CN105004687A - 一种用于cod检测的定容进液计量方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于COD检测的定容进液计量方法与装置，计量管上端连接活塞泵、下端连接多通电磁阀，计量管管壁外设置一个空套在计量管上可沿计量管上下移动的光度计固定环，光度计固定环固定连接相对计量管中心轴对称的液位光度计发射光源模块和液位光度计接受光源模块，光度计固定环固定连接水平的水平杆一端，水平杆另一端垂直固定连接位于水平杆下方激光测距传感器，水平杆的中段部分通过直线步进电机轴固定连接位于水平杆下方的直线步进电机；多通电磁阀的样品阀和多个试剂阀分别连接对应的试剂瓶；在计量管量程内任意给定溶液体积，对一份水样或者试剂的添加可一次性抽取完成，避免了多次定容取液的累计误差。

Description

一种用于COD检测的定容进液计量方法与装置

技术领域

本发明属于水质分析和环境监测领域，涉及水质检测技术，尤其涉及反映水质质量的COD（化学需氧量）检测技术，具体是用于COD检测的定容进液装置，。

背景技术

COD是反映水质质量的一项重要的指标，它指的是水体中易被强氧化剂氧化的还原性物质所消耗的氧化剂的量，结果折算成氧的量（以mg/L计）。COD反映了水体受还原性物质污染的程度，测得水样中COD值越大说明水体受有机物的污染也就越严重，水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，COD也作为有机物相对含量的指标之一。

目前，常用的化学需氧量COD的测定方法主要有回流滴定法、微波法、HACH比色法等。这些测定方法中都涉及到水样和消解反应所需添加药品试剂的剂量准确度问题。水样和药品试剂的加入方式直接关系到所加水样与药品试剂剂量的精度，而加入的药品试剂量精度则将直接影响到测定COD的准确度，药品试剂加入过少会使得COD值测量不准确，加入药品试剂过多会造成资源浪费和环境污染。在目前的COD检测仪中，传统的自动取液装置大都是按照水样和试剂的一定比例固定机械式进液的，不能随机灵活按照比例根据实际情况进液，并且有些COD检测仪器添加水样和试剂是分多次累计完成的，容易造成累计误差，不能确保进液体积计量精度。另一方面，传统的自动取液装置大多采用蠕动泵转数对试剂和水样进行定量，随机误差大，准确度有限，水样和试剂取液量不准使得COD值检测更不准确，并且管道内易残留液体影响计量精度，蠕动泵对液体的传输效率很低，长期使用容易老化，影响传输效率。

发明内容

针对目前COD检测定容进样和添加试剂的取液准确度问题，由此而影响所测COD值的测量精度，以及COD自动取液装置按照一定比例固定容量机械式进液的弊端，本发明提出一种用于COD检测的高精度、动态、灵活、随机进液的计量方法和装置，结构和方法简单易行，保证所测COD值的准确性。

为达到上述目的，本发明一种用于COD检测的定容进液计量装置采用的技术方案是：包括活塞泵和计量管，计量管上端连接活塞泵、下端连接多通电磁阀，计量管管壁外设置一个空套在计量管上可沿计量管上下移动的光度计固定环，光度计固定环固定连接相对计量管中心轴对称的液位光度计发射光源模块和液位光度计接受光源模块，光度计固定环固定连接水平的水平杆一端，水平杆另一端垂直固定连接位于水平杆下方激光测距传感器，水平杆的中段部分通过直线步进电机轴固定连接位于水平杆下方的直线步进电机，步进电机放置于水平钢板上；多通电磁阀包括有排液阀、进液阀、样品阀和多个试剂阀，样品阀和多个试剂阀分别连接对应的试剂瓶；进液阀依次通过进液管、消解管入口阀、连通导管与消解池底部相连接，消解池外壁上固定设有测量光度计发射光源和测量光度计接受光源；所述直线步进电机、液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块、激光测距传感器、活塞泵和多通电磁阀均与MCU处理单元相连。

本发明基于所述用于COD检测的定容进液计量装置的定容进液计量方法采用的技术方案是：包括以下步骤：

A、MCU处理单元根据所需添加水样样品或者试剂的溶液体积计算出所需加入计量管中溶液高度h，调节液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块和计量管使三者的最底部处于同一水平线上；

B、启动直线步进电机和激光测距传感器，直线步进电机带动激光测距传感器、液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块向上运动，当激光测距传感器探测到其镜头距离水平钢板上表面的垂直距离d2=△h1-△h2+h时，MCU处理单元控制直线步进电机停止运动；其中△h1为计量管2的最底部到水平钢板上表面之间的垂直距离，△h2为激光测距传感器的镜头到液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块光源位置处的垂直距离；

C、关闭激光测距传感器，打开液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块，打开多通电磁阀中对应的水样样品或试剂的阀门，启动活塞泵，水样样品或试剂从其对应的试剂瓶中被抽送到计量管中；当溶液被抽送到计量管中对应于液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块光源位置处时，活塞泵停止运转；

D、关闭多通电磁阀中对应水样或试剂的阀门，关闭液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块光源，启动激光测距传感器和直线步进电机，直线步进电机带动激光测距传感器和液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块向下移动，当激光测距传感器探测到其镜头距水平钢板上表面的垂直距离L2=△h1-△h2时，MCU处理单元控制直线步进电机停止运动；

E、关闭激光测距传感器，打开液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块，启动活塞泵和打开消解管入口阀，计量管中的水样样品或试剂注入到消解池中，由测量光度计发射光源、测量光度计接受光源比色分析得到COD值。

本发明与已有技术方法相比，具有如下优点：

1、本发明在准确可靠抽取溶液的同时，方便随机定量，实现了在计量管量程内任意给定溶液体积的目的，可以按照给定比例根据实际情况改变水样和试剂的进液体积大小，并且对一份水样或者试剂的添加可一次性抽取完成，避免了多次定容取液的累计误差，更符合实际应用要求，不仅可应用于COD计量检测，也可以用于其他高计量精度液体输送领域。

2、本发明利用激光三角法测距原理结合直线步进电机定位，实现了高精度、灵活随机、连续定容取液，从而保证了溶液体积计量的精度，以及改变了传统机械式固定容量取液的弊端。

3、本发明全程采用MCU处理单元嵌入式系统智能控制进液体积大小，实现了溶液进液计量过程的全自动化，避免了人工添加试剂与水样的操作。

4、本发明全程采用无惯性高精度的直线步进电机和激光测距传感器来实现对液位光度计的精准定位，从而在一定程度上确保了进液体积的精度。另一方面，使用了全新的活塞泵取样，代替了传统的蠕动泵，实现了与样品和试剂没有直接接触，减少了被腐蚀的可能性，既提高了可靠性，又减少了维护量。

5、本发明采用全新的光学液位定位，利用光学原理，定量添加试剂与水样，提高了所加试剂和水样的进液体积精度，在关键因素上保证了COD值测量的准确性。

附图说明

图1为本发明一种用于COD检测的定容进液计量装置的整体结构示意图；

图2为图1中液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块、激光测距传感器以及直线步进电机等的安装结构放大示意图；

图3为图1的控制结构框图；

图4为图1的工作流程图。

附图中各部件的序号和名称：1、活塞泵，2、计量管，3、光度计固定环，4、液位光度计发射光源模块，5、液位光度计接受光源模块，6、水平杆，7、直线步进电机轴，8、激光测距传感器，9、直线步进电机，10、控制单元， 11、螺丝，12、电机固定水平板，13、支撑钢架，14、多通电磁阀，15、排液管帽，16、排液管，17、消解管入口管帽，18、进液管，19、消解管入口阀，20、测量光度计发射光源，21、测量光度计接受光源，22、消解池，23、水平钢板，24、水样试剂瓶，25、重铬酸钾溶液试剂瓶，26、硫酸汞溶液试剂瓶，27、硫酸溶液试剂瓶，28、标准溶液试剂瓶，29、零点标准溶液试剂瓶，30、连通导管，31、零点标准溶液连通管，32、标准溶液连通管，33、硫酸溶液连通管，34、硫酸汞溶液连通管，35、重铬酸钾溶液连通管，36、水样连通管，37、螺丝，38、螺丝，39、电机轴穿孔。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明一种用于COD检测的定容进液计量装置，包括活塞泵1、计量管2等，计量管2通过密封材料垂直连接在活塞泵1和多通电磁阀14之间，计量管2为具有一定体积的圆柱形，且其材质为透明的石英玻璃。计量管2的上端连接活塞泵1、下端连接多通电磁阀14。在计量管2的管壁外设置一个光度计固定环3，光度计固定环3空套在计量管2上可沿计量管2上下移动，光度计固定环3同轴套在计量管2的管壁外，光度计固定环3的材质是钢材。光度计固定环3上通过四个相同的螺丝37固定连接相对计量管2中心轴对称的液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5。光度计固定环3通过焊接固定连接水平的水平杆6的一端，水平杆6的另一端通过两个相同的螺丝38垂直固定连接位于水平杆6下方的激光测距传感器8，水平杆6的中心与液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5的中心处于同一水平高度。水平杆6的材质是钢材。在水平杆6的中段部分垂直固定连接直线步进电机轴7，水平杆6与直线步进电机轴7正交90°焊接相连接。直线步进电机9位于水平杆6的下方，通过电机轴穿孔39放置于水平钢板23上，通过使用两个相同的螺丝11而固定住电机固定水平板12，从而通过电机固定水平板12将直线步进电机9垂直固定于水平钢板23上。水平钢板23上还放置控制单元10。水平钢板23与水平杆6相平行，与直线步进电机9以及直线步进电机轴7相垂直。直线步进电机9为一种采用螺杆和螺母相啮合，在电机内部把旋转运动转化为线性运动的电机，其步距角为1.8°，步长为0.0508mm，广泛应用于精确位置移动等诸多高精度要求领域。电机固定水平板12的材质是钢材。水平钢板23通过四个支撑钢架13通过焊接与水平钢板23垂直相连接而成，并且支撑钢架13有一定的高度为35cm，充分为直线步进电机轴7的上下运动留有一定的垂直空间裕量。

计量管2的最底部到水平钢板23上表面之间的垂直距离为△h1，激光测距传感器8的镜头到液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5光源位置处的垂直距离为△h2。激光测距传感器8是发射与接收换能器集于一体的，其光源采用的是波长为670nm的激光，用于测量其镜头与水平钢板23之间的垂直距离，并辅助反馈控制直线步进电机9实现精准定位。

多通电磁阀14包括有排液阀、进液阀、样品阀和多个试剂阀，样品阀和多个试剂阀分别连接对应的试剂瓶。多个试剂阀分别是重铬酸钾阀、硫酸汞阀、硫酸阀、标准阀、消解阀，其中，多通电磁阀14中的排液阀与排液管16相连接，在排液管16上设有排液管帽15。多通电磁阀14中的进液阀依次通过进液管18、消解管入口阀19、连通导管30与消解池22的底部相连接，进液阀先通过进液管18和消解管入口阀19相连接，在进液管18上安装消解管入口管帽17，消解管入口阀19位于消解池22的正下方，消解管入口阀19通过连通导管30与消解池22的底部相连接。其中排液管16以及进液管18的材质都为耐高温、耐腐蚀的聚四氟乙烯材料，连通导管30的材质也为聚四氟乙烯。消解池22外壁上设置有测量光度计发射光源20和测量光度计接受光源21，测量光度计发射光源20和测量光度计接受光源21被固定在消解池22的同一水平线上。多通电磁阀14中的样品阀通过水样连通管36与水样试剂瓶24相连，多通电磁阀14中的重铬酸钾阀通过重铬酸钾溶液连通管35与重铬酸钾溶液试剂瓶25相连，多通电磁阀14中的硫酸汞阀通过硫酸汞溶液连通管34与硫酸汞溶液试剂瓶26相连，多通电磁阀14中的硫酸阀通过硫酸溶液连通管33与硫酸溶液试剂瓶27相连，多通电磁阀14中的标准阀通过标准溶液连通管32与标准溶液试剂瓶28相连，多通电磁阀14中的消解阀通过零点标准溶液连通管31与零点标准溶液试剂瓶29相连。其中零点标准溶液连通管31、标准溶液连通管32、硫酸溶液连通管33、硫酸汞溶液连通管34、重铬酸钾溶液连通管35、水样连通管36的材质都为耐高温、耐腐蚀的聚四氟乙烯材料。

参见图3所示，为本发明一种用于COD检测的定容进液计量装置的控制结构框图。控制单元10包括MCU处理单元、电源模块、电机驱动电路。MCU处理单元通过不同的端口分别连接电源模块、电机驱动电路、多通电磁阀14、激光测距传感器8、活塞泵1和液位光度计模块，液位光度计模块即是液位光度计发射光源模块4和液位光度计接受光源模块5。整个控制过程以MCU处理单元为核心，电源模块为MCU处理单元和其他各个单元提供驱动电能。直线步进电机9通过电机驱动电路与MCU处理单元相连接，由MCU处理单元控制直线步进电机9上下运动与停止，液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5、激光测距传感器8、活塞泵1和多通电磁阀14都和MCU处理单元相连，并由MCU控制处理单元控制其工作状态。所需添加溶液的体积由液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5的位置决定，而液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5的位置由MCU控制直线步进电机9的上下运动来实现其精准定位，另一方面，直线步进电机9的启停状态、运动速度以及工作时间则是由激光测距传感器8探测到其距离水平钢板23的高度来反馈控制实现的。活塞泵1和多通电磁阀14的工作状态，也根据定容进液的需要由MCU处理单元实现精准控制。

参见图4所示，为本发明一种用于COD检测的定容进液计量方法的工作流程图。在开始定容进样和添加试剂前，系统开启后，控制单元10首先根据所需添加溶液的体积v=sh和计量管2底部的内圆面积s=πr                                                ，来计算出所需添加溶液所对应计量管2的一固定高度h，其中，r是计量管2的内半径，随后开启激光测距传感器8、直线步进电机9、液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5和活塞泵1协同工作，将溶液添加到计量管2所对应的此固定高度h，从而实现本装置的定容取液，改变计量管2所对应的取液高度，即可实现本装置的随机灵活取液。具体的实施步骤如下：

步骤1：在定量添加水样样品或者试剂前，根据圆柱体体积公式：v=sh，以及计量管2底部的面积公式：s=πr，可以计算出所需加入计量管2中液体的对应高度h，其中h为计量管2以其最底部为基准得出的高度，v为所需添加水样样品或者试剂的溶液体积，s为计量管2的内圆面积，r为计量管2的内半径。把液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5的位置调零，即调节液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5和计量管2便三者的最底部处于同一水平线上，即调节激光测距传感器8距水平钢板23底部为△h1-△h2，启动直线步进电机9和激光测距传感器8工作，其中直线步进电机9的步距角为1.8°，步长为0.0508mm，亦即直线步进电机9的转子每旋转一个步距角导螺杆所产生的线性位移为0.0508mm。考虑到理论状况下，在电机的极限起动频率大于运行的速度时，电机可按要求运行，并可达到预期的运行速度。运行至行程结束时，也能立即发出可以实现停止功能的脉冲，并使电机停止运行。但实际情况是，直线步进电机9能实现的极限起动频率较低，远不能满足较高的运行速度的要求。在这种工作状况下，强行使电机以要求的速度(大于极限起动频率)直接起动，则会发生“丢步”或无响应。另外，电机运行至终点时，虽然已经立即停止发送脉冲，令其停止，但由于惯性作用，会发生冲过终点的现象，即产生过冲。由于丢步和过冲是直线步进电机9在运行中最常出现的两种严重影响直线步进电机定位精度的根源，为避免这两种弊端以达到较高的定位精度，本发明在此设计了激光测距传感器8，用于辅助反馈控制直线步进电机9精准定位，由于本装置对直线步进电机9的速度没有太高的要求，故本发明的直线步进电机9的极限起动频率大于运行速度。另一方面，综合考虑到本发明装置为高精度短距离的测量，出于激光测距传感器8高精度测距的要求，本发明为了使激光测距传感器8的分辨率达到0.1um的水平采用了激光三角测距法，以提高对距离的测量精度，使得本发明所用的激光测距传感器8能达到线性度为1um，分辨率可达到0.1um的水平。激光测距传感器8的原理方法是激光发射器通过镜头将可见红色激光射向被测物体表面，经物体反射的激光通过接收器镜头，被内部CCD线性相机接收，根据不同的距离，CCD线性相机可以在不同的角度下获得这个光点。根据这个角度及已知的激光和相机之间的距离，数字信号处理器就能计算出传感器和被测物体之间的距离。根据激光三角测距法测距公式：，可计算出被测距离D，式中：D为被测距离，s为发光点中心到透镜中心的水平距离，即基线长度，f为为成像系统焦距，K为某一已测得距离，通常取CMOS图像传感器光敏面接收器中心对应的距离，简称基准距离，X为该被测物体在CMOS图像传感器光敏接收器上与已知距离在CMOS图像传感器光敏面接收器上激光点的位移。由直线步进电机9带动液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5和激光测距传感器8按一定的方向运动，为减少直线步进电机9由于速度大而惯性作用也大，会发生冲过终点造成定位不精准的现象，则当激光测距传感器8探测到其镜头距水平钢板23的垂直距离为L1=△h1-△h2+d时，MCU处理单元即发出频率低的脉冲信号控制直线步进电机9以较慢的速度移动，式中设置距离d是为实现直线步进电机9以较慢的速度实现精准定位，而预先设定的留有的一定空间裕量。当激光测距传感器8探测到其镜头距水平钢板23的垂直距离为L2=△h1-△h2时，MCU处理单元即发出一个信号反馈控制直线步进电机9停止运动。参见图1和图2可知，由于计量管2的最底部到水平钢板23的垂直距离为△h1，激光测距传感器8到液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5光源处位置的垂直距离为△h2，可知此时液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5所处的位置和计量管2的最底部处于同一水平线上，实现液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5的位置精准调零复位。另一方面本发明为实现节能的目的，当液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5的位置调零复位后关闭激光测距传感器8。

步骤2：根据步骤1中计算出的所需加入计量管2中液体的对应高度h，启动直线步进电机9和激光测距传感器8工作，直线步进电机9带动激光测距传感器8和液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5向上运动。同样出于为减少直线步进电机9快到定位终点时，由于速度大而惯性作用也大的考虑，会发生冲过终点造成定位不精准的现象，则当激光测距传感器8探测到其镜头距离水平钢板23上表面的垂直距离为d1=△h1-△h2+h-d时，MCU处理单元即发出频率低的脉冲信号控制直线步进电机9以较慢的速度向上移动，式中设置距离d同样是为实现直线步进电机9以较慢的速度实现精准定位，而留有的一定空间裕量。参见图1和图2可知，当激光测距传感器8探测到其镜头距离水平钢板23上表面的垂直距离为d2=△h1-△h2+h时，MCU处理单元即发出一个信号反馈控制直线步进电机9停止运动，从而达到液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5的精准定位，参见图1和图2可知从计量管2最底部到液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5光源位置处的体积，正好为所需添加溶液的体积，实现了动态灵活的精准定容取液，即只需要将液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5定位到计量管2所对应任意高度位置，便可实现定容添加在计量管2量程内任意体积的液体。关闭激光测距传感器8，打开液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5光源，打开多通电磁阀14中对应的水样或者试剂的阀门。启动活塞泵1，此时水样会从水样试剂瓶24中经水样连通管36被抽送到计量管2中，或者试剂溶液从其对应的重铬酸钾溶液试剂瓶25、硫酸汞溶液试剂瓶26、硫酸溶液试剂瓶27、标准溶液试剂瓶28、零点标准溶液试剂瓶29中，经对应的重铬酸钾溶液连通管35、硫酸汞溶液连通管34、硫酸溶液连通管33、标准溶液连通管32、零点标准溶液连通管31被抽送到计量管2中。当溶液被抽送到计量管2中对应于液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5光源位置处时，会阻断液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5发出的光线，此时会触发一个信号来反馈控制活塞泵1停止运转，从而实现了计量管2中对应高度为h的固定体积取液。

步骤3：关闭多通电磁阀14中对应水样样品或者试剂的阀门，关闭液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5光源，启动激光测距传感器8和直线步进电机9工作。此时控制直线步进电机9带动激光测距传感器8和液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5向下移动，同样为减少直线步进电机9由于速度大而惯性作用也大，会发生冲过终点造成定位不精准的现象，则当激光测距传感器8探测到其镜头距水平钢板23的垂直距离为L1=△h1-△h2+d时，MCU处理单元即发出频率低的脉冲信号控制直线步进电机9以较慢的速度向下移动, 式中设置距离d同样也是为实现直线步进电机9以较慢的速度实现精准定位，而留有的一定空间裕量。当激光测距传感器8探测到其镜头距水平钢板23的垂直距离为L2=△h1-△h2时，MCU处理单元即发出一个信号反馈控制直线步进电机9停止运动，参见图1和图2可知，由于计量管2的最底部到水平钢板23的垂直距离为△h1，激光测距传感器8到液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5光源处位置的垂直距离为△h2，可知此时液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5所处的位置和计量管2的最底部处于同一水平线上，实现了精准调零复位液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5位置的目的。

步骤4：关闭激光测距传感器8，打开液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5光源，启动活塞泵1和打开消解管入口阀19。此时，计量管2中的水样或者试剂先后经过进液管18、连通导管30被慢慢注入到消解池22中，当液位光度计发射光源模块4发射的光被液位光度计接受光源模块5完全接受，可知此时计量管2中的水样或者试剂被完全推入到消解池22中，此时便会触发一个信号通知MCU处理单元来反馈控制活塞泵1停止运转。

步骤5：关闭液位光度计发射光源模块4、液位光度计接受光源模块5和消解管入口阀19，打开多通电磁阀14中被加入水样或者试剂对应的电磁阀。启动活塞泵1将残余在管道中的水样或试剂打入原对应试剂瓶中。最后，同样按以上步骤1到步骤5的方法，将样品或者全部试剂按照所需一定的体积加入到消解池22中，当水样和所有试剂溶液被全部加入到消解池22中后，关闭消解管入口阀19，在消解池22中经一定的时间和温度的加热消解后，最终由测量光度计发射光源20、测量光度计接受光源21比色分析得到水样的COD值。

Claims (7)

1.一种用于COD检测的定容进液计量装置，包括活塞泵（1）和计量管（2），其特征是：计量管（2）上端连接活塞泵（1）、下端连接多通电磁阀（14），计量管（2）管壁外设置一个空套在计量管（2）上可沿计量管（2）上下移动的光度计固定环（3），光度计固定环（3）固定连接相对计量管（2）中心轴对称的液位光度计发射光源模块（4）和液位光度计接受光源模块（5），光度计固定环（3）固定连接水平的水平杆（6）一端，水平杆（6）另一端垂直固定连接位于水平杆（6）下方激光测距传感器（8），水平杆（6）的中段部分通过直线步进电机轴（7）固定连接位于水平杆（6）下方的直线步进电机（9），步进电机（9）放置于水平钢板（23）上；多通电磁阀（14）包括有排液阀、进液阀、样品阀和多个试剂阀，样品阀和多个试剂阀分别连接对应的试剂瓶；进液阀依次通过进液管（18）、消解管入口阀（19）、连通导管（30）与消解池（22）底部相连接，消解池（22）外壁上固定设有测量光度计发射光源（20）和测量光度计接受光源（21）；所述直线步进电机（9）、液位光度计发射光源模块（4）、液位光度计接受光源模块（5）、激光测距传感器（8）、活塞泵（1）和多通电磁阀（14）均与MCU处理单元相连。

2.根据权利要求1所述用于COD检测的定容进液计量装置，其特征是：所述多个试剂阀分别是重铬酸钾阀、硫酸汞阀、硫酸阀、标准阀、消解阀；重铬酸钾阀与重铬酸钾溶液试剂瓶（25）相连，硫酸汞阀与硫酸汞溶液试剂瓶（26）相连，硫酸阀与硫酸溶液试剂瓶（27）相连，标准阀与标准溶液试剂瓶（28）相连，消解阀与零点标准溶液试剂瓶（29）相连。

3.根据权利要求1所述用于COD检测的定容进液计量装置，其特征是：水平杆（6）的中心与液位光度计发射光源模块（4）、液位光度计接受光源模块（5）的中心处于同一水平高度。

4.根据权利要求1所述用于COD检测的定容进液计量装置，其特征是：多通电磁阀（14）中的排液阀与排液管（16）相连接，在排液管（16）上设有排液管帽（15）。

5.一种如权利要求1所述用于COD检测的定容进液计量装置的定容进液计量方法，其特征是包括以下步骤：

A、MCU处理单元根据所需添加水样样品或者试剂的溶液体积计算出所需加入计量管（2）中溶液高度h，调节液位光度计发射光源模块（4）、液位光度计接受光源模块（5）和计量管（2）使三者的最底部处于同一水平线上；

B、启动直线步进电机（9）和激光测距传感器（8），直线步进电机（9）带动激光测距传感器（8）、液位光度计发射光源模块（4）、液位光度计接受光源模块（5）向上运动， 当激光测距传感器（8）探测到其镜头距离水平钢板（23）上表面的垂直距离d2=△h1-△h2+h时，MCU处理单元控制直线步进电机（9）停止运动；其中△h1为计量管（2）的最底部到水平钢板（23）上表面之间的垂直距离，△h2为激光测距传感器（8）的镜头到液位光度计发射光源模块（4）、液位光度计接受光源模块（5）光源位置处的垂直距离；

C、关闭激光测距传感器（8），打开液位光度计发射光源模块（4）、液位光度计接受光源模块（5），打开多通电磁阀（14）中对应的水样样品或试剂的阀门，启动活塞泵（1），水样样品或试剂从其对应的试剂瓶中被抽送到计量管（2）中；当溶液被抽送到计量管（2）中对应于液位光度计发射光源模块（4）、液位光度计接受光源模块（5）光源位置处时，活塞泵（1）停止运转；

D、关闭多通电磁阀（14）中对应水样或试剂的阀门，关闭液位光度计发射光源模块（4）、液位光度计接受光源模块（5）光源，启动激光测距传感器（8）和直线步进电机（9），直线步进电机（9）带动激光测距传感器（8）和液位光度计发射光源模块（4）、液位光度计接受光源模块（5）向下移动，当激光测距传感器（8）探测到其镜头距水平钢板（23）上表面的垂直距离L2=△h1-△h2时，MCU处理单元控制直线步进电机（9）停止运动；

E、关闭激光测距传感器（8），打开液位光度计发射光源模块（4）、液位光度计接受光源模块（5），启动活塞泵（1）和打开消解管入口阀（19），计量管（2）中的水样样品或试剂注入到消解池（22）中，由测量光度计发射光源（20）、测量光度计接受光源（21）比色分析得到COD值。

6.根据权利要求5所述定容进液计量方法，其特征是：步骤E中，当液位光度计发射光源模块（4）发射的光被液位光度计接受光源模块（50完全接受，计量管（2）中的水样样品或者试剂被完全推入到消解池（22）中，MCU处理单元控制活塞泵（1）停止运转。

7.根据权利要求5所述定容进液计量方法，其特征是：步骤A中，MCU处理单元根据所需添加水样样品或者试剂的溶液体积v及公式v=sh，                                                ，计算出所需加入计量管（2）中溶液高度h，s为计量管（2）的内圆面积，r为计量管（2）的内半径。