邻色阶，即可估算所测物浓度。该检测装置结构简单，轻便小巧，掌上操作，可选配多种快速检测剂使用。电子色列代替传统纸质色阶，受自然环境影响小，晚上能正常使用，适合于多种物质的现场识别与快速检测。

Description

手持电子比色计及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种测量溶液颜色的小型检测装置，通过目视比色法鉴定与半定量检测水介质中污染物浓度。本发明属于分析检测领域。

背景技术

目前，在环境监测、水与食品成分分析、工业产品质量检验、农产品、土壤分析和医学检验等检测方法中，比色分析都被普遍使用，即选择显色剂与被测物质进行显色反应，借助纸质比色卡或分光光度计进行测定。目视比色法是根据视觉对颜色的感知鉴别颜色深浅，作为最经典的显色物质的鉴定和半定量检测方法，以分级比色卡为对照，配合现场显色检测剂使用，操作简单，携带方便，不需昂贵的检测仪器，非专业人员也可正常使用。目视比色法是环境监测、水质鉴定、食品与产品质量分析、医学检验的常规预检手段。目前，市场上有很多种类的比色检测试纸，已经广泛用于pH、农药残留、毒品、病毒，以及重金属（Y. Cui, J. Q. Liu, Z. J. Hu, X. W. Xu and H. W. Gao, Anal. Methods, 2012, 4: 3095）、酸雨（H. W. Gao and X. H. Xu, Chem. Comm., 2011, 47: 12810）等的鉴定分析。日本共立公司研制的氨氮、磷酸盐、硝酸盐、甲醛、余氯、氟化物、氰化物、COD和重金属等数十种水质快速测试包，主要用于清洁水污染物的比色分析；德国MACHEREY-NAGEL公司生产的镍、锑、铜、钙、氯化物、氰化物、硬度、铵、油等定性或半定量测试条，主要用于水质快速比色测试，随取随用；美国哈希公司研制的总硬度、氨氮、亚硝酸盐、磷酸盐、余氯、As、硝酸盐等20余种水质测试试纸、比色柱、比色盘，几分钟内可完成测量，适用于精度要求不高的野外使用。在国内，南通戴尔诺斯生物科技有限公司提供的尿液分析试纸可对葡萄糖、胆红素、酮体、潜血、蛋白、尿胆原、白血球、抗坏血酸等进行检测；杭州陆恒生物科技有限公司提供的总硬度、硫酸盐、铝、锌、汞、铅、双氧水、甲醛、尿素、维生素C、农药残留等20余种检测试纸，操作简单，户外检测携带方便；上海西宝生物科技有限公司提供的硬度、砷、铬（VI）、氯化物、亚硝酸盐、总氯、臭氧、总磷等水质快速检测试剂盒，通过目视比色法实现半定量分析。然而，所有传统目视比色法均使用纸质色阶，眼睛对颜色深浅的识别受环境光线影响很大，灵敏度低，误差大，而且比色卡只能在白天使用，因此给应急检测、废水排放随检、食品质量突查、特殊场合（如地下隧道、山洞等）检验工作等带来很多不便。本发明的手持电子比色计采用电子色列代替纸质色阶，实现对被测物质的鉴定与半定量分析，在现场分析检测中具有广阔应用前景。

发明内容

本发明的目的是设计一种携带使用方便、价格低廉的手持式溶液比色装置，并建立多种物质（氨、余氯、六价铬、硫化物、亚硝酸盐等）的电子色列，适合于水介质样品的现场鉴定和半定量分析。

为了达到上述目的，本发明提出电子比色法，所设计的手持电子比色计由显示屏、背光板、电路板、电源、SD存储卡、比色池等组成，其组装方法为：将一数码相框显示屏、背光板和电路板整体取出，按照图1，将显示屏（1）、背光板（13）、电路板（9）和锂电池组（10）粘贴到塑料盒壳（11）内，用导线把锂电池输出端依次与开关（7）、电路板电源接口（8）相接，输入端与充电插口（4）相接，将电路板上的功能选择线板（3）用导线引出接一按钮（6），并安装在塑料盒壳的右侧面板上，

其中：数码相框为市售6~8寸，SD存储卡为市售的1~8G闪存卡，比色池为市售光程3cm玻璃比色池，电源为市售5~12V 3000mA锂电池组。

手持电子比色计电子色列的建立：把被测物质如氨、余氯、六价铬、硫化物、亚硝酸盐等按浓度从低到高配制成八个显色溶液各10ml，转移到3cm比色池中，按颜色由浅到深顺序依次排列，放置在手持电子比色计的白光屏前，将SD存储卡插入一数码照相机，并在距离白光屏40~50cm位置正对八个比色池拍摄色列照片，然后将SD存储卡转插到手持电子比色计SD卡槽。

手持电子比色计使用方法：打开手持电子比色计的电源开关，10秒后自动显示SD存储卡里的色列图，揿右侧面板上的按钮直到出现被测物质（氨、余氯、六价铬、硫化物、亚硝酸盐等）色列图，将水质样品中被测物质的显色溶液移入比色池，贴近到色列图上方的白光屏，眼睛距离显示屏40~50cm，垂屏目视比色池溶液，并左右移动比色池，与下方八个色阶进行颜色深浅对比，确定色差最小的两个相邻色阶，估算被测物浓度即可。

该手持电子比色计具有以下特点：（1）结构简单，轻便手持，重量仅500g，即看即测，操作非常方便，非专业人员也可正常使用；（2）电子色列代替传统的纸质色阶，受自然环境光线影响小，晚上能正常使用；（3）可选配市售的显色检测剂使用，可用于水介质中多种微量物质（氨、余氯、六价铬、硫化物、亚硝酸盐、磷酸盐、水合肼、铁、铜、锰、镍等）的现场鉴定与半定量快速检测。

附图说明：图1为本发明的手持电子比色计结构图，包括: 1显示屏，2 SD卡槽，3 功能选择线板，4充电插口，5 数据线排，6 选测按钮，7 开关，8 电路板电源接口，9电路板，10 锂电池组，11塑料盒壳，12 比色池槽，13 背光板。

具体实施方式

实施例1 手持电子比色计的安装

将一6寸爱国者数码相框（DPF612型）的显示屏、背光板和电路板整体取出，将显示屏、背光板、电路板和7.4V 2200 mAh锂电池组粘贴到自行加工的塑料盒壳内，把锂电池输出端依次与开关、电路板电源接口用导线焊接，电池输入端焊接到充电插口，再用导线将一按钮与电路板上的功能选择线板焊接一起，然后将按钮粘贴在塑料盒壳右侧面板上即可。

实施例2

采用本发明的实施例1得到的手持电子比色计建立氨氮电子色列

配制0，0.20，0.50，0.70，1.0，1.5，2.0，3.0mg/L氨氮标准溶液各10ml,向溶液各加入0.3g氨氮显色检测剂（上海绿帝环保科技有限公司），摇动试管使检测剂完全溶解后，将溶液转移到3cm比色池中，10分钟时按颜色由浅到深顺序排列放置在手持电子比色计白光屏前，将一4G SD存储卡（Kingston公司）插入数码相机（尼康D300s），并在距离白光屏~50cm正对比色池拍摄一组色列图，然后将SD存储卡转插到电子比色计SD卡槽。

实施例3

采用本发明的实施例1得到的手持电子比色计建立余氯电子色列

配制0，0.20，0.40，0.70，1.0，1.5，2.0，3.0mg/L余氯标准溶液各10ml,向溶液各加入0.3g余氯显色检测剂（上海绿帝环保科技有限公司），摇动试管使检测剂完全溶解后，将溶液转移到3cm比色池中，10分钟后按颜色由浅到深顺序排列放置在手持电子比色计白光屏前，将一4G SD存储卡（Kingston公司）插入数码相机（尼康D300s），并在距离白光屏~50cm正对比色池拍摄一组色列图，然后将SD存储卡转插到电子比色计SD卡槽。

实施例4

采用本发明的实施例1得到的手持电子比色计建立六价铬电子色列

配制0，0.05，0.10，0.30，0.50，0.7，1.0，1.5mg/L六价铬标准溶液各10ml,向溶液各加入0.7g六价铬显色检测剂（上海绿帝环保科技有限公司），摇动试管使检测剂完全溶解后，将溶液转移到3cm比色池中，10分钟后按颜色由浅到深顺序排列放置在手持电子比色计白光屏前，将一4G SD存储卡（Kingston公司）插入数码相机（尼康D300s），并在距离白光屏~50cm正对比色池拍摄一组色列图，然后将SD存储卡转插到电子比色计SD卡槽。

实施例5

采用本发明的实施例1得到的手持电子比色计建立硫化物电子色列

配制0，0.1，0.2，0.4，0.7，1.0，1.5，2.0mg/L硫化物标准溶液各10ml,向溶液各加入1g硫化物显色检测剂（上海绿帝环保科技有限公司），摇动试管使检测剂完全溶解后，将溶液转移到3cm比色池中，10分钟后按颜色由浅到深顺序排列放置在手持电子比色计白光屏前，将一4G SD存储卡（Kingston公司）插入数码相机（尼康D300s），并在距离白光屏~50cm正对比色池拍摄一组色列图，然后将SD存储卡转插到电子比色计SD卡槽。

实施例6

采用本发明的实施例1得到的手持电子比色计建立亚硝酸盐电子色列

配制0，0.01，0.02，0.04，0.07，0.10，0.15，0.20mg/L亚硝酸盐标准溶液各10ml,向溶液各加入0.5g亚硝酸盐显色检测剂（上海绿帝环保科技有限公司），摇动试管使检测剂完全溶解后，将溶液转移到3cm比色池中，10分钟后按颜色由浅到深顺序排列放置在手持电子比色计白光屏前，将一4G SD存储卡（Kingston公司）插入数码相机（尼康D300s），并在距离白光屏~50cm正对比色池拍摄一组色列图，然后将SD存储卡转插到电子比色计SD卡槽。

实施例7

采用本发明的实施例1得到的手持电子比色计和实施例2得到的氨氮电子色列检测生活污水中氨氮含量

打开手持电子比色计电源开关，10s后，揿右侧面板上的按钮直到出现氨氮色列图。取10ml生活污水于试管中，加入0.3g氨氮显色检测剂（上海绿帝环保科技有限公司），摇动试管使检测剂完全溶解后，将溶液转移到3cm比色池中，10分钟时将比色池贴近比色计的白光屏，眼睛距离显示屏~50cm，移动比色池，垂屏目视溶液，与氨氮色列对比颜色深度，确定比色池溶液颜色深度在第7、8色阶之间，估计生活污水中氨氮浓度为2.5mg/L，该结果与氨氮国家标准检测方法（HJ 535-2009）的测定值2.88mg/L相比，误差13%，低于半定量分析的误差上限。

实施例8

采用本发明的实施例1得到的手持电子比色计和实施例3得到的余氯电子色列检测自来水中余氯含量

打开手持电子比色计电源开关，10s后，揿右侧面板上的按钮直到出现余氯色列图。取10ml自来水于试管中，加入0.3g余氯显色检测剂（上海绿帝环保科技有限公司），摇动试管使检测剂完全溶解后，将溶液转移到3cm比色池中，10分钟时将比色池贴近比色计的白光屏，眼睛距离显示屏~50cm，移动比色池，垂屏目视溶液，与余氯色列对比颜色深度，确定比色池溶液颜色深度在第1、2色阶之间，估计自来水中余氯浓度为0.1mg/L，该结果与余氯国家标准检测方法（GB/T 11898-89）的测定值0.13mg/L相比，误差23%，低于半定量分析的误差上限。

实施例9

采用本发明的实施例1得到的手持电子比色计和实施例4得到的六价铬电子色列检测铜冶废水中六价铬含量

打开手持电子比色计电源开关，10s后，揿右侧面板上的按钮直到出现六价铬色列图。取10ml铜冶废水于试管中，加入0.7g六价铬显色检测剂（上海绿帝环保科技有限公司），摇动试管使检测剂完全溶解后，将溶液转移到3cm比色池中，10分钟时将比色池贴近比色计的白光屏，眼睛距离显示屏~50cm，移动比色池，垂屏目视溶液，与六价铬色列对比颜色深度，确定比色池溶液颜色深度在第3、4色阶之间，估计铜冶废水中六价铬浓度为0.2mg/L，该结果与六价铬国家标准检测方法（GB/T 7467-87）的测定值0.24mg/L相比，误差17%，低于半定量分析的误差上限。

实施例10

采用本发明的实施例1得到的手持电子比色计和实施例5得到的硫化物电子色列检测工业废水中硫化物含量

打开手持电子比色计电源开关，10s后，揿右侧面板上的按钮直到出现硫化物色列图。取10ml工业废水于试管中，加入1g硫化物显色检测剂（上海绿帝环保科技有限公司），摇动试管使检测剂完全溶解后，将溶液转移到3cm比色池中，10分钟时将比色池贴近比色计的白光屏，眼睛距离显示屏~50cm，移动比色池，垂屏目视溶液，与硫化物色列对比颜色深度，确定比色池溶液颜色深度在第4、5色阶之间，估计工业废水中硫化物浓度为0.5mg/L，该结果与硫化物国家标准检测方法（GB/T 16489-1996）的测定值0.61mg/L相比，误差18%，低于半定量分析的误差上限。

实施例11

采用本发明的实施例1得到的手持电子比色计和实施例6得到的亚硝酸盐电子色列检测湖水中亚硝酸盐含量

打开手持电子比色计电源开关，10s后，揿右侧面板上的按钮直到出现亚硝酸盐色列图。取10ml湖水于试管中，加入0.5g亚硝酸盐显色检测剂（上海绿帝环保科技有限公司），摇动试管使检测剂完全溶解后，将溶液转移到3cm比色池中，10分钟时将比色池贴近比色计的白光屏，眼睛距离显示屏~50cm，移动比色池，垂屏目视溶液，与亚硝酸盐色列对比颜色深度，确定比色池溶液颜色深度在第3、4色阶之间，估计湖水中亚硝酸盐浓度为0.03mg/L，该结果与亚硝酸盐国家标准检测方法（GB 7493-87）的测定值0.033mg/L相比，误差9%，低于半定量分析的误差上限。

Claims

1.手持电子比色计及其使用方法，其特征在于：由显示屏、背光板、电路板、电源、SD存储卡、比色池等组成，通过建立氨、余氯、六价铬、硫化物、亚硝酸盐等电子色列，并用于水介质样品的现场鉴定和半定量分析。

2.如权利要求1所述的手持电子比色计的组装方法，其特征在于：将一数码相框显示屏、背光板和电路板整体取出，将显示屏、背光板、电路板和锂电池组粘贴到塑料盒壳内，用导线把锂电池输出端依次与开关、电路板电源接口相接，输入端与充电插口相接，将电路板上的功能选择线板用导线引出接一按钮，并安装在塑料盒壳的右侧面板上，

3.如权利要求1所述的电子色列的建立方法，其特征在于：把被测物质（氨、余氯、六价铬、硫化物、亚硝酸盐等）按浓度从低到高配制成八个显色溶液各10ml，转移到3cm比色池中，按颜色由浅到深顺序依次排列，放置在手持电子比色计的白光屏前，将SD存储卡插入一数码照相机，并在距离白光屏40~50cm位置正对八个比色池拍摄色列照片，然后将SD存储卡转插到手持电子比色计SD卡槽。

4.如权利要求1所述的手持电子比色计的使用方法，其特征在于：打开手持电子比色计的电源开关，10秒后自动显示SD存储卡里的色列图，揿右侧面板上的按钮直到出现被测物质（氨、余氯、六价铬、硫化物、亚硝酸盐等）色列图，将水质样品中被测物质的显色溶液移入比色池，贴近到色列图上方的白光屏，眼睛距离显示屏40~50cm，垂屏目视比色池溶液，并左右移动比色池，与下方八个色阶进行颜色深浅对比，确定色差最小的两个相邻色阶，估算被测物浓度。