CN106501122A - 溶解性总固体含量的自动测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种溶解性总固体含量的自动测量系统及方法，该系统包括：样品预处理容器，盛放等待预处理的样品溶液；搅拌装置，固定或可移动地设于所述样品预处理容器中；样品转移装置，固定或可移动地设于所述样品预处理容器中，通过吸力将样品溶液转移到样品加热容器中；样品加热容器，盛放等待加热烘干的样品溶液；过滤装置，位于所述样品转移装置向所述样品加热容器转移液体的管路上；烘干装置，位于所述样品加热容器四周或所述样品加热容器内；控制装置，控制所述搅拌装置、样品转移装置和烘干装置的启停动作。本发明的自动测量系统使用自动化设备代替手工配置试剂的过程，全程使用蠕动泵转移样品，红外装置准确定容，避免由于多种量取器皿带来的误差。

Description

溶解性总固体含量的自动测量系统及方法

技术领域

本发明涉及自动分析测量仪器，更具体地涉及一种溶解性总固体含量的自动测量系统及方法。

背景技术

测量水样中溶解性总固体含量是实验室常规实验之一，是将定量的待测水样过滤后，转移至烧杯中，在105℃或180℃烘干后得到固体残渣，称之为溶解性总固体。在实验过程中，实验人员需要参与手工量取、过滤、转移烧杯于水浴锅中烘干等步骤。操作过程过于繁琐，且人员操作会对使用的称量器具产生影响，容易引入人为误差或系统误差，造成实验结果偏离其真实浓度，因此需要自动化仪器来代替手工操作。

目前能够自动操作的仪器有文献报道的仅有电加热板，其用于样品的烘干，但此类仪器不具备将水样混匀、过滤并移取等功能。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种溶解性总固体含量的自动测量系统，以解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，本发明提供了一种溶解性总固体含量的自动测量系统，包括：

样品预处理容器，盛放等待预处理的样品溶液；

搅拌装置，固定或可移动地设于所述样品预处理容器中，对所述样品预处理容器中等待预处理的样品溶液进行搅拌；

样品转移装置，固定或可移动地设于所述样品预处理容器中，通过吸力将所述样品预处理容器中预处理完毕的样品溶液转移到样品加热容器中；

样品加热容器，盛放等待加热烘干的样品溶液；

过滤装置，位于所述样品转移装置向所述样品加热容器转移液体的管路上；

烘干装置，位于所述样品加热容器四周或所述样品加热容器内；以及

控制装置，自动控制所述搅拌装置、样品转移装置和烘干装置的动作。

作为本发明的另一个方面，本发明还提供了一种溶解性总固体含量的自动测量方法，采用如上所述的自动测量系统来进行测量，包括以下步骤：

将待检测的水样溶液装入样品预处理容器中，启动控制装置的电源；

控制装置控制搅拌装置进行搅拌，搅拌时间为20秒～1分钟；

对样品预处理容器中搅拌停止后静置5～10分钟，控制装置控制样品转移装置将所述水样溶液转移至样品加热容器中；其中，提前对干燥的、空的样品加热容器进行称重；

控制装置启动烘干装置，加热烘干所述样品加热容器中的水样溶液；

对干燥后的样品加热容器再次进行称重；

基于样品转移装置转移的所述水样溶液的体积及样品加热容器两次称量的重量差，计算得到所述溶解性总固体含量。

基于上述技术方案可知，本发明的自动测量系统和方法具有如下优点：使用自动化没备代替手工配置试剂的过程，全程使用蠕动泵转移样品，红外装置准确定容，避免由于多种量取器皿带来的误差；加热控温模块可实现样品过滤后单个或多个样品的加热干燥过程。

附图说明

图1是本发明的整个自动测量系统的结构布局示意图；

图2是本发明的样品加热容器与烘干装置的位置示意图；

图3是本发明的清洗设备的管路连接示意图；

图4A～4C分别是本发明的过滤装置的组装图、外套螺纹式固定架和内套螺纹式固定架的拆解示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明的自动测量系统可替代传统手工对含有溶解性总固体的样品溶液进行移取、过滤及烘干过程，通过软件全程自动化运行，烘干后的烘干杯可直接用于恒重称重测量。操作时先用去离子水自清洗系统管路后，将水样搅拌待静置，定量移取水样，经过滤系统过滤，使滤后水样至干燥杯中烘干。

更具体地，本发明公开了一种溶解性总固体含量的自动测量系统，包括：

样品预处理容器，盛放等待预处理的样品溶液；

搅拌装置，固定或可移动地设于样品预处理容器中，对样品预处理容器中等待预处理的样品溶液进行搅拌；

样品转移装置，固定或可移动地设于样品预处理容器中，通过吸力将样品预处理容器中预处理完毕的样品溶液转移到样品加热容器中；

样品加热容器，盛放等待加热烘干的样品溶液；

过滤装置，位于样品转移装置向样品加热容器转移液体的管路上；

烘干装置，位于样品加热容器四周或样品加热容器内；以及

控制装置，自动控制搅拌装置、样品转移装置和烘干装置的动作，例如启动、停止动作等。

作为优选，自动测量系统中还包括定容装置，对样品预处理容器中的样品溶液体积进行定容；进一步优选地，该定容装置采用红外线检测装置来定容。

作为优选，样品转移装置中可以包括蠕动泵等可以精确计量的输送泵；进一步优选地，该蠕动泵的流速控制在10～100毫升/分钟之间。

作为优选，样品转移装置中包括液体输送管路，该液体输送管路优选均采用聚四氟乙烯管，以适应不同的样品溶液，避免被样品溶液腐蚀或给样品溶液中引入可溶解杂质。

作为优选，烘干装置包括多个加热单元，每个加热单元对应一个样品加热容器，且每个加热单元独立控温，从而可以实现多组样品的同步测量。

其中，烘干装置的加热功率优选在800～1500W之间选择。

作为优选，该自动测量系统还包括清洗装置，清洗装置通过三通阀与样品转移装置的液体输送管路相连接；该清洗装置包括储存纯净水的容器，在样品溶液转移完之后，使用纯净水冲洗样品转移装置的液体输送管路，通常冲洗15-40s，以保证液体输送管路的清洁。

作为优选，过滤装置是可拆卸的，分成上下两部分，通过螺纹组合在一起。其中，过滤装置中采用0.45微米的标准过滤膜。

本发明还公开了一种溶解性总固体含量的自动测量方法，采用如上所述的自动测量系统来进行测量，包括以下步骤：

将待检测的水样溶液装入样品预处理容器中，启动控制装置的电源；

控制装置控制搅拌装置进行搅拌，搅拌时间为20秒～1分钟；

对样品预处理容器中搅拌停止后静置5～10分钟，控制装置控制样品转移装置将所述水样溶液转移至样品加热容器中；其中，提前对干燥的、空的样品加热容器进行称重；

控制装置启动烘干装置，加热烘干所述样品加热容器中的水样溶液；

对干燥后的样品加热容器再次进行称重；

基于样品转移装置转移的所述水样溶液的体积及样品加热容器两次称量的重量差，计算得到所述溶解性总固体含量。

作为优选，在样品溶液转移完之后，使用纯净水冲洗样品转移装置的液体输送管路15-40s。

在实际操作时，作为一个优选实施方式，该自动测量系统的运行过程如下：

1、将采集后的水样(左侧)码放至样品位中，仪器执行搅拌功能，搅拌时间为30秒。搅拌停止后静置5分钟，由取样器将样品转移至烘干杯中。转移功能由蠕动泵实现，蠕动泵流速可调，10毫升/分钟～100毫升/分钟，来适应不同水质的过滤速度。搅拌棒及样品转移的管路材料全部为聚四氟乙烯管，管路内径为2mm，外径3mm，与蠕动泵的接头采用橡胶材料。本自动测量系统通过设定红外定容装置来确定样品的取样体积，达到自动定容功能。当所有样品都转移至干燥杯中后，加热盘加热功能启动，加热功率可在800～1500W之间选择。每个加热杯腔体均可实现单独控温加热功能，且每个加热腔体之间有隔热棉隔离控温。每个干燥杯下陷5厘米，以满足加热均匀、快速的效果。样品杯材质为耐热石英材质，隔热层中填入石英棉。干燥杯与加热模块之间缝隙小于0.5毫米，加热模块为不锈钢材质。

2、当一个样品转移完成后，仪器启动管路清洗功能。三通阀切换至清洗桶中的清洗液(去离子水或超纯水)，由蠕动泵将清洗液充满整个管路，由另一个三通阀切换至废液管路排进废液桶。

3、当转移下一个样品时，三通阀切换至样品杯，蠕动泵取样，另一个三通阀仍切换为排废液状态，设定30秒后，视为样品水完全润洗移液管路后，废液三通阀切换至过滤器一段，实现样品转移功能。

4、上述取样管路采用可装卸过滤器，该可装卸过滤器由上下两部分组成，组合依靠内外螺纹式固定架。

内套螺纹式固定架的螺纹宽度为1毫米，材质为不锈钢。内套螺纹式固定架中设有过滤膜固定架，可根据水样的浑浊程度人工更换，过滤膜固定架为聚四氟乙烯材质，高度为1厘米，厚度为2毫米。0.45微米过滤膜可将水样中大于0.45微米的悬浮物有效过滤，过滤后的水样进入收集口最终转移至于燥杯中加热。

外套螺纹式固定架的螺纹宽度为1毫米，材质为不锈钢。外套螺纹式固定架中有长4厘米、宽5毫米材质为聚四氟乙烯过滤膜固定环。过滤膜固定环与过滤膜固定架之间缝隙小于0.1毫米，防止加液过快时，样品溢出。

过滤膜空隙为0.45微米，周围由硬质塑料模压制固定滤膜。内、外套螺纹式固定架密闭时，过滤膜固定环压住0.45微米过滤膜，且缝隙小于0.1毫米。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种溶解性总固体含量的自动测量系统，其特征在于，包括：

样品预处理容器，盛放等待预处理的样品溶液；

搅拌装置，固定或可移动地设于所述样品预处理容器中，对所述样品预处理容器中等待预处理的样品溶液进行搅拌；

样品转移装置，固定或可移动地设于所述样品预处理容器中，通过吸力将所述样品预处理容器中预处理完毕的样品溶液转移到样品加热容器中；

样品加热容器，盛放等待加热烘干的样品溶液；

过滤装置，位于所述样品转移装置向所述样品加热容器转移液体的管路上；

烘干装置，位于所述样品加热容器四周或所述样品加热容器内；以及

控制装置，自动控制所述搅拌装置、样品转移装置和烘干装置的动作。

2.如权利要求1所述的自动测量系统，其特征在于，所述自动测量系统中还包括定容装置，对所述样品预处理容器中的样品溶液体积进行定容。

3.如权利要求1所述的自动测量系统，其特征在于，所述样品转移装置中包括蠕动泵；

作为优选，所述蠕动泵的流速控制在10～100毫升/分钟之间。

4.如权利要求1所述的自动测量系统，其特征在于，所述样品转移装置中包括液体输送管路，所述液体输送管路均为聚四氟乙烯管。

5.如权利要求1所述的自动测量系统，其特征在于，所述烘干装置包括多个加热单元，每个加热单元对应一个样品加热容器，且每个加热单元独立控温；

作为优选，所述烘干装置的加热功率控制在800～1500W之间。

6.如权利要求1所述的自动测量系统，其特征在于，所述自动测量系统还包括清洗装置，所述清洗装置通过三通阀与所述样品转移装置的液体输送管路相连接；所述清洗装置包括储存纯净水的容器，在样品溶液转移完之后，使用纯净水冲洗所述样品转移装置的液体输送管路。

7.如权利要求1所述的自动测量系统，其特征在于，所述过滤装置是可拆卸的，分成上下两部分，通过螺纹组合在一起，便于更换过滤膜。

8.如权利要求1所述的自动测量系统，其特征在于，所述过滤装置包括0.45微米的过滤膜。

9.一种溶解性总固体含量的自动测量方法，采用如权利要求1至8任意一项所述的自动测量系统来进行测量，其特征在于，包括以下步骤：

将待检测的水样溶液装入样品预处理容器中，启动控制装置的电源；

控制装置控制搅拌装置进行搅拌，搅拌时间为20秒～1分钟；

对样品预处理容器中搅拌停止后静置5～10分钟，控制装置控制样品转移装置将所述水样溶液转移至样品加热容器中；其中，提前对干燥的、空的样品加热容器进行称重；

控制装置启动烘干装置，加热烘干所述样品加热容器中的水样溶液；

对干燥后的样品加热容器再次进行称重；

基于样品转移装置转移的所述水样溶液的体积及样品加热容器两次称量的重量差，计算得到所述溶解性总固体含量。

10.如权利要求9所述的自动测量方法，其特征在于，在样品溶液转移完之后，使用纯净水冲洗样品转移装置的液体输送管路15-40s。