CN104133073A - 一种智能多通道分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能多通道分析仪，包括：控制模块以及与所述控制模块相连的至少2个分析测试通道，其中：所述分析测试通道，用于根据所述控制模块的控制对待测样品进行分析测试，并将得到的检测数据反馈给所述控制模块；所述控制模块，用于控制至少2个所述分析测试通道同时进行相应的操作，并对接收到的所述检测数据进行计算，将计算结果上传给上位机；还用于响应用户的操作，增加或减少连入分析仪的分析测试通道的个数。本发明公开的智能多通道分析仪，每个分析测试通道独立操作，各通道之间可以并行工作，同时测出多个数据，同时，控制模块通过控制并入分析仪的分析测试通道个数的增减，在节约成本的基础上，极大提高了分析的效率。

Description

一种智能多通道分析仪

技术领域

本申请属于环境监测技术领域，尤其涉及一种智能多通道分析仪。

背景技术

随着工业的发展，环境问题日益严重，环境保护日益被重视起来，随之环境监测市场不断扩大。由于各地区环境监测站日常分析任务繁重，传统的环境监测站已经不能完全满足社会的环境监测需求，许多监测站采取自动化仪器代替了人工分析来提高分析效率。

然而，在环境监测领域中，包括对烟气、大气和水体等的监测，现有的自动化分析仪器多数是单通道分析仪器，即从待测物的进样-预处理-分析-计算测试值的整个过程是以单一、串行顺序进行的，这样导致了现有的分析仪器在进行环境监测时，进行分析的时间较长，分析的效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能多通道分析仪，提高环境监测时的分析效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能多通道分析仪，包括：包括：控制模块以及与所述控制模块相连的至少2个分析测试通道，其中：

所述分析测试通道，用于根据所述控制模块的控制对待测样品进行分析测试，并将得到的检测数据反馈给所述控制模块；

所述控制模块，用于控制至少2个所述分析测试通道同时进行相应的操作，并对接收到的所述检测数据进行计算，将计算结果上传给上位机；还用于响应用户的操作，增加或减少连入分析仪的分析测试通道的个数。

优选的，所述控制模块与所述分析测试通道之间采用总线或通信网络中的任意一种进行信号连接；

其中，所述总线包括：RS485、RS232、USB；

所述通信网络包括：TCP/IP。

优选的，还包括：

分别与所述分析测试通道以及所述控制模块电连接的电源模块，用于为所述分析测试通道以及所述控制模块提供电源。

优选的，所述分析测试通道包括：进样计量模块、至少1个预处理模块以及检测模块，其中：

所述进样计量模块，用于计量所述待测样品的样品量和试剂量；

所述预处理模块，用于对所述待测样品进行预处理，得到预处理样品；

所述检测模块，用于对所述预处理样品进行检测得到检测数据，并将所述检测数据传送给所述控制模块。

优选的，所述进样计量模块具体通过发光管和接收管对所述待测样品的样品量和试剂量进行计量。

优选的，所述发光管和接收管为红外发光管和红外接收管。

优选的，所述进样计量模块通过压力计量或蠕动泵计量方式对所述待测样品的样品量和试剂量进行计量。

优选的，所述预处理包括加热消解、过滤、蒸馏、萃取中的一种或多种。

优选的，所述预处理为加热消解时，具体采用预设温度、预设压强以及预设紫外光强度进行预处理。

优选的，所述检测模块具体采用分光光度比色法、离子选择性电极法和电化学方法中的一种或多种方法对所述待测样品进行检测得到检测数据。

由此可见，本发明提供的该智能多通道分析仪，通过控制模块连接控制多个分析测试通道对待侧样品进行计量、预处理以及检测，控制模块还可以相应用户操作，增加或减少连入分析仪的分析测试通道个数。因此，本申请公开的智能多通道分析仪，每个分析测试通道独立操作，各通道之间可以并行工作，同时测出多个数据，同时，控制模块通过控制并入分析仪的分析测试通道个数的增减，在节约成本的基础上，极大提高了分析的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的一种智能多通道分析仪的结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的一种分析测试通道的结构示意图；

图3为本申请实施例二提供的一种分析测试通道的结构示意图；

图4为本申请实施例二提供的智能多通道分析仪的工作流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了克服现有技术中的分析仪分析通道单一，从而导致分析效率低的问题，本申请公开如下方案。

实施例一

参见图1，图1为本申请实施例一提供的一种智能多通道分析仪的结构示意图。

该智能多通道分析仪，包括：至少2个分析测试通道101以及控制模块102，其中：

分析测试通道101，用于根据控制模块102的控制对待测样品进行分析测试，并将得到的检测数据反馈给控制模块102。其中，分析测试通道的个数是可以根据控制模块的控制进行灵活增减的。

具体的，如图2所示，图2为本申请实施例一提供的一种分析测试通道的结构示意图，分析测试通道101包括：进样计量模块201、预处理模块202以及检测模块203，其中：

进样计量模块201，用于计量待测样品的样品量和试剂量。

进样计量模块通过发光管和接收管对所述待测样品的样品量和试剂量进行计量。

具体的，发光管和接收管可以为红外发光管和红外接收管，当然也可以为其他的发光管、接收管，在此不做限定，本领域技术人员可以根据具体情况进行选择。

例如，在进行水质监测时，可以先通过电机驱动柱塞泵进行水样抽样，再由红外发光管和红外接收管精确定量，最终完成水样、试剂精确的定量混合。

除此之外，还可以采用压力计量或蠕动泵计量方式对待测样品的样品量和试剂量进行计量。压力计量方式具体可以参见申请号为201220503468.9，发明名称为“定量试剂添加装置”的实用新型专利；蠕动泵计量方式具体通过泵的旋转挤压泵管，造成负压从而抽上液体，而泵每旋转一圈抽上的液体是定量的，可以通过计算泵旋转的圈数来计算待测样品的样品量和试剂量。

预处理模块202，用于对待测样品进行预处理，得到预处理样品。

预处理包括加热消解、过滤、蒸馏、萃取中的一种或多种，具体使用那种，是本领域技术人员可以根据参数、检测环境进行选择的，当然也可以采用其他预处理方式，如固相微萃取、液相微萃取等，在此不作限制。

当预处理为加热消解时，具体采用预设温度、预设压强以及预设紫外光强度进行预处理。主要是经过高温、高压、强紫外的过程，使得待测水样经过预处理后能直接检测。这里的温度、压强以及紫外强度是可以灵活设置的，根据不同监测参数的仪器设置不同，还有就是看待测水样的复杂程度，水样成分越复杂这里的温度设置的温度就越高、压强越大、紫外强度越强，这是作为本领域技术人员所能够掌控的，在此不再赘述。

检测模块203，用于对预处理样品进行检测得到检测数据，并将检测数据传送给控制模块。

检测模块具体采用分光光度比色法、离子选择性电极法和电化学方法中的一种或多种方法对待测样品进行检测得到检测数据。

具体的，当采用分光光度比色法时，检测模块通过光敏器件将光信号转化为电信号后，采集电信号值以便对待测样品进行检测得到检测数据，其中，得到的检测数据包括：光信号转化为的电信号值及实时温度值和实时压强值。检测模块也可以是一种对待测物质有响应的传感器，这种传感器能够把待测物浓度信号转化为电信号，最后通过控制模块比较换算出待测物质的浓度。具体采用哪种方法也是本领域技术人员可以根据经验及规定进行选择的。当然也不局限于所列出的方法，还可以为其他方法，在此不作限制。

控制模块102与分析测试通道101信号连接，用于控制至少2个分析测试通道101同时进行相应的操作，并对接收到的检测数据进行计算，将计算结果保存并上传给上位机；还用于响应用户的操作，增加或减少连入分析仪的分析测试通道101的个数。

其中，计算结果可以为待测样品浓度，也可以为其他量，在此不作限制，本领域技术人员是可以根据具体监测样品、环境等条件得知的。

控制模块，控制各个分析测试通道完成进样计量、预处理、检测等，并将分析测试通道上传的检测数据进行计算，将计算结果保存并上传，另外，其可以支持多种接口以及接口扩展，这样可以满足多个分析测试通道的接入。

控制模块具体可以使用可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)来实现其对分析测试通道的控制功能，控制模块102与分析测试通道101之间采用总线或通信网络中的任意一种进行信号连接；其中，总线包括：RS485、RS232、USB；通信网络包括：TCP/IP。当然还可以为其他的通讯形式，在此不作限制，可以根据实际情况选择使用。

现有技术中的分析仪器均是单一分析通道，只需要RS232串行接口总线即可满足现有技术需求，而在本申请中，可以通过改变分析测试通道的接口，同时使用RS485、RS232、USB、TCP/IP中的一种或多种方式进行通信。

当待测样品数量多时，用户可以根据具体情况，输入控制信息到控制模块，从而控制控制模块增加连入分析系统中分析测试通道的个数；当待测样品数量少时，用户可以输入控制信息到控制模块，从而控制控制模块减少连入分析系统的分析测试通道的个数。

该智能多通道分析仪还包括：分别与分析测试通道101以及控制模块102电连接的电源模块，用于为分析测试通道101以及控制模块102提供电源。具体的，该电源模块能够为整个仪器提供电源，同时可以为多个分析测试通道以及控制模块提供电源。

综上所述，本申请实施例一提供的该智能多通道分析仪，通过控制模块连接控制多个分析测试通道对待侧样本进行计量、预处理以及检测，控制模块还可以相应用户操作，增加或减少连入分析仪的分析测试通道个数。因此，本申请公开的智能多通道分析仪，每个分析测试通道独立操作，各通道之间可以并行工作，同时测出多个数据，同时，控制模块通过控制并入分析仪的分析测试通道个数的增减，在节约成本的基础上，极大提高了分析的效率。

实施例二

在实施例一的基础上，本申请实施例二公开了另一种智能多通道分析仪，该智能多通道分析仪，包括：至少2个分析测试通道、控制模块以及电源模块，其中：

分析测试通道，用于根据控制模块的控制对待测样品进行分析测试，并将得到的检测数据反馈给控制模块。其中，分析测试通道的个数是可以根据控制模块的控制进行灵活增减的。

具体的，如图3所示，图3为本申请实施例二提供一种分析测试通道的结构示意图，该分析测试通道包括：进样计量模块301、多个预处理模块302以及检测模块303，其中：

进样计量模块301，用于计量待测样品的样品量和试剂量。

进样计量模块301通过发光管和接收管对所述待测样品的样品量和试剂量进行计量。

具体的，发光管和接收管可以为红外发光管和红外接收管，当然也可以为其他的发光管、接收管，在此不做限定，本领域技术人员可以根据具体情况进行选择。

例如，在进行水质监测时，可以先通过电机驱动柱塞泵进行水样抽样，再由红外发光管和红外接收管精确定量，最终完成水样、试剂精确的定量混合。

除此之外，还可以采用压力计量或蠕动泵计量方式对待测样品的样品量和试剂量进行计量。压力计量方式具体可以参见申请号为201220503468.9，发明名称为“定量试剂添加装置”的实用新型专利；蠕动泵计量方式具体通过泵的旋转挤压泵管，造成负压从而抽上液体，而泵每旋转一圈抽上的液体是定量的，可以通过计算泵旋转的圈数来计算待测样品的样品量和试剂量。

预处理模块302，用于对待测样品进行加预处理，得到预处理样品。

预处理包括加热消解、过滤、蒸馏、萃取中的一种或多种，具体使用那种，是本领域技术人员可以根据参数、检测环境进行选择的，当然也可以采用其他预处理方式，如固相微萃取、液相微萃取等，在此不作限制。

例如，在进行水质监测时，自动分析仪器分析过程是，水样通过进样计量模块→预处理模块→检测模块后得到最初的检测数据，最终控制模块根据最初的检测数据计算出检测结果并保存，同时进行上传。在整个过程中一般是预处理过程比较耗时，所以，可以同时设置多个预处理模块，得到一种复合式多通道仪器，相比于实施例一，实际上是共同了进样计量模块和检测模块，在减少成本和优化机械机构上有一定的优势，同时，更进一步的提高了分析效率。

在此，预处理模块可以设置2个或3个，在此不做限定，可以根据具体情况设置，如果预处理时间是进样计量或者检测的3倍，可以选择连接3个预处理模块，本领域技术人员可以进行选择，在此不作限制。

如图4所示，图4为本申请实施例二提供的智能多通道分析仪的工作流程示意图。仪器开始测试时，判断所有的预处理模块是否在忙，忙的话等待，反之，若至少有一个预处理模块空闲则立即开始进样计量，同样的预处理完之后判断检测模块是否在忙，忙的话等待空闲，反之立即进行检测。如果当一个进样计量模块或一个检测模块不能满足分析需求，则也可以灵活的增加对应的模块即可。

当预处理为加热消解时，具体采用预设温度、预设压强以及预设紫外光强度进行预处理。主要是经过高温、高压、强紫外的过程，使得待测水样经过预处理后能直接检测。这里的温度、压强以及紫外强度是可以灵活设置的，根据不同监测参数的仪器设置不同，还有就是看待测水样的复杂程度，水样成分越复杂这里的温度设置的温度就越高、压强越大、紫外强度越强，这是作为本领域技术人员所能够掌控的，在此不再赘述。

检测模块303，用于对预处理样品进行检测得到检测数据，并将检测数据传送给控制模块。

检测模块具体采用分光光度比色法、离子选择性电极法和电化学方法中的一种或多种方法对待测样品进行检测得到检测数据。

具体的，当采用分光光度比色法时，检测模块通过光敏器件将光信号转化为电信号后，采集电信号值以便对待测样品进行检测得到检测数据。其中，得到的检测数据包括：光信号转化为的电信号值及实时温度值和实时压强值。检测模块也可以是一种对待测物质有响应的传感器，这种传感器能够把待测物浓度信号转化为电信号，最后通过控制模块比较换算出待测物质的浓度。具体采用哪种方法也是本领域技术人员可以根据经验及规定进行选择的。当然也不局限于所列出的方法，还可以为其他方法，在此不作限制。

控制模块与分析测试通道信号连接，用于控制至少2个分析测试通道同时进行相应的操作，将分析测试通道传送的检测数据进行计算，将计算结果保存并上传给上位机；还用于响应用户的操作，增加或减少连入分析仪的分析测试通道的个数。其中，计算结果可以为待测样品浓度，也可以为其他量，在此不作限制，本领域技术人员是可以根据具体监测样品、环境等条件得知的。

控制模块，控制各个分析测试通道完成进样计量、预处理、检测等，并将分析测试通道上传的检测数据进行计算，将计算结果保存并上传，另外，其可以支持多种接口以及接口扩展，这样可以满足多个分析测试通道的接入。

控制模块具体可以使用可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)来实现其对分析测试通道的控制功能，控制模块与分析测试通道之间采用RS485、RS232、USB、TCP/IP中的一种或多种方式进行通讯，当然还可以为其他的通讯形式，在此不作限制，可以根据实际情况选择使用。

现有技术中的分析仪器均是单一分析通道，只需要RS232串行接口总线即可满足现有技术需求，而在本申请中，可以通过改变分析测试通道的接口，同时使用RS485、RS232、USB、TCP/IP中的一种或多种方式进行通信。

当待测样品数量多时，用户可以根据具体情况，输入控制信息到控制模块，从而控制控制模块增加连入分析系统中分析测试通道的个数；当待测样品数量少时，用户可以输入控制信息到控制模块，从而控制控制模块减少连入分析系统的分析测试通道的个数。

分别与分析测试通道以及控制模块电连接的电源模块，用于为分析测试通道以及控制模块提供电源。具体的，该电源模块能够为整个仪器提供电源，同时可以为多个分析测试通道以及控制模块提供电源。

综上所述，本申请实施例二提供的该智能多通道分析仪，通过控制模块连接控制多个分析测试通道对待侧样本进行计量、预处理以及检测，同时，每个分析测试通道还可以设置多个预处理模块，控制模块还可以相应用户操作，增加或减少连入分析仪的分析测试通道以及预处理模块的个数。因此，本申请公开的智能多通道分析仪，每个分析测试通道独立操作，而且在一个分析测试通道里共用进样计量模块和检测模块，节约了成本、优化了机械结构的同时，各通道之间可以并行工作，同时测出多个数据，同时，控制模块通过控制并入分析仪的分析测试通道以及预处理模块个数的增减，在节约成本的基础上，极大提高了分析的效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种智能多通道分析仪，其特征在于，包括：控制模块以及与所述控制模块相连的至少2个分析测试通道，其中：

所述分析测试通道，用于根据所述控制模块的控制对待测样品进行分析测试，并将得到的检测数据反馈给所述控制模块；

所述控制模块，用于控制至少2个所述分析测试通道同时进行相应的操作，并对接收到的所述检测数据进行计算，将计算结果上传给上位机；还用于响应用户的操作，增加或减少连入分析仪的分析测试通道的个数。

2.根据权利要求1所述的智能多通道分析仪，其特征在于，所述控制模块与所述分析测试通道之间采用总线或通信网络中的任意一种进行信号连接；

其中，所述总线包括：RS485、RS232、USB；

所述通信网络包括：TCP/IP。

3.根据权利要求1所述的智能多通道分析仪，其特征在于，还包括：

分别与所述分析测试通道以及所述控制模块电连接的电源模块，用于为所述分析测试通道以及所述控制模块提供电源。

4.根据权利要求1所述的智能多通道分析仪，其特征在于，所述分析测试通道包括：进样计量模块、至少1个预处理模块以及检测模块，其中：

所述进样计量模块，用于计量所述待测样品的样品量和试剂量；

所述预处理模块，用于对所述待测样品进行预处理，得到预处理样品；

所述检测模块，用于对所述预处理样品进行检测得到检测数据，并将所述检测数据传送给所述控制模块。

5.根据权利要求4所述的智能多通道分析仪，其特征在于，所述进样计量模块具体通过发光管和接收管对所述待测样品的样品量和试剂量进行计量。

6.根据权利要求5所述的智能多通道分析仪，其特征在于，所述发光管和接收管为红外发光管和红外接收管。

7.根据权利要求4所述的智能多通道分析仪，其特征在于，所述进样计量模块通过压力计量或蠕动泵计量方式对所述待测样品的样品量和试剂量进行计量。

8.根据权利要求4所述的智能多通道分析仪，其特征在于，所述预处理包括加热消解、过滤、蒸馏、萃取方式中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的智能多通道分析仪，其特征在于，所述预处理为加热消解时，具体采用预设温度、预设压强以及预设紫外光强度进行预处理。

10.根据权利要求4所述的智能多通道分析仪，其特征在于，所述检测模块具体采用分光光度比色法、离子选择性电极法和电化学方法中的一种或多种方法对所述待测样品进行检测得到检测数据。