CN104977420A - 一种水质分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水质分析系统，包括：多通道选向阀（1），该多通道选向阀（1）具有公共端口（k）和能够与所述公共端口（k）择一地连通的多个分配端口（a-h）；反应容器（5），该反应容器（5）的底部设有通道口（j）；计量隔离管（2），该计量隔离管（2）连接在所述公共端口（k）和所述通道口（j）之间；以及液位检测器（3），该液位检测器（3）设置在所述计量隔离管（2）的管路中；其特征在于，所述水质分析系统还包括流体驱动器（4），该流体驱动器（4）设置在所述计量隔离管（2）的管路中，并且所述反应容器（5）的上部和大气相通。
Description
技术领域
本发明涉及一种分析仪器，特别涉及一种水质分析仪器。
背景技术
目前基于湿法化学分析的具有±10％精度甚至更高精度的专用水质分析仪器，其工作过程通常采用“水样与试剂混合-反应-检测”的分析流程：仪器先依次将待测水样与其他反应试剂注入反应容器，混合均匀后在一定条件下进行反应，最后通过比色法、滴定法或电极法等原理进行检测，确定水样待测指标的浓度。现有技术中，上述专用水质分析仪器的流路设计可大致分为以下三类，即多通道分立的进液技术、经典流动注射技术和顺序注射技术。
专利申请ZL200820088159.3（公告号为CN201210146Y）公开了一种基于顺序注射技术的水质在线监测系统，包括泵、储液单元、反应-检测单元、多通道选向阀和空气通道，该系统的水样、试剂和清洗液以及废液都必须放入储液单元内中转，尤其当反应-检测室中的液体体积大于储液单元容积时，则需要往复执行不止一次的中转操作，这些中转步骤不仅繁复费时，而且容易在储液单元的器壁上残留液膜甚至液珠，影响仪器的测量精度。
专利申请ZL201110295060.7（公告号为CN103033499A）公开了一种水质分析系统，如图1所示，该系统中多通道选向阀1、液体定容管2和反应容器5串联，通过蠕动泵4的驱动，系统在进液或者排液时，液体始终在同一个方向上运动，避免了顺序注射式流路系统必须通过储液单元中转液体的缺陷，提高了分析系统的工作效率。但是在该技术方案中，在反应容器内液面上部存在一个容纳空气的空间，蠕动泵驱动系统抽液时，容纳在该空间的气体在一定程度上被抽成相对于大气的负压，而当蠕动泵停止工作时，负压并不能立即消失，因而流向反应容器的液体的并不会立即停止流动，相反会有一定时间的滞后并会产生扰动，造成实际取样的体积不准确，从而影响了系统的测量精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种水质分析系统，该水质分析系统避免了反应容器内气体对取样体积的影响，提高系统的测量精度。
为了实现上述目的，本发明提供一种水质分析系统，包括：多通道选向阀，该多通道选向阀具有公共端口和能够与所述公共端口择一地连通的多个分配端口；反应容器，该反应容器的底部设有通道口；计量隔离管，该计量隔离管连接在所述公共端口和所述通道口之间；以及液位检测器，该液位检测器设置在所述计量隔离管的管路段中；其特征在于，所述水质分析系统还包括流体驱动器，该流体驱动器设置在所述计量隔离管的管路段中，并且所述反应容器的上部和大气相通。
优选地，所述流体驱动器为正反双向驱动的驱动器。优选地，所述流体驱动器为蠕动泵。
优选地，所述流体驱动器设置在所述液位检测器和所述通道口之间的管路段中。
优选地，所述计量隔离管包括定容管和空气隔离管，所述液位检测器设置在所述定容管和空气隔离管的连接部位。
优选地，所述流体驱动器和所述通道口之间设置有截止阀。
优选地，所述多个分配端口中包括一个和空气连通的空气分配端口。
优选地，所述液位检测器为不与流体接触的非接触型液位检测器。
优选地，所述反应容器为塑料、石英或玻璃制成的透明容器。
优选地，所述定容管和空气隔离管均是内径小于4毫米的管。
优选地，所述定容管和空气隔离管为塑料、石英或玻璃材料。
优选地，所述反应容器的内径大于7毫米。
优选地，所述反应容器的外侧设置有光源和相应的光检测器。
优选地，所述反应容器的内部还设置有电极对。
优选地，所述反应容器的内部还设置有离子选择电极。
通过上述技术方案，流体驱动器连接在公共端口和通道口之间，可以驱动试剂或水样经过多通道选向阀和计量隔离管流向反应容器。由于反应容器的上部和大气相通，反应容器内液面上部的空间相对大气不再具有正压或负压，当流体驱动器停止驱动时，试剂或水样能立即停止流动，反应容器内的液面也不会产生扰动。藉此，可以保证系统所取的试剂或水样的体积精确，并且提高系统的测量精度。另外，本发明的水质分析系统中将流体驱动器连接在公共端口和通道口之间，反应容器的上部不需要密封，可以简化反应容器的设计，节省设计成本，并且反应容器上部不需要连接阀门和管道，也节省了材料成本。此外，当流体驱动器不工作时其本身就截止了流体的流动，相当于截止阀的功能，可以省略在反应容器下部安装截止阀。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是现有技术的一种水质分析系统结构图。
图2是本发明一种优选实施方式水质分析系统的结构示意图。
图3是本发明另一种优选实施方式水质分析系统的结构示意图。
图4是本发明中多通道选向阀的一种结构方式。
图5是反应容器外设置光源和光检测器的示意图。
图6是反应容器内设置电极对的示意图。
图7是反应容器内设置离子选择电极的示意图。
附图标记说明
1 多通道选向阀 2 计量隔离管
3 液位检测器 4 流体驱动器
5 反应容器 11 二通阀
21 定容管 22 空气隔离管
41 截止阀 51 光源
52 光检测器 53 电极对
54 离子选择电极 a-h 分配端口
h 空气分配端口 j 通道口
k 公共端口
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图2所示是本发明一种水质分析系统的结构示意图，该水质分析系统包括多通道选向阀1、反应容器5、计量隔离管2、液位检测器3和流体驱动器4。其中，所述多通道选向阀1具有公共端口k和能够择一地与所述公共端口k连通的多个分配端口a-h，所述反应容器5的底部设有通道口j，所述计量隔离管2连接在所述公共端口k和所述通道口j之间，所述液位检测器3设置在所述计量隔离管2的管路段中，所述流体驱动器4设置在所述计量隔离管2的管路中，并且所述反应容器5的上部和大气相通。上述多通道选向阀1、计量隔离管2、流体驱动器4、反应容器5等部件可以直接相连，也可以通过额外的连接管相连。
其中，所述多通道选向阀1具有公共端口k和多个分配端口a-h，能够择一地与所述公共端口k连通，比如通过控制系统的控制来实现公共端口k和任意一个分配端口a-h的连通。根据测试需要，分配端口a-h用于分别和待测液体、水样、试剂、废液容器等连接，其端口数目可以根据实际需要进行选择。所述多通道选向阀1只要具有一个公共端口和可以择一地与所述公共端口连通的多个分配端口即可。比如，还可采用图4所示的方式。图4中，多通道选向阀1由8个二通阀11和若干连接管组成，每个二通阀11的两端分别连接公共端口k和分配端口a-h，构成了一个8通道的选向阀。
所述反应容器5用于储存水样、试剂等，这些水样和试剂在反应容器5中发生反应，并通过一些检测装置检测反应容器中液体的相关特性。反应容器5的底部设有通道口j，所述水样、试剂等从该通道口j进入反应容器5；与现有技术的一个差别是，当分析系统进液或排液时，反应容器5的上部不密封，而是与大气相通，保持反应容器内液面上部和大气压相等。
所述计量隔离管2连接在所述公共端口k和所述通道口j之间，所述液位检测器3设置在所述计量隔离管2的管路段中，计量隔离管2具有预定的容积，当液体进入计量隔离管2并到达液位检测器3的位置时，液体被液位检测器3检测到，相关信号发送到控制系统，从而确定了抽取的液体体积。所述计量隔离管2可以为一节管，也可以由多节管串联而成。
所述流体驱动器4设置在所述计量隔离管2的管路段中，即流体驱动器4设置在所述公共端口k和所述通道口j之间，例如，流体驱动器4可以设置在公共端口k和计量隔离管2之间，或者设置在计量隔离管2和通道口j之间，或者设置在多节计量隔离管2之间。流体驱动器4不工作时，其截至管路中液体流动。
优选地，所述流体驱动器4为正反双向驱动的驱动器。采用双向驱动的驱动器，可以在水质分析完成后自动排除废液，不必要增设额外的装置。流体驱动器4可以采用蠕动泵，或者由柱塞泵和阀构成，能够实现双向驱动。
优选地，所述流体驱动器为蠕动泵。蠕动泵不工作时，其通道自然关闭，其作用相当于一个关闭的截止阀。
优选地，所述流体驱动器4设置在所述液位检测器3和所述通道口j之间的管路段中。
优选地，所述计量隔离管2包括定容管21和空气隔离管22，所述液位检测器3设置在所述定容管21和空气隔离管22的连接部位。
优选地，所述流体驱动器4和所述通道口j之间设置有截止阀41。设置截止阀41便于维护和检修系统。
优选地，所述多个分配端口a-h中包括一个和空气连通的空气分配端口h。公共端口k切换到和所述空气分配端口h连通时，可以向管路以及反应容器5中抽入空气，以实现将计量隔离管2中的液体送入反应容器5的功能，也可混合反应容器5中的液体，或者清洗管路。
优选地，所述液位检测器3为不与流体接触的非接触型液位检测器。
优选地，所述反应容器5为塑料、石英或玻璃制成的透明容器。
优选地，所述定容管21和空气隔离管22均是内径小于4毫米的管。
优选地，所述定容管21和空气隔离管22为塑料或石英或玻璃材料。
优选地，所述反应容器5的内径大于7毫米，为圆柱型容器，或者是截面积大小等效但截面的形状是椭圆形或矩形的柱状容器。
优选地，所述反应容器5的外侧设置有光源51和相应的光检测器52，光源51发射的光透过反应容器5内的液体后，被光检测器52接收，用光度比色的原理分析样品。
优选地，所述反应容器5的内部还设置有电极对53，可以为一对或多对，当液体进入反应容器5内或者在反应容器5内反应后，用电位分析法分析样品。
优选地，所述反应容器5的内部还设置有一个或多个离子选择电极54，当液体进入反应容器5内或者在反应容器5内反应后，用选择性透过膜和电位分析法分析样品。
本发明水质分析系统水样或试剂取样的工作过程如下：
第一步，将多通道选向阀1切换到分配端口a-h中待取样的端口，多通道选向阀1的公共端口k与待取样的端口相连通；
第二步，流体驱动器4正向驱动工作，在流体驱动器4的驱动下，待取样端口对应的液体被吸入计量隔离管2，当液位检测器3检测到液体达到液位检测器3的位置时，液位检测器3发出信号，流体驱动器4立刻停止工作或延时一段时间后停止工作，待取样液体停留计量隔离管2中；
第三步，多通道选向阀1切换到空气分配端口h，多通道选向阀1的公共端口k与空气分配端口h相连通；
第四步，流体驱动器4正向驱动工作，直到停留在计量隔离管2中的待取样液体全部进入反应容器5中；
第五步，重复上述第一步至第四步，可将同一端口或其它端口所对应的液体按需要的量输送到反应容器5中。
通过更换不同容积的计量隔离管2或调整液位检测器3的位置可以调节进入反应容器5中的液体体积。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (14)
1.一种水质分析系统，包括：多通道选向阀（1），该多通道选向阀（1）具有公共端口（k）和能够与所述公共端口（k）择一地连通的多个分配端口（a-h）；反应容器（5），该反应容器（5）的底部设有通道口（j）；计量隔离管（2），该计量隔离管（2）连接在所述公共端口（k）和所述通道口（j）之间；以及液位检测器（3），该液位检测器（3）设置在所述计量隔离管（2）的管路段中；其特征在于，所述水质分析系统还包括流体驱动器（4），该流体驱动器（4）设置在所述计量隔离管（2）的管路段中，并且所述反应容器（5）的上部和大气相通。
2.根据权利要求1所述的水质分析系统，其特征在于，所述流体驱动器（4）为正反双向驱动的驱动器。
3.根据权利要求1所述的水质分析系统，其特征在于，所述流体驱动器（4）设置在所述液位检测器（3）和所述通道口（j）之间的管路段中。
4.根据权利要求1所述的水质分析系统，其特征在于，所述计量隔离管（2）包括定容管（21）和空气隔离管（22），所述液位检测器（3）设置在所述定容管（21）和空气隔离管（22）的连接部位。
5.根据权利要求1所述的水质分析系统，其特征在于，所述流体驱动器（4）和所述通道口（j）之间设置有截止阀（41）。
6.根据权利要求1所述的水质分析系统，其特征在于，所述多个分配端口（a-h）中包括一个和空气连通的空气分配端口（h）。
7.根据权利要求1所述的水质分析系统，其特征在于，所述液位检测器（3）为不与流体接触的非接触型液位检测器。
8.根据权利要求1所述的水质分析系统，其特征在于，所述反应容器（5）为塑料、石英或玻璃制成的透明容器。
9.根据权利要求4所述的水质分析系统，其特征在于，所述定容管（2）和空气隔离管（21）均是内径小于4 毫米的管。
10.根据权利要4所述的水质分析系统，其特征在于，所述定容管（2）和空气隔离管（21）为塑料、石英或玻璃材料。
11.根据权利要1所述的水质分析系统，其特征在于，所述反应容器（5）的内径大于7毫米。
12.根据权利要1所述的水质分析系统，其特征在于，所述反应容器（5）的外侧设置有光源（51）和相应的光检测器（52）。
13.根据权利要1所述的水质分析系统，其特征在于，所述反应容器（5）的内部还设置有电极对（53）。
14.根据权利要1所述的水质分析系统，其特征在于，所述反应容器（5）的内部还设置有离子选择电极（54）。
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