CN107064530A - 一种水质分析仪及水质分析方法 - Google Patents

一种水质分析仪及水质分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水质分析仪，包括第一圆盘系统、第二圆盘系统、比色系统、清洗系统、机械取样系统、分析系统及中控显示屏，第一圆盘系统及第二圆盘系统可轴向旋转，第一圆盘系统的圆周上设置有若干样品安装位及药剂安装位，第二圆盘系统上设置有若干比色皿安装位，比色系统设置在第二圆盘系统的圆周位边缘，清洗系统及机械取样系统设置在第一圆盘系统及第二圆盘系统之间，分析系统与比色系统连接，并将水质参数传输至中控显示屏上。本发明还公开了一种水质分析方法，包括抽取水样、水样注入、清洗、取药剂、药剂注入、清洗、比色分析等步骤。本发明水质分析速度快，分析参数多，适宜推广应用。

Description

一种水质分析仪及水质分析方法
技术领域
本发明涉及水质分析领域，具体为一种水质分析仪及水质分析方法。
背景技术
水质分析仪主要应用于自来水、地表水、污水、海洋水等各种水质的分析。水质分析方法有流动分析法、LFA分析法、顺序注入分析法等。
由于水质参数多，分析时间不能太长，现有的分析仪只能测量至四个参数，无法实现在线测量，分析速度较慢。
发明内容
本发明的目的在于提供用于一种水质分析仪及水质分析方法，以实现多参数，高效水质分析。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种水质分析仪，包括第一圆盘系统、第二圆盘系统、比色系统、清洗系统、机械取样系统、分析系统及中控显示屏，所述的第一圆盘系统及第二圆盘系统可轴向旋转，第一圆盘系统的圆周上设置有若干样品安装位及药剂安装位，第二圆盘系统上设置有若干比色皿安装位，所述的比色系统设置在第二圆盘系统的圆周位边缘，所述的清洗系统及机械取样系统设置在第一圆盘系统及第二圆盘系统之间，所述的分析系统与比色系统连接，用于分析水质参数，并将水质参数传输至中控显示屏上。
进一步地，还包括在线水样系统，其设置在机械取样系统侧边，包括依次连接的蠕动泵、输送管及在线样品位。
其中，所述的机械取样系统包括上下控制电机、旋转控制电机、取样臂、取样针、控制板、混合管、柱塞泵；所述的上下控制电机、旋转控制电机安装在取样臂下方，分别用于控制取样臂上下运动和旋转运动，所述的取样针安装在取样臂端部，所述的控制板与取样针连接，所述的混合管一端与取样针连接，一端与柱塞泵连接。
进一步地，所述的取样臂包括旋转轴及臂板，所述的臂板与旋转轴端部连接，所述的旋转轴中部设有供管线穿过的空心通孔。
优选地，所述的控制板上设有取样针液位传感器。
其中，所述的清洗系统包括位于上方的清洗槽及位于下方的清洗泵、清洗液桶、废液桶，所述的清洗槽设置在第一圆盘系统与第二圆盘系统中间，所述的清洗槽中部设置中空结构的清洗柱，清洗槽底部设置有废液出口，所述的清洗泵与机械取样系统的混合管连接，所述的清洗液桶与清洗泵连接，所述的废液桶与废液出口连接。
进一步地，所述的清洗液桶底部及废液桶上部还安装有液位传感器，液位传感器与中控显示屏信号连接。
优选地，还包括一清洗工作站，其设置于比色系统侧边。
本发明还公开了一种水质分析方法，采用上述水质分析仪，按括以下步骤进行水质分析。
S1.抽取水样：取样臂旋转至在线样品位或样品安装位，柱塞泵抽取样品安装位或在线样品位内的水样从取样针至混合管内。
S2.水样注入：取样臂旋转至比色皿安装位，柱塞泵控制混合管内的水样从取样针上注入至若干所需数量的比色皿中。
S3.清洗：取样臂旋转至清洗系统上，对取样针和混合管进行清洗。
S4.取药剂：取样臂旋转至药剂安装位，柱塞泵控制药剂安装位上的药剂试管内的药剂从取样针上注入至混合管中。
S5.药剂注入：取样臂旋转至比色皿安装位，柱塞泵控制混合管内的药剂从取样针上注入至已注入水样的比色皿中，并用取样臂对其进行混合。
S6.清洗：取样臂旋转至清洗系统上，对取样针和混合管进行清洗。
S7.比色分析：第二圆盘系统旋转，使步骤S5中若干比色皿依次通过比色系统进行数据分析并传输至分析系统输出水质分析数据至中控显示屏上。
优选地，还包括步骤S8，比色皿旋转至清洗工作站进行清洗。
其中，步骤S3及步骤S6中，对取样针和混合管进行清洗的过程如下：取样臂旋转至清洗槽上方，使取样针位于清洗柱外侧排空位，清洗泵抽取清洗液桶内的清洗液对混合管进行清洗，清洗结束后，取样臂旋转，使取样针下降并插入清洗柱内，开启清洗泵，清洗泵抽取清洗液桶内的清洗液通过混合管到取样针，再进入清洗柱内；清洗柱内清洗液满出至取样针外部进行清洗，控制板感应清洗液的液位，并发出信号关闭清洗泵，清洗液通过清洗槽底部的废液出口流入废液桶内。所述的清洗液桶底部及废液桶上部安装液位传感器，分别感应清洗液桶抽空情况和废液溢流情况，将两种异常情况信号反馈至中控显示屏上。
其中，步骤S5中，取样臂对药剂与水样的混合方法为：a.柱塞泵控制混合管内抽取外部空气，再插入比色皿中，释放空气，对药剂和水样进行混合；b.柱塞泵控制混合管内抽取比色皿中的混合液体，然后提升取样臂使取样针位于比色皿液面上方再注入混合液体，对药剂和水样进行混合；采用混合方法a或b中的一种或两种，重复几次，完成混合。
采用上述技术方案后，本发明具有如下效果：
1、本发明可同时分析多个水质参数，分析速度快，通过比色系统读取水质的ABSS，分析参数可以灵活调整。
2、通过设置在线水样系统，可在实地通过蠕动泵抽取水样至在线样品位，进行在线水样分析。
3、通过清洗系统对取样管和取样针进行清洗，通过清洗工作站对比色皿进行清洗，提高了本发明的自动化水平。
附图说明
图1是本发明专利的主视示意图。
图2是本发明专利的隐去部分的结构示意图。
图3是图1的俯视示意图。
图4是本发明的机械取样系统的结构示意图。
图5是本发明的清洗系统的结构示意图。
图6是本发明的清洗槽的剖视示意图。
主要组件符号说明：
1：第一圆盘系统，11：样品安装位，12：药剂安装位，2：第二圆盘系统，21：比色皿安装位，3：比色系统，4：清洗系统，41：清洗槽，411：清洗柱，412：废液出口，42：清洗泵，43：清洗液桶，44：废液桶，45：清洗工作站，5：机械取样系统，51：上下控制电机，52：旋转控制电机，53：取样臂，531：旋转轴，532：臂板，533：空心通孔，54：取样针，55：控制板，551：取样针液位传感器，56：混合管，57：柱塞泵，6：分析系统，7：中控显示屏，8：在线水样系统，81：蠕动泵，82：输送管，83：在线样品位，9：液位传感器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示，本实施例公开了一种水质分析仪，包括第一圆盘系统1、第二圆盘系统2、比色系统3、清洗系统4、机械取样系统5、分析系统6、中控显示屏7、在线水样系统8。
如图2～3所示，第一圆盘系统1轴向设置旋转电机使第一圆盘系统可沿轴向旋转。第一圆盘系统1圆周上设置有若干样品安装位11及药剂安装位12，本实施例中样品安装位11设置在药剂安装位12外圆周上。第二圆盘系统2轴向设置旋转电机使第二圆盘系统2可沿轴向旋转。第二圆盘系统2上设置有若干比色皿安装位21。
比色系统3设置在第二圆盘系统2的圆周位边缘。分析系统6与比色系统3连接，用于分析水质参数，并将水质参数传输至中控显示屏7上。
结合图4所示，机械取样系统5设置在第一圆盘系统1及第二圆盘系统2之间。机械取样系统5包括上下控制电机51、旋转控制电机52、取样臂53、取样针54、控制板55、混合管56、柱塞泵57。上下控制电机51、旋转控制电机52安装在取样臂53下方，分别用于控制取样臂53上下运动和旋转运动。取样针54安装在取样臂53端部，取样针54上连接控制板55。控制板55上安装有取样针液位传感器551。混合管56一端与取样针54连接，一端与柱塞泵57连接。取样臂包括旋转轴531及臂板532，臂板532与旋转轴531端部连接，旋转轴531中部设有空心通孔533，便于各管道及电线穿过。
结合图5、图6所示，清洗系统4设置在第一圆盘系统1及第二圆盘系统2之间。清洗系统4包括位于上方的清洗槽41及位于下方的清洗泵42、清洗液桶43、废液桶44。清洗槽41设置在第一圆盘系统1与第二圆盘系统2中间，清洗槽41中部设置中空结构的清洗柱411，清洗槽41底部设置有废液出口412。清洗泵42与机械取样系统5的混合管56连接，清洗液桶43与清洗泵42连接，废液桶44与废液出口412连接。清洗液桶43底部及废液桶44上部安装有液位传感器9，液位传感器9与中控显示屏7信号连接。
在线水样系统8其设置在机械取样系统5侧边，包括依次连接的蠕动泵81、输送管82及在线样品位83。
清洗工作站45设置于比色系统3侧边，用于清洗比色皿。
本发明还公开了上述水质分析仪的水质分析方法，包括以下步骤。
S1.抽取水样：取样臂53旋转至在线样品位83或样品安装位11，柱塞泵抽取样品安装位11或在线样品位83内的水样从取样针54至混合管56内。在上述抽取过程中，取样针54端部升入水样中，取样针液位传感器551感应到液位后，使取样针54停止向下运动，然后开始抽取水样。
水样通过在线样品位83可实现实时实地抽取，将蠕动泵81管道与水源接触，启动蠕动泵81，水源抽取经输送管82至在线样品位83内，取样臂53通过柱塞泵57精确定量抽取在线样品位83内的水源至混合管56内。
对于取样至实验室的水源，可以通过试管盛装，放至样品安装位11上，取样臂53旋转至样品安装位11上方，取样针54升入试管内抽取水样至混合管56内。
S2.水样注入：取样臂53旋转至比色皿安装位21，柱塞泵57控制混合管56内的水样从取样针54上注入至若干所需数量的比色皿中。
水质分析所需的参数多，本发明可一次性分析八个以上参数，因此可注入八个以上的比色皿中，便于后续同时进行多参数分析。
S3.清洗：取样臂53旋转至清洗系统4上，对取样针54和混合管56进行清洗。清洗的过程如下：取样臂53旋转至清洗槽41上方，使取样针54位于清洗柱411外侧排空位，清洗泵42抽取清洗液桶43内的清洗液对混合管56进行清洗。清洗结束后，取样臂53旋转，使取样针54下降并插入清洗柱411内，开启清洗泵42，清洗泵42抽取清洗液桶43内的清洗液通过混合管56到取样针54，再进入清洗柱411内，进行取样针54内部的清洗。一段时间后，清洗柱411内清洗液满出至取样针54外部，实现对取样针54外部的清洗。控制板55感应清洗液的液位，并发出信号关闭清洗泵42。清洗液通过清洗槽41底部的废液出口412流入废液桶内。
清洗液桶43底部及废液桶44上部安装液位传感器9，分别感应清洗液抽空情况和废液溢流情况，将两种异常情况信号反馈至中控显示屏7上。当出现清洗液桶抽空情况时，中控显示屏7出现警示信息，提醒操作人员加清洗液；当出现废液溢流情况时，中控显示屏7出现警示信息，提醒操作人员倒掉废液。
S4.取药剂：取样臂53旋转至药剂安装位12，柱塞泵57控制药剂安装位12上的药剂试管内的药剂从取样针54上注入至混合管56中。在上述抽取过程中，取样针54端部升入药剂中，取样针液位传感器551感应到药剂液位后，使取样针54停止向下运动，然后开始抽取药剂。
S5.药剂注入：取样臂53旋转至比色皿安装位21，柱塞泵57控制混合管56内的药剂从取样针54上注入至已注入水样的比色皿中。根据比色皿的数量，在每一个比色皿中注入药剂，并用取样臂53对水样和药剂进行混合，混合方法采用如下混合方法a或b中的一种或两种，重复几次，完成混合。
a.柱塞泵57控制混合管56内抽取外部空气，再插入比色皿中，释放空气，对药剂和水样进行混合。
b.柱塞泵57控制混合管56内抽取比色皿中的混合液体，然后提升取样臂53使取样针54位于比色皿液面上方再注入混合液体，对药剂和水样进行混合。
S6.清洗：取样臂53旋转至清洗系统4上，对取样针54和混合管56进行清洗。清洗过程同步骤S3。
S7.比色分析：第二圆盘系统2旋转，使步骤S5中若干比色皿依次通过比色系统3进行数据分析并传输至分析系统6输出水质分析数据至中控显示屏7上。
比色系统6内设置有一套从淡色到深色，分为红黄蓝三个颜色系列的标准滤光盘。通过滤光盘的转动，对水质的颜色、色调、色值进行测定和分析，读取水质的ABSE。
S8.比色皿清洗：比色皿旋转至清洗工作站45进行清洗。
综上，本发明实现水质在线间断分析，分析速度快，分析参数多，适宜推广应用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种水质分析仪，其特征在于，包括第一圆盘系统、第二圆盘系统、比色系统、清洗系统、机械取样系统、分析系统及中控显示屏，所述的第一圆盘系统及第二圆盘系统可轴向旋转，第一圆盘系统的圆周上设置有若干样品安装位及药剂安装位，第二圆盘系统上设置有若干比色皿安装位，所述的比色系统设置在第二圆盘系统的圆周位边缘，所述的清洗系统及机械取样系统设置在第一圆盘系统及第二圆盘系统之间，所述的分析系统与比色系统连接，用于分析水质参数，并将水质参数传输至中控显示屏上。
2.如权利要求1所述的水质分析仪，其特征在于，还包括在线水样系统，其设置在机械取样系统侧边，包括依次连接的蠕动泵、输送管及在线样品位。
3.如权利要求1或2所述的水质分析仪，其特征在于，,所述的机械取样系统包括上下控制电机、旋转控制电机、取样臂、取样针、控制板、混合管、柱塞泵；所述的上下控制电机、旋转控制电机安装在取样臂下方，分别用于控制取样臂上下运动和旋转运动，所述的取样针安装在取样臂端部，所述的控制板与取样针连接，所述的混合管一端与取样针连接，一端与柱塞泵连接。
4.如权利要求3所述的水质分析仪，其特征在于，所述的取样臂包括旋转轴及臂板，所述的臂板与旋转轴端部连接，所述的旋转轴中部设有供管线穿过的空心通孔。
5.如权利要求4所述的水质分析仪，其特征在于：所述的控制板上设有取样针液位传感器。
6.如权利要求1或5所述的水质分析仪，其特征在于，所述的清洗系统包括位于上方的清洗槽及位于下方的清洗泵、清洗液桶、废液桶，所述的清洗槽设置在第一圆盘系统与第二圆盘系统中间，所述的清洗槽中部设置中空结构的清洗柱，清洗槽底部设置有废液出口，所述的清洗泵与机械取样系统的混合管连接，所述的清洗液桶与清洗泵连接，所述的废液桶与废液出口连接。
7.如权利要求6所述的水质分析仪，其特征在于，所述的清洗液桶底部及废液桶上部还安装有液位传感器，液位传感器与中控显示屏信号连接。
8.如权利要求 1或7所述的水质分析仪，其特征在于，还包括一清洗工作站，其设置于比色系统侧边。
9.一种水质分析方法，其特征在于：采用权利要求1～8任一项所述的水质分析仪，按括以下步骤进行水质分析，
S1.抽取水样：取样臂旋转至在线样品位或样品安装位，柱塞泵抽取样品安装位或在线样品位内的水样从取样针至混合管内；
S2.水样注入：取样臂旋转至比色皿安装位，柱塞泵控制混合管内的水样从取样针上注入至若干所需数量的比色皿中；
S3.清洗：取样臂旋转至清洗系统上，对取样针和混合管进行清洗；
S4.取药剂：取样臂旋转至药剂安装位，柱塞泵控制药剂安装位上的药剂试管内的药剂从取样针上注入至混合管中；
S5.药剂注入：取样臂旋转至比色皿安装位，柱塞泵控制混合管内的药剂从取样针上注入至已注入水样的比色皿中，并用取样臂对其进行混合；
S6.清洗：取样臂旋转至清洗系统上，对取样针和混合管进行清洗；
S7.比色分析：第二圆盘系统旋转，使步骤S5中若干比色皿依次通过比色系统进行数据分析并传输至分析系统输出水质分析数据至中控显示屏上。
10.如权利要求9所述的水质分析方法，其特征在于：还包括步骤S8，比色皿旋转至清洗工作站进行清洗。
11.如权利要求9所述的水质分析方法，其特征在于：步骤S3及步骤S6中，对取样针和混合管进行清洗的过程如下：取样臂旋转至清洗槽上方，使取样针位于清洗柱外侧排空位，清洗泵抽取清洗液桶内的清洗液对混合管进行清洗，清洗结束后，取样臂旋转，使取样针下降并插入清洗柱内，开启清洗泵，清洗泵抽取清洗液桶内的清洗液通过混合管到取样针，再进入清洗柱内；清洗柱内清洗液满出至取样针外部进行清洗，控制板感应清洗液的液位，并发出信号关闭清洗泵，清洗液通过清洗槽底部的废液出口流入废液桶内。
12.如权利要求11所述的水质分析方法，其特征在于：所述的清洗液桶底部及废液桶上部安装液位传感器，分别感应清洗液桶抽空情况和废液溢流情况，将两种异常情况信号反馈至中控显示屏上。
13.如权利要求9所述的水质分析方法，其特征在于：步骤S5中，取样臂对药剂与水样的混合方法为：
a.柱塞泵控制混合管内抽取外部空气，再插入比色皿中，释放空气，对药剂和水样进行混合；
b.柱塞泵控制混合管内抽取比色皿中的混合液体，然后提升取样臂使取样针位于比色皿液面上方再注入混合液体，对药剂和水样进行混合；
采用混合方法a或b中的一种或两种，重复几次，完成混合。
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