CN104297178A - 检测装置及具有该检测装置的水质在线检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测装置及具有该检测装置的水质在线检测系统，该检测装置包括检测池，检测池设有试剂入口、水样入口、空气入口、溢流口、和排液口；检测池还设有搅拌口，搅拌口连接用于搅拌检测池内混合液体的搅拌泵，搅拌泵连接控制搅拌泵工作的控制器；检测池还设有加热装置及用于检测检测池壁体温度的温度传感器，控制器接收温度传感器的信号并控制加热装置的工作。本发明公开的检测装置实现了反应、加热、温控、搅拌、检测及溢流等多功能设计，该检测装置占用空间小，节省了安装部件，水样和试剂的消耗量均有大幅度减少，且由于采用长光程设计，检测灵敏度高。

Description

检测装置及具有该检测装置的水质在线检测系统

技术领域

本发明涉及水质在线检测领域，特别地，涉及一种检测装置。此外，本发明还涉及一种包括上述检测装置的水质在线检测系统。

背景技术

目前，水质在线分析仪器的工作流程首先是将待测水样注入检测池中，进而通过控制系统，将试剂依次定量注入检测池中，发生化学反应，反应完成后的显色液通过光学检测系统进行测量，以便测得被测水样的各项参数。现阶段的水质在线分析仪都是采用负压装置将水样和试剂输送至检测池，目前应用较多的负压装置有蠕动泵、柱塞泵加液位检测、脉冲泵等。

采用蠕动泵进样方式，试剂耗量大，维护量大；采用柱塞泵加液位检测的进样方式，进样精度差，交叉污染严重；采用脉冲泵进样方式，进样精度虽有一定的提高，但是其价格昂贵。此外，上述进样方式要求试剂瓶不能完全密封，试剂与环境空气接触的机会增大，缩短了试剂的保质期。

且当前很多比色法的水质分析仪器的反应和检测需要在两个不同的装置中进行，首先在反应池中完成化学反应，当显色完成后，再加入检测池进行光电检测，需要多个装置的配合才能完成反应、搅拌、加热、检测等功能；导致检测装置的占用空间大，控制环节多，且成本高。

发明内容

本发明目的在于提供一种检测装置及具有该检测装置的水质在线检测系统，以解决现有的水质检测仪器的安装部件多、占用空间大及检测精度低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种检测装置，包括检测池，检测池设有用于导入试剂的试剂入口、用于导入待测水样的水样入口、用于与空气连通的空气入口、用于对待测水样进行定量计量的溢流口、和用于排放检测池内检测后液体的排液口；

检测池还设有搅拌口，搅拌口连接用于搅拌检测池内混合液体的搅拌泵，搅拌泵连接控制搅拌泵工作的控制器；

检测池还设有加热装置及用于检测检测池壁体温度的温度传感器，控制器接收温度传感器的信号并控制加热装置的工作。

进一步地，检测池包括纵向设置的纵向段及与纵向段的下端连通且倾斜设置的倾斜段，纵向段的侧壁设有溢流口，纵向段的上端开口且设有密封盖，试剂入口、水样入口及空气入口均设于密封盖上，排液口位于倾斜段的下端，加热装置设于倾斜段的外周侧壁上。

进一步地，还包括用于夹持并定位倾斜段的安装座，安装座设有与倾斜段相匹配的夹持空间，安装座在沿倾斜段的轴线方向一端设置光源元件、另一端设置光敏元件，光源元件与光敏元件对应设置。

进一步地，光源元件经第一夹持套连接于安装座，和/或

光敏元件经第二夹持套连接于安装座。

进一步地，第一夹持套和/或第二夹持套沿倾斜段的轴线方向可调。

进一步地，光源元件与倾斜段对应的端部之间留有第一间隙，第一间隙处设有用于将光源发出的光线转换为平行光的第一透镜，和/或

光敏元件与倾斜段对应的端部之间留有第二间隙，第二间隙处设有用于将透过倾斜段的光线聚焦的第二透镜。

进一步地，第一透镜和/或第二透镜经定位套连接至安装座。

根据本发明的另一方面，还提供了一种水质在线检测系统，包括上述的检测装置，该系统还包括试剂输入管路和水样输入管路，试剂输入管路与试剂入口连通，水样输入管路与水样入口连通。

进一步地，试剂输入管路采用正压输送装置。

进一步地，正压输送装置包括：密封设置的储液容器，储液容器经输送管路连通检测池，储液容器还连通用于给储液容器内提供恒定压力的压源机构，输送管路上对应设有电磁阀。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过在检测池上设置搅拌口，且搅拌口连接搅拌泵实现对混合液体在检测池内的搅拌混合，且通过在检测池上设置加热装置及温度传感器，实现对检测池的加热控制，进而实现了检测池的反应、加热、温控、搅拌、检测及溢流等功能，该检测装置占用空间小，节省了安装部件，水样和试剂的消耗量均有大幅度减少，且由于采用长光程设计，检测灵敏度高，尤其适用于水中微量物质的在线监测。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例检测池的结构示意图；

图2是本发明优选实施例带安装座的检测装置的结构示意；以及

图3是本发明优选实施例水质在线检测系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种检测装置，该检测装置包括检测池10，检测池10设有用于导入试剂的试剂入口、用于导入待测水样的水样入口、用于与空气连通的空气入口、用于对待测水样进行定量计量的溢流口13、和用于排放检测池10内检测后液体的排液口15；检测池10还设有搅拌口17，搅拌口17连接用于搅拌检测池10内混合液体的搅拌泵，搅拌泵连接控制搅拌泵工作的控制器；检测池10还设有加热装置及用于检测检测池10壁体温度的温度传感器16，控制器接收温度传感器16的信号并控制加热装置的工作。本实施例检测池10工作时，先将待测水样经水样入口导入检测池10内，优选地，先关闭溢流口13，通过控制排液口15的通断，以利用待测水样对检测池10进行清洗，其中，溢流口13用于对待测水样进行定量计量，使得检测池10内的待测水样定位在溢流口13处；再经试剂入口依次导入反应所需的各种试剂，在控制器的作用下，每加一次试剂，搅拌泵定时开启搅拌，本实施例中，搅拌泵采用气泵，以使得混合液体在检测池10内充分反应，且为了在反应过程中提供符合温度要求的环境，本实施例中，检测池10设有加热装置及温度传感器16，控制器通过接收检测的温度信号对加热装置进行控制，实现反应过程中的恒温控制，以提高检测精度，且经反应后的混合液体即可在检测池10内进行光学检测，通过光源发出特定波长的光，再经光敏元件将测试的光信号转换为电信号，并经电路输入接口导入处理器，以完成水质检测数据的分析和显示。本实施例检测装置，实现了集反应、加热、温控、搅拌、检测及溢流于一体的多功能设计，且检测装置占用空间小，节省了安装部件，水样和试剂的消耗量均有大幅度减少，由于采用长光程设计，检测灵敏度高，尤其适用于水中微量物质的在线监测。

可选地，为了进一步缩小检测装置的占用空间，检测池10包括纵向设置的纵向段11及与纵向段11的下端连通且倾斜设置的倾斜段12，纵向段11的侧壁设有溢流口13，纵向段11的上端开口且设有密封盖14，试剂入口、水样入口及空气入口均设于密封盖14上，排液口15位于倾斜段12的下端，加热装置设于倾斜段12的外周侧壁上。本实施例中，检测池10经密封盖14密封，且试剂入口、水样入口、空气入口均设于密封盖14上，方便了检测池10的加工制造，降低了制造成本。优选地，倾斜段12设置为长光程检测段，其光程可以根据待测物质的含量选择3cm、5cm、6cm等，但并不局限于此。

可选地，本实施例中，加热装置为缠绕在倾斜段12外壁上的加热丝。优选地，为了方便缠绕加热丝，倾斜段12的外周侧壁设置有环形凹槽121；且环形凹槽121沿倾斜段12的轴向均匀间隔布置，以保证倾斜段12内部空间的加热均匀。

优选地，为了减少安装组件，方便快捷检测和使用，参照图2，本实施例检测装置还包括用于夹持并定位倾斜段12的安装座20，安装座20设有与倾斜段12相匹配的夹持空问。本实施例中，倾斜段12的两端分别设置安装凸部，且在安装凸部上设有安装孔，安装座20上相应设置安装孔，倾斜段12与安装座20经贯通安装孔的锁紧件连接，当然，本领域技术人员可以理解，安装座20与倾斜段12还可以采用卡接等其他方式连接。本实施例中，安装座20在沿倾斜段12的轴线方向一端设置光源元件21、另一端设置光敏元件22，光源元件21与光敏元件22对应设置。本实施例中，光源元件22选用发光二极管，该发光二极管发出具有固定波长的单色冷光源。

可选地，光源元件21经第一夹持套211连接于安装座20，和/或光敏元件22经第二夹持套221连接于安装座20。这样，方便对光源元件21和/或光敏元件22进行更换。

可选地，光源元件21与倾斜段12对应的端部之间留有第一间隙，第一间隙处设有用于将光源发出的光线转换为平行光的第一透镜23，和/或光敏元件22与倾斜段12对应的端部之间留有第二间隙，第二间隙处设有用于将透过倾斜段12的光线聚焦的第二透镜24。其中，第一透镜23为准直透镜，为反应提供单色平行光；第二透镜24为聚焦透镜，将透过检测池10的平行光聚焦在光敏元件22上，提高检测的灵敏度。本领域技术人员，可以根据实际情况选择在光源元件21侧和/或光敏元件22侧安装透镜。优选地，在光源元件21侧和光敏元件22侧均安装透镜，以提高检测的精度。可选地，第一透镜23和/或第二透镜24经定位套25连接至安装座20，以方便透镜的安装和拆卸。

可选地，光源元件21和/或光敏元件22沿倾斜段12的轴线方向可调，本实施例中，可选地，通过调节第一夹持套211和/或第二夹持套221沿倾斜段12的轴线方向上的安装位置，实现光源元件21和/或光敏元件22的位置调节，从而调节焦距，满足聚光要求。本实施例中，可选地，第一夹持套211经紧定螺母212卡紧定位在安装座20上，当需要调节第一夹持套211的位置时，通过旋松紧定螺母212，调节第一夹持套211的安装位置，可以实现安装在第一夹持套211上的光源元件21与第一透镜23之间的距离，当调节到合适的距离时，拧紧紧定螺母212，即可固定光源元件21及第一夹持套211，以实现焦距调节，提高检测效果。优选地，第二夹持套221可以采用如第一夹持套211类似的锁紧定位结构。

参照图3，根据本发明的另一方面，还提供了一种水质在线检测系统，包括上述实施例的检测装置，该系统还包括试剂输入管路30和水样输入管路40，试剂输入管路30与试剂入口连通，水样输入管路40与水样入口连通。

为了提高试剂的进样精度，试剂输入管路30采用正压输送装置。参照图3，正压输送装置包括：一个或者多个密封设置的储液容器31，储液容器31经输送管路连通检测池10，储液容器31还连通用于给储液容器31内提供恒定压力的压源机构32，输送管路上对应设有电磁阀33。参照图3，本实施例中，储液容器31包括四个试剂瓶，分别为31A-31D，每个试剂瓶均采用密封瓶盖，使得试剂与环境空气接触的机会减少，延长了试剂的保质期。可选地，输送管路位于试剂瓶内的底部接有试剂过滤沉头，该过滤沉头位于试剂瓶的底部，以增强对输出试剂的过滤清洗效果。每个试剂瓶分别对应一条单独的输送管路，各输送管路上相应设置电磁阀33，从而避免了试剂间交叉污染的问题，进一步提高了检测精度。

本实施例中，可选地，压源机构32包括依次连接的压力源321、减压阀322、压力调节阀323，其中，压力调节阀323为系统提供恒定的压力，压力调节阀323经三通泄压阀325连接气路分配器326，气路分配器326的两端分别连接三通泄压阀325和压力传感器327，压力传感器327通过检测系统内的压力，当系统内的压力超出设定的恒压值范围时，控制器会发出报警信号；当系统内的压力超过设定的安全值时，控制器会控制三通泄压阀325的常闭端口打开，将系统内的气体释放，同时会终止当前的测试流程并发出报警信号。本实施例中，三通泄压阀325将输送至此的气体分为四路，通过试剂传输管路将气体传输到带有密封试剂盖的试剂瓶31A、31B、31C、31D中；电磁阀30的开启/闭合实现试剂的添加，控制器通过精确控制电磁阀30的开启/闭合时间间隔来确定试剂的加入量。优选地，三通泄压阀325与压力调节阀323之间设有总控电磁阀324，总控电磁阀324用于三通泄压阀325故障时，压力传感器327达不到预定压力时的紧急关闭。

参照图3，本实施例系统中，检测池10的密封盖14上开有六个圆孔，分别连接一根水样管、四根试剂管和与空气连通，实现待测水样和试剂的加入。优选地，检测池10的溢流口13处设有液位检测器19，液位检测器19与控制器连接，当水样中断时，控制器根据液位检测器19的检测信号生成缺样报警信号，从而提醒工作人员，提高检测装置的智能化水平。搅拌口17处连通有搅拌泵18，为待测水样与试剂的混合搅拌提供动力。本实施例中，溢流口13的管道及排液口15的管道上分别设置电磁阀，且共同连接至废液排放管道。

本实施例系统的工作流程如下：

待测水样首先通过水样输入管路40上的电磁阀进入检测池10中，溢流口13的管路上的电磁阀处于关闭状态，通过排液口15的管路上的电磁阀定时开关，实现对检测池10的清洗，重复上述动作三次以充分清洗检测池10。然后控制溢流口13的管路上的电磁阀打开一定时间，排液口15的管路上的电磁阀不动作，以使检测池10中的待测水样定位在溢流口13处。控制器控制试剂输入管路30的各通道上的电磁阀33定时开启和闭合，由外部的压力源321提供的气体在一定的压力下将试剂瓶31A、31B、31C、31D中的试剂通过对应的输送管路输送至检测池10，每加完一种试剂，搅拌泵18会定时开启搅拌，使化学反应完全。当显色完成后，光源元件21发出的入射光经第一透镜23转变为平行光，平行光经过检测池10被显色溶液吸收，出射光经第二透镜24聚焦在光敏元件22上，光敏元件22将测试的光信号转变为电信号，经电子单元输入电路，进入处理器系统进行运算、显示输出、判断报警等工作。

本实施例系统采用正压输送装置实现试剂的添加，在恒定的压力下，通过控制相应的电磁阀开启和闭合时间输送液体，液体耗量小，计量精确，其精度可达0.5％以下，用在水质在线分析仪上，提高了仪器的准确度与精度。同时克服了传统进样方式中试剂耗量大，进样精度差，试剂交叉污染等问题，且节省了仪器的安装部件，符合水质在线仪器小型化、智能化的发展方向。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种检测装置，其特征在于，包括检测池(10)，所述检测池(10)设有用于导入试剂的试剂入口、用于导入待测水样的水样入口、用于与空气连通的空气入口、用于对所述待测水样进行定量计量的溢流口(13)、和用于排放所述检测池(10)内检测后液体的排液口(15)；

所述检测池(10)还设有搅拌口(17)，所述搅拌口(17)连接用于搅拌所述检测池(10)内混合液体的搅拌泵，所述搅拌泵连接控制所述搅拌泵工作的控制器；

所述检测池(10)还设有加热装置及用于检测所述检测池(10)壁体温度的温度传感器(16)，所述控制器接收所述温度传感器(16)的信号并控制所述加热装置的工作。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，

所述检测池(10)包括纵向设置的纵向段(11)及与所述纵向段(11)的下端连通且倾斜设置的倾斜段(12)，所述纵向段(11)的侧壁设有所述溢流口(13)，所述纵向段(11)的上端开口且设有密封盖(14)，所述试剂入口、所述水样入口及所述空气入口均设于所述密封盖(14)上，所述排液口(15)位于所述倾斜段(12)的下端，所述加热装置设于所述倾斜段(12)的外周侧壁上。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，

还包括用于夹持并定位所述倾斜段(12)的安装座(20)，所述安装座(20)设有与所述倾斜段(12)相匹配的夹持空间，所述安装座(20)在沿所述倾斜段(12)的轴线方向一端设置光源元件(21)、另一端设置光敏元件(22)，所述光源元件(21)与所述光敏元件(22)对应设置。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，

所述光源元件(21)经第一夹持套(211)连接于所述安装座(20)，和/或

所述光敏元件(22)经第二夹持套(221)连接于所述安装座(20)。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，

所述第一夹持套(211)和/或所述第二夹持套(221)沿所述倾斜段(12)的轴线方向可调。

6.根据权利要求3至5任一所述的检测装置，其特征在于，

所述光源元件(21)与所述倾斜段(12)对应的端部之间留有第一间隙，所述第一间隙处设有用于将所述光源发出的光线转换为平行光的第一透镜(23)，和/或

所述光敏元件(22)与所述倾斜段(12)对应的端部之间留有第二间隙，所述第二间隙处设有用于将透过所述倾斜段(12)的光线聚焦的第二透镜(24)。

7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，

所述第一透镜(23)和/或所述第二透镜(24)经定位套(25)连接至所述安装座(20)。

8.一种水质在线检测系统，其特征在于，包括权利要求1至7任一所述的检测装置，所述系统还包括试剂输入管路(30)和水样输入管路(40)，所述试剂输入管路(30)与所述试剂入口连通，所述水样输入管路(40)与所述水样入口连通。

9.根据权利要求8所述的水质在线检测系统，其特征在于，所述试剂输入管路(30)采用正压输送装置。

10.根据权利要求9所述的水质在线检测系统，其特征在于，所述正压输送装置包括：密封设置的储液容器(31)，所述储液容器(31)经输送管路连通所述检测池(10)，所述储液容器(31)还连通用于给所述储液容器(31)内提供恒定压力的压源机构(32)，所述输送管路上对应设有电磁阀(33)。