CN103675226A - 一种基于顺序注射的柱状水下原位分析探头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于顺序注射的柱状水下原位分析探头，它包括筒体上的支架，支架上装设有注射泵、多通道选择阀、消解反应器和光电检测器，试剂筒内各试剂容器出口分别接多通道选择阀各试剂入口，多通道选择阀公共入口依次经储液盘管和二位三通阀后与注射泵相接，多通道选择阀一出口接消解反应器入口，另一出口接光电检测器入口，光电检测器出口接废液口，数据处理装置与数据传输接口相接，端盖下旋接防水套筒，筒底设配重。本发明实现了顺序注射法仪器可投入水体进行原位检测，克服了现有在线分析仪体积大、耗能多、不能于水体中直接进行测量以及难以实现水体实时监测、原位分析的缺陷，结构简单合理，体积小、重量轻、试剂消耗少、测量快速准确。

Description

一种基于顺序注射的柱状水下原位分析探头
技术领域
本发明涉及一种环境水质原位在线分析探头，用于湖泊、河流、水库等地表水污染物的水下原位在线监测。
背景技术
顺序注射分析（Sequential Injection Analysis，SIA）是一种流路简单、易于自动控制的分析方法。顺序注射分析仪主要由注射泵、多通道选择阀、管路、检测器组成。阀的各个通道位置分别与检测器、样品、试剂等通道相连，公共通道与一个可以抽吸和推动液体的泵相通。通过泵的作用，顺序地从不同通道吸入一定体积的试样和试剂到泵与阀之间的存储管中，然后将这些溶液区带经转移管推送到检测器中。由径向和轴向分散溶液相互渗透，经过混合和反应，形成检测产物，在检测器中可得到峰型信号。
顺序注射分析在环境监测中已得到广泛应用，可进行环境水样中无机阴离子、阳离子和有机化合物的测定。中国专利01131731.0公开了一种顺序注射法化学需氧量、氨氮和pH的检测方法和装置，此装置为包含大型污水采样和处理系统的柜式设计，但无法实现水体中水下原位测量；中国专利200510044342.4还公开了一种流动注射分析仪的深海探测装置，该装置能够使流动注射分析仪在深海中正常工作，不受高压环境的影响，但该装置以流动注射为基础，流路复杂、试剂消耗量大且不易实现多参数测量。另外，由于海洋和湖泊、河流、水库等内陆地表水压力及腐蚀性等环境不同，该装置不适于在湖泊、河流、水库等水体中应用。
发明内容
本发明提供一种基于顺序注射的柱状水下原位在线分析探头，以实现对湖泊、河流、水库等水体污染物采用顺序注射法进行水下原位检测，并以克服现有技术存在的弊端。
为实现本发明目的，这种柱状顺序注射原位分析探头其特征在于它包括装设在一筒体上的支架，支架上依次装设有注射泵、多通道选择阀、消解反应器和光电检测器，支架顶部装设一端盖，端盖上设置有试剂筒，试剂筒内装设的各试剂容器出口经管路分别接多通道选择阀各试剂入口，多通道选择阀公共入口依次经储液盘管和二位三通阀后与注射泵相接，多通道选择阀一出口接消解反应器入口，另一出口接光电检测器入口，光电检测器出口经管路接端盖上的废液排放口，筒体内装设的数据处理装置经线路与端盖上的数据传输接口相接，端盖下旋接一防水套筒，筒底设置有配重。
所述储液盘管缠绕于一支柱上，所述支柱与筒体上的支架固连。
所述消解反应器上装设有紫外灯和加热器。
本发明取得的技术进步：采用本发明的圆柱状水下原位在线分析探头，采用微型紫外加热联合消解装置和检测装置，大大减小了在线分析仪的体积，对仪器整体进行防水密封设计，实现了顺序注射法仪器可投入水中对水体进行原位检测。每次测量试剂消耗量仅为80微升～200微升,为传统仪器的1/4～1/5，克服了现有环境监测中采用顺序注射法的在线分析仪体积大、耗能多、不利于安装和维护、不能于水体中直接进行测量以及难以实现水体实时监测、原位分析的缺陷。柱塞泵步进电机每转为0.8微升，可提高仪器精度至5%以内。结构简单合理，具有体积小型化、重量轻、试剂消耗少、测量快速准确等特点。根据被测物不同可选择检测波长200nm～900nm，并根据量程范围不同选择光程10mm～50mm。
附图说明
图1是本发明内部结构示意图。
图2是图1的后视图。
图3为本发明流程原理图。
图中标记如下：1.试剂筒；2.端盖；3.二位三通阀；4.筒体；5.支架；6.多通道选择阀；7.注射泵；8.储液盘管；9.消解反应器；10.光电检测器；11.数据传输接口。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本发明柱状顺序注射原位分析探头包括装设在圆柱形筒体4上的支架5，在支架5上依次装设有注射泵7、多通道选择阀6、消解反应器9和光电检测器10，消解反应器9上装设有紫外灯和加热器，在支架5的顶部固连一端盖2，多通道选择阀6一入口依次经缠绕于支柱上的储液盘管8和两位三通阀3后与注射泵7相接，支柱与筒体4上的支架5固连，多通道选择阀6的一出口接消解反应器9的入口，多通道选择阀6的另一出口接光电检测器10的入口，光电检测器10的出口经管路接端盖2上的废液排放口，端盖2上设置有试剂筒1，试剂筒1放置蒸馏水袋、试剂袋等容器以及废液袋，根据检测参数不同，试剂筒1内各容器可分别放入不同试剂，注射泵7通过多通道选择阀6分别吸入试剂并注入消解反应器9的反应室内进行反应，最后将反应产物推至光电检测器10内进行检测。消解反应器9为微型紫外加热联合消解装置，可同时对水样进行紫外消解和加热酸化消解，试剂筒1内装设的各容器出口经管路分别接多通道选择阀6其它入口，筒体4内装设的数据处理装置经线路与端盖2上的数据传输接口11相接，端盖2下旋接防水套筒，筒底设置有配重。
本发明试剂筒1和装设数据采集电路装置的筒体4采用密封防水防压设计，采取流路和电路分开的上下两层结构，注射泵7、二位三通阀3、多通道选择阀6、储液盘管8、消解反应器9和光电检测器10等设置在上层流路部分，各种电路控制板的下层控制部分装设在外套密封防水套筒的筒体4内，用于控制、检测并对数据进行计算和传输。光电检测器10根据被测物不同选择200nm～900nm的检测波长，并根据量程范围不同选择10mm～50mm光程。
本发明的工作过程如下：
通过注射泵7和多通道选择阀6的一个阀位将水样吸入储液盘管8内，再由多通道选择阀6的其他阀位依次吸入一定量的试剂，然后经由多通道选择阀6的一个阀位来回吸推数次后进入光电检测器10进行检测。若水样需要消解，则吸入水样后，再吸入一定量的消解试剂，然后经由多通道选择阀6的一个阀位推入消解反应器9内进行消解反应，消解反应完成后再由多通道选择阀6的其他阀位依次吸入一定量的试剂，然后经由多通道选择阀6的一个阀位来回吸推数次后进入光电检测器10内进行检测，检测信号经计算和传输处理，最终通过数据传输接口11和多芯电缆，实现与上位机的数据传输。

Claims (3)

1.一种基于顺序注射的柱状水下原位分析探头，其特征在于它包括装设在一筒体上的支架，支架上依次装设有注射泵、多通道选择阀、消解反应器和光电检测器，支架顶部装设一端盖，端盖上设置有试剂筒，试剂筒内装设的各试剂容器出口经管路分别接多通道选择阀各试剂入口，多通道选择阀公共入口依次经储液盘管和二位三通阀后与注射泵相接，多通道选择阀一出口接消解反应器入口，另一出口接光电检测器入口，光电检测器出口经管路接端盖上的废液排放口，筒体内装设的数据处理装置经线路与端盖上的数据传输接口相接，端盖下旋接一防水套筒，筒底设置有配重。
2.根据权利要求1所述的基于顺序注射的柱状水下原位分析探头，其特征在于所述储液盘管缠绕于一支柱上，所述支柱与筒体上的支架固连。
3.根据权利要求1所述的基于顺序注射的柱状水下原位分析探头，其特征在于所述消解反应器上装设有紫外灯和加热器。
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