CN106769371B - 一种溶液自动稀释装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水质分析领域，具体公开了一种溶液自动稀释装置及方法，装置包括稀释剂桶、水样桶、管道、蠕动泵、管夹阀、测量杯和废液桶，稀释剂桶和水样桶分别通过管道与蠕动泵、测量杯、废液桶连接，管夹阀设于管道的不同位置，通过控制蠕动泵和管夹阀的开启与关闭来进行溶液的稀释操作。本发明装置能够根据现场的实际需要实现从1～2000倍的溶液自动稀释，此外，采用本发明装置进行溶液稀释产生的废液较少，重现性好，可达到1％以内。

Description

一种溶液自动稀释装置及方法
技术领域
本发明属于水质分析领域，具体涉及一种溶液自动稀释装置及方法。
背景技术
现有技术中，有通过控制水样泵和稀释泵的转速或时间来控制稀释比例的，但是随着蠕动泵使用的时间延长，泵管老化会影响水样的流量，从而影响稀释比例。也有通过微量计量泵精确控制水样和稀释水进样量，而微量进样泵成本高，当稀释倍率较大时误差大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种溶液自动稀释装置及方法，实现从低倍率到高倍率稀释溶液。
本发明的技术方案如下：
一种溶液自动稀释装置，用于从低倍率到高倍率稀释水样，其特征在于：包括稀释剂进量管道、水样进量管道、稀释管道、稀释剂桶、水样桶、支路管道、分支管道A、分支管道B、分支管道C、分支管道D、测量杯A、测量杯B、蠕动泵A、蠕动泵B、管夹阀A、管夹阀B、管夹阀C、管夹阀D、管夹阀E、废液桶A、废液桶B；
所述的蠕动泵A一端通过稀释剂进量管道与稀释剂桶连通，另一端通过稀释管道与废液桶A连通；
在所述的稀释剂进量管道上设有分支管道C与大气连通，分支管道C位于稀释剂进量管道的下方；
所述的蠕动泵B一端通过水样进量管道与水样桶连通，另一端通过支路管道与稀释管道连通，进而与废液桶A连通；
在所述的水样进量管道上设有分支管道D与废液桶B连通，分支管道D位于水样进量管道的上方；
在所述的稀释管道上从左至右依次设有分支管道A和分支管道B，分别连通测量杯A和测量杯B，所述的分支管道A和分支管道B均位于稀释管道的上方；
所述的管夹阀A设于分支管道C和稀释剂进量管道上，管夹阀B设于分支管道D和水样进量管道上，管夹阀C设于稀释管道和支路管道上，管夹阀D设于分支管道A和稀释管道上，管夹阀E设于分支管道B和稀释管道上。
所述的管夹阀A、管夹阀B和管夹阀C采用正向安装。
所述的管夹阀A、管夹阀B和管夹阀C开启时，阀的下方管道连通、上方管道关闭，管夹阀A、管夹阀B和管夹阀C关闭时，阀的上方管道连通、下方管道关闭。
所述的管夹阀D和管夹阀E采用反向安装，反向安装与正向安装相差180°。
所述的管夹阀D和管夹阀E开启时，阀的上方管道连通、下方管道关闭，管夹阀D和管夹阀E关闭时，阀的下方管道连通、上方管道关闭。
所述的蠕动泵A为单向泵，蠕动泵B为双向泵。
顺时针方向打开蠕动泵A，溶液由左至右流过。
顺时针方向打开蠕动泵B，溶液由左至右流过，逆时针方向打开蠕动泵B，溶液由右至左流过。
基于所述装置的溶液自动稀释方法，其特征在于：溶液稀释一次包括以下步骤：
开始前，保证所有的泵和阀均处于关闭状态；
步骤一：顺时针方向打开蠕动泵B，同时开启管夹阀B和管夹阀C，向水样进量管道、支路管道和稀释管道中注入水样，对管道进行清洗并对上一次遗留的水样进行替换，然后关闭蠕动泵B、管夹阀B和管夹阀C；
步骤二：顺时针方向打开蠕动泵A，同时开启管夹阀A和管夹阀D，通过分支管道C向稀释管道和分支管道A中注入空气，把管夹阀C至管夹阀D之间的水样赶入测量杯A内，进入到测量杯A中的水样的量为管夹阀C的位置至管夹阀D的位置之间稀释管道的体积量，然后关闭蠕动泵A、管夹阀A和管夹阀D；
步骤三：顺时针方向打开蠕动泵A，通过稀释剂进量管道向稀释管道中注入稀释剂；
步骤四：开启管夹阀A和管夹阀D，向测量杯A内同时注入稀释剂和空气，并进行搅拌混匀，加入稀释剂的量为管夹阀A的位置至管夹阀D的位置之间稀释管道的体积量，然后关闭蠕动泵A、管夹阀A和管夹阀D；
此时测量杯A内是经过一次稀释后的水样；
步骤五：逆时针方向打开蠕动泵B，同时开启管夹阀C和管夹阀D，将测量杯A内的液体排出至废液桶B，结束一次稀释。
基于所述装置的溶液自动稀释方法，其特征在于：溶液稀释两次包括以下步骤：
开始前，保证所有的泵和阀均处于关闭状态；
步骤一：顺时针方向打开蠕动泵B，同时开启管夹阀B和管夹阀C，向水样进量管道、支路管道和稀释管道中注入水样，对管道进行清洗并对上一次遗留的水样进行替换，然后关闭蠕动泵B、管夹阀B和管夹阀C；
步骤二：顺时针方向打开蠕动泵A，同时开启管夹阀A和管夹阀E，通过分支管道C向稀释管道和分支管道B中注入空气，把管夹阀C至管夹阀E之间的水样赶入测量杯B内，进入到测量杯B中的水样的量为管夹阀C的位置至管夹阀E的位置之间稀释管道的体积量，然后关闭蠕动泵A、管夹阀A和管夹阀E；
步骤三：顺时针方向打开蠕动泵A，通过稀释剂进量管道向稀释管道中注入稀释剂；
步骤四：开启管夹阀A和管夹阀E，向测量杯B内同时注入稀释剂和空气，并进行搅拌混匀，加入稀释剂的量为管夹阀A的位置至管夹阀E的位置之间稀释管道的体积量，然后关闭蠕动泵A、管夹阀A和管夹阀E；
此时测量杯B内是经过一次稀释后的水样；
步骤五：逆时针方向打开蠕动泵B，同时开启管夹阀C和管夹阀E，利用测量杯B内稀释过一次的水样润洗管路，然后关闭蠕动泵B、管夹阀C和管夹阀E；
步骤六：顺时针方向打开蠕动泵B，同时开启管夹阀B和管夹阀C，向水样进量管道、支路管道和稀释管道中注入水样，对管道进行清洗并对上一次遗留的水样进行替换，然后关闭蠕动泵B、管夹阀B和管夹阀C；
步骤七：顺时针方向打开蠕动泵A，同时开启管夹阀A和管夹阀D，通过分支管道C向稀释管道和分支管道A中注入空气，把管夹阀C至管夹阀D之间的水样赶入测量杯A内，进入到测量杯A中的水样的量为管夹阀C的位置至管夹阀D的位置之间稀释管道的体积量，然后关闭蠕动泵A、管夹阀A和管夹阀D；
步骤八：顺时针方向打开蠕动泵A，通过稀释剂进量管道向稀释管道中注入稀释剂；
步骤九：开启管夹阀A和管夹阀D，向测量杯A内同时注入稀释剂和空气，并进行搅拌混匀，加入稀释剂的量为管夹阀A的位置至管夹阀D的位置之间稀释管道的体积量，然后关闭蠕动泵A、管夹阀A和管夹阀D；
此时测量杯A内是经过两次稀释后的水样；
步骤十：逆时针方向打开蠕动泵B，同时开启管夹阀C和管夹阀E，将测量杯B内的液体排出至废液桶B，结束两次稀释。
本发明的显著效果在于：
(1)本发明装置能够根据现场的实际需要实现从1～2000倍的溶液自动稀释。
(2)采用本发明装置进行溶液稀释产生的废液较少，重现性好可达到1％以内。
附图说明
图1为溶液自动稀释装置示意图。
图中：1.稀释剂进量管道；2.水样进量管道；3.稀释管道；4.稀释剂桶；5.水样桶；6.支路管道；7.分支管道A；8.分支管道B；9.分支管道C；10.分支管道D；11.测量杯A；12.测量杯B；13.蠕动泵A；14.蠕动泵B；15.管夹阀A；16.管夹阀B；17.管夹阀C；18.管夹阀D；19.管夹阀E；20.废液桶A；21.废液桶B。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示的一种溶液自动稀释装置，包括稀释剂进量管道1、水样进量管道2、稀释管道3、稀释剂桶4、水样桶5、支路管道6、分支管道A7、分支管道B8、分支管道C9、分支管道D10、测量杯A11、测量杯B12、蠕动泵A13、蠕动泵B14、管夹阀A15、管夹阀B16、管夹阀C17、管夹阀D18、管夹阀E19、废液桶A20、废液桶B21。
所述的蠕动泵A13一端通过稀释剂进量管道1与稀释剂桶4连通，另一端通过稀释管道3与废液桶A20连通。所述的蠕动泵A13为单向泵，顺时针方向打开蠕动泵A13，溶液由左至右流过。
在所述的稀释剂进量管道1上设有分支管道C9与大气连通，分支管道C9位于稀释剂进量管道1的下方。
所述的蠕动泵B14一端通过水样进量管道2与水样桶5连通，另一端通过支路管道6与稀释管道3连通，进而与废液桶A20连通。所述的蠕动泵B14为双向泵，顺时针方向打开蠕动泵B14，溶液由左至右流过，逆时针方向打开蠕动泵B14，溶液由右至左流过。
在所述的水样进量管道2上设有分支管道D10与废液桶B21连通，分支管道D10位于水样进量管道2的上方。
在所述的稀释管道3上从左至右依次设有分支管道A7和分支管道B8，分别连通测量杯A11和测量杯B12。所述的分支管道A7和分支管道B8均位于稀释管道3的上方。
所述的管夹阀A15设于分支管道C9和稀释剂进量管道1上，管夹阀B16设于分支管道D10和水样进量管道2上，管夹阀C17设于稀释管道3和支路管道6上，管夹阀D18设于分支管道A7和稀释管道3上，管夹阀E19设于分支管道B8和稀释管道3上。
所述的管夹阀A15、管夹阀B16和管夹阀C17采用正向安装，管夹阀A15、管夹阀B16和管夹阀C17开启时，阀的下方管道连通、上方管道关闭，管夹阀A15、管夹阀B16和管夹阀C17关闭时，阀的上方管道连通、下方管道关闭。
所述的管夹阀D18和管夹阀E19采用反向安装，反向安装与正向安装相差180°，管夹阀D18和管夹阀E19开启时，阀的上方管道连通、下方管道关闭，管夹阀D18和管夹阀E19关闭时，阀的下方管道连通、上方管道关闭。
基于所述溶液自动稀释装置的一种溶液自动稀释方法，包括溶液稀释一次和溶液稀释两次的步骤：
(一)溶液稀释一次
开始前，保证所有的泵和阀均处于关闭状态。
步骤一：顺时针方向打开蠕动泵B14，同时开启管夹阀B16和管夹阀C17，向水样进量管道2、支路管道6和稀释管道3中注入水样，对管道进行清洗并对上一次遗留的水样进行替换，然后关闭蠕动泵B14、管夹阀B16和管夹阀C17；
步骤二：顺时针方向打开蠕动泵A13，同时开启管夹阀A15和管夹阀D18，通过分支管道C9向稀释管道3和分支管道A7中注入空气，把管夹阀C17至管夹阀D18之间的水样赶入测量杯A11内，进入到测量杯A11中的水样的量为管夹阀C17的位置至管夹阀D18的位置之间稀释管道3的体积量，然后关闭蠕动泵A13、管夹阀A15和管夹阀D18；
步骤三：顺时针方向打开蠕动泵A13，通过稀释剂进量管道1向稀释管道3中注入稀释剂；
步骤四：开启管夹阀A15和管夹阀D18，向测量杯A11内同时注入稀释剂和空气，并进行搅拌混匀，加入稀释剂的量为管夹阀A15的位置至管夹阀D18的位置之间稀释管道3的体积量，然后关闭蠕动泵A13、管夹阀A15和管夹阀D18；
此时测量杯A11内是经过一次稀释后的水样；
步骤五：逆时针方向打开蠕动泵B14，同时开启管夹阀C17和管夹阀D18，将测量杯A11内的液体排出至废液桶B21，结束一次稀释。
(二)溶液稀释两次
开始前，保证所有的泵和阀均处于关闭状态。
步骤一：顺时针方向打开蠕动泵B14，同时开启管夹阀B16和管夹阀C17，向水样进量管道2、支路管道6和稀释管道3中注入水样，对管道进行清洗并对上一次遗留的水样进行替换，然后关闭蠕动泵B14、管夹阀B16和管夹阀C17；
步骤二：顺时针方向打开蠕动泵A13，同时开启管夹阀A15和管夹阀E19，通过分支管道C9向稀释管道3和分支管道B8中注入空气，把管夹阀C17至管夹阀E19之间的水样赶入测量杯B12内，进入到测量杯B12中的水样的量为管夹阀C17的位置至管夹阀E19的位置之间稀释管道3的体积量，然后关闭蠕动泵A13、管夹阀A15和管夹阀E19；
步骤三：顺时针方向打开蠕动泵A13，通过稀释剂进量管道1向稀释管道3中注入稀释剂；
步骤四：开启管夹阀A15和管夹阀E19，向测量杯B12内同时注入稀释剂和空气，并进行搅拌混匀，加入稀释剂的量为管夹阀A15的位置至管夹阀E19的位置之间稀释管道3的体积量，然后关闭蠕动泵A13、管夹阀A15和管夹阀E19；
此时测量杯B12内是经过一次稀释后的水样；
步骤五：逆时针方向打开蠕动泵B14，同时开启管夹阀C17和管夹阀E19，利用测量杯B12内稀释过一次的水样润洗管路，然后关闭蠕动泵B14、管夹阀C17和管夹阀E19；
步骤六：顺时针方向打开蠕动泵B14，同时开启管夹阀B16和管夹阀C17，向水样进量管道2、支路管道6和稀释管道3中注入水样，对管道进行清洗并对上一次遗留的水样进行替换，然后关闭蠕动泵B14、管夹阀B16和管夹阀C17；
步骤七：顺时针方向打开蠕动泵A13，同时开启管夹阀A15和管夹阀D18，通过分支管道C9向稀释管道3和分支管道A7中注入空气，把管夹阀C17至管夹阀D18之间的水样赶入测量杯A11内，进入到测量杯A11中的水样的量为管夹阀C17的位置至管夹阀D18的位置之间稀释管道3的体积量，然后关闭蠕动泵A13、管夹阀A15和管夹阀D18；
步骤八：顺时针方向打开蠕动泵A13，通过稀释剂进量管道1向稀释管道3中注入稀释剂；
步骤九：开启管夹阀A15和管夹阀D18，向测量杯A11内同时注入稀释剂和空气，并进行搅拌混匀，加入稀释剂的量为管夹阀A15的位置至管夹阀D18的位置之间稀释管道3的体积量，然后关闭蠕动泵A13、管夹阀A15和管夹阀D18；
此时测量杯A11内是经过两次稀释后的水样；
步骤十：逆时针方向打开蠕动泵B14，同时开启管夹阀C17和管夹阀E19，将测量杯B12内的液体排出至废液桶B21，结束两次稀释。

Claims (10)

1.一种溶液自动稀释装置，用于从低倍率到高倍率稀释水样，其特征在于：包括稀释剂进量管道(1)、水样进量管道(2)、稀释管道(3)、稀释剂桶(4)、水样桶(5)、支路管道(6)、分支管道A(7)、分支管道B(8)、分支管道C(9)、分支管道D(10)、测量杯A(11)、测量杯B(12)、蠕动泵A(13)、蠕动泵B(14)、管夹阀A(15)、管夹阀B(16)、管夹阀C(17)、管夹阀D(18)、管夹阀E(19)、废液桶A(20)、废液桶B(21)；
所述的蠕动泵A(13)一端通过稀释剂进量管道(1)与稀释剂桶(4)连通，另一端通过稀释管道(3)与废液桶A(20)连通；
在所述的稀释剂进量管道(1)上设有分支管道C(9)与大气连通，分支管道C(9)位于稀释剂进量管道(1)的下方；
所述的蠕动泵B(14)一端通过水样进量管道(2)与水样桶(5)连通，另一端通过支路管道(6)与稀释管道(3)连通，进而与废液桶A(20)连通；
在所述的水样进量管道(2)上设有分支管道D(10)与废液桶B(21)连通，分支管道D(10)位于水样进量管道(2)的上方；
在所述的稀释管道(3)上从左至右依次设有分支管道A(7)和分支管道B(8)，分别连通测量杯A(11)和测量杯B(12)，所述的分支管道A(7)和分支管道B(8)均位于稀释管道(3)的上方；
所述的管夹阀A(15)设于分支管道C(9)和稀释剂进量管道(1)上，管夹阀B(16)设于分支管道D(10)和水样进量管道(2)上，管夹阀C(17)设于稀释管道(3)和支路管道(6)上，管夹阀D(18)设于分支管道A(7)和稀释管道(3)上，管夹阀E(19)设于分支管道B(8)和稀释管道(3)上。
2.如权利要求1所述的一种溶液自动稀释装置，其特征在于：所述的管夹阀A(15)、管夹阀B(16)和管夹阀C(17)采用正向安装。
3.如权利要求2所述的一种溶液自动稀释装置，其特征在于：所述的管夹阀A(15)、管夹阀B(16)和管夹阀C(17)开启时，阀的下方管道连通、上方管道关闭，管夹阀A(15)、管夹阀B(16)和管夹阀C(17)关闭时，阀的上方管道连通、下方管道关闭。
4.如权利要求3所述的一种溶液自动稀释装置，其特征在于：所述的管夹阀D(18)和管夹阀E(19)采用反向安装，反向安装与正向安装相差180°。
5.如权利要求4所述的一种溶液自动稀释装置，其特征在于：所述的管夹阀D(18)和管夹阀E(19)开启时，阀的上方管道连通、下方管道关闭，管夹阀D(18)和管夹阀E(19)关闭时，阀的下方管道连通、上方管道关闭。
6.如权利要求1所述的一种溶液自动稀释装置，其特征在于：所述的蠕动泵A(13)为单向泵，蠕动泵B(14)为双向泵。
7.如权利要求6所述的一种溶液自动稀释装置，其特征在于：顺时针方向打开蠕动泵A(13)，溶液由左至右流过。
8.如权利要求7所述的一种溶液自动稀释装置，其特征在于：顺时针方向打开蠕动泵B(14)，溶液由左至右流过，逆时针方向打开蠕动泵B(14)，溶液由右至左流过。
9.基于权利要求1-8任一项所述装置的溶液自动稀释方法，其特征在于：溶液稀释一次包括以下步骤：
开始前，保证所有的泵和阀均处于关闭状态；
步骤一：顺时针方向打开蠕动泵B(14)，同时开启管夹阀B(16)和管夹阀C(17)，向水样进量管道(2)、支路管道(6)和稀释管道(3)中注入水样，对管道进行清洗并对上一次遗留的水样进行替换，然后关闭蠕动泵B(14)、管夹阀B(16)和管夹阀C(17)；
步骤二：顺时针方向打开蠕动泵A(13)，同时开启管夹阀A(15)和管夹阀D(18)，通过分支管道C(9)向稀释管道(3)和分支管道A(7)中注入空气，把管夹阀C(17)至管夹阀D(18)之间的水样赶入测量杯A(11)内，进入到测量杯A(11)中的水样的量为管夹阀C(17)的位置至管夹阀D(18)的位置之间稀释管道(3)的体积量，然后关闭蠕动泵A(13)、管夹阀A(15)和管夹阀D(18)；
步骤三：顺时针方向打开蠕动泵A(13)，通过稀释剂进量管道(1)向稀释管道(3)中注入稀释剂；
步骤四：开启管夹阀A(15)和管夹阀D(18)，向测量杯A(11)内同时注入稀释剂和空气，并进行搅拌混匀，加入稀释剂的量为管夹阀A(15)的位置至管夹阀D(18)的位置之间稀释管道(3)的体积量，然后关闭蠕动泵A(13)、管夹阀A(15)和管夹阀D(18)；
此时测量杯A(11)内是经过一次稀释后的水样；
步骤五：逆时针方向打开蠕动泵B(14)，同时开启管夹阀C(17)和管夹阀D(18)，将测量杯A(11)内的液体排出至废液桶B(21)，结束一次稀释。
10.基于权利要求1-8任一项所述装置的溶液自动稀释方法，其特征在于：溶液稀释两次包括以下步骤：
开始前，保证所有的泵和阀均处于关闭状态；
步骤一：顺时针方向打开蠕动泵B(14)，同时开启管夹阀B(16)和管夹阀C(17)，向水样进量管道(2)、支路管道(6)和稀释管道(3)中注入水样，对管道进行清洗并对上一次遗留的水样进行替换，然后关闭蠕动泵B(14)、管夹阀B(16)和管夹阀C(17)；
步骤二：顺时针方向打开蠕动泵A(13)，同时开启管夹阀A(15)和管夹阀E(19)，通过分支管道C(9)向稀释管道(3)和分支管道B(8)中注入空气，把管夹阀C(17)至管夹阀E(19)之间的水样赶入测量杯B(12)内，进入到测量杯B(12)中的水样的量为管夹阀C(17)的位置至管夹阀E(19)的位置之间稀释管道(3)的体积量，然后关闭蠕动泵A(13)、管夹阀A(15)和管夹阀E(19)；
步骤三：顺时针方向打开蠕动泵A(13)，通过稀释剂进量管道(1)向稀释管道(3)中注入稀释剂；
步骤四：开启管夹阀A(15)和管夹阀E(19)，向测量杯B(12)内同时注入稀释剂和空气，并进行搅拌混匀，加入稀释剂的量为管夹阀A(15)的位置至管夹阀E(19)的位置之间稀释管道(3)的体积量，然后关闭蠕动泵A(13)、管夹阀A(15)和管夹阀E(19)；
此时测量杯B(12)内是经过一次稀释后的水样；
步骤五：逆时针方向打开蠕动泵B(14)，同时开启管夹阀C(17)和管夹阀E(19)，利用测量杯B(12)内稀释过一次的水样润洗管路，然后关闭蠕动泵B(14)、管夹阀C(17)和管夹阀E(19)；
步骤六：顺时针方向打开蠕动泵B(14)，同时开启管夹阀B(16)和管夹阀C(17)，向水样进量管道(2)、支路管道(6)和稀释管道(3)中注入水样，对管道进行清洗并对上一次遗留的水样进行替换，然后关闭蠕动泵B(14)、管夹阀B(16)和管夹阀C(17)；
步骤七：顺时针方向打开蠕动泵A(13)，同时开启管夹阀A(15)和管夹阀D(18)，通过分支管道C(9)向稀释管道(3)和分支管道A(7)中注入空气，把管夹阀C(17)至管夹阀D(18)之间的水样赶入测量杯A(11)内，进入到测量杯A(11)中的水样的量为管夹阀C(17)的位置至管夹阀D(18)的位置之间稀释管道(3)的体积量，然后关闭蠕动泵A(13)、管夹阀A(15)和管夹阀D(18)；
步骤八：顺时针方向打开蠕动泵A(13)，通过稀释剂进量管道(1)向稀释管道(3)中注入稀释剂；
步骤九：开启管夹阀A(15)和管夹阀D(18)，向测量杯A(11)内同时注入稀释剂和空气，并进行搅拌混匀，加入稀释剂的量为管夹阀A(15)的位置至管夹阀D(18)的位置之间稀释管道(3)的体积量，然后关闭蠕动泵A(13)、管夹阀A(15)和管夹阀D(18)；
此时测量杯A(11)内是经过两次稀释后的水样；
步骤十：逆时针方向打开蠕动泵B(14)，同时开启管夹阀C(17)和管夹阀E(19)，将测量杯B(12)内的液体排出至废液桶B(21)，结束两次稀释。
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