CN107300485A - 样液定值采样装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种样液定值采样装置，包括进样管道，设置在进样管道上的进样阀，输送单元和至少一个传感器，传感器内设置有多个光电耦合器，本发明在取样时，当样液通过进样阀后，到达传感器处时，传感器发出信号到控制单元，控制单元控制进样阀关闭，获取进样阀到传感器之间的定值样液，在采样前，本发明还具有光电耦合器校准单元，光电耦合器校准单元可以排除被进样管道内壁上的残留液体干扰的光电耦合器，防止误报对样液定值取样造成影响。本发明还提供了一种样液定值采样方法。本发明具有取样准确度高，相互干扰小的优点。
Description
技术领域
本发明涉及液态样本取样过程中定值取样，尤其涉及水质分析仪中的样液定值采样装置及方法。
背景技术
水质在线分析仪器是一种水质监测工具，可以达到自动对水质各项参数的实时监测。它属于一个跨学科的领域，该领域融合了物理、化学、机械、电子信息等专业的技术。计量部件是水质在线分析仪中重要的一个部件，比如测COD浓度时，计量部件的作用是精确控制所需重铬酸钾以及水样等的量，重铬酸钾将水样中的耗氧物质、还原性物质和有机物等氧化为能被硫酸亚铁铵还原的溶液，再通过比色法测量吸光度来计算样品的浓度。因此，如何精确控制试剂的配比，它会直接影响到最终溶液浓度的测量结果。
水质采样器一般采用蠕动泵采样，现有的定值采样方法一般通过蠕动泵的转动时间和已知流量来计算。但是，蠕动泵在运行过程中，由于泵管老化等原因，其流速会随着时间衰退，从而导致定值采样不准确。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种样液定值采样装置，该样液定值采样装置操作简便，可持续使用，定值采样准确度高。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
一种样液定值采样装置，包括样液，容器，连接样液和容器的进样管道以及设置在进样管道上用于提供动力的输送单元，所述样液定值采样装置进一步包括：
至少一个传感器，所述传感器内沿进样管道方向设置有多个光电耦合器，当传感器为多个时，所述传感器间隔串接在所述进样管道上；
进样阀，所述进样阀位于样液和传感器之间；
控制单元，所述控制单元选择性的采用其中一个传感器中的一个光电耦合器信号来控制进样阀关闭，获取进样阀和该光电耦合器之间的定值样液。
作为优选，所述样液定值采样装置还包括排液单元，所述排液单元用于排出进样管道内的残留液体。
作为优选，所述样液定值采样装置还包括光电耦合器信号校准单元，所述光电耦合器信号校准单元用于在采样前对光电耦合器的信号进行校准并将校准结果信号传输到控制单元，排除不适用的光电耦合器信号，控制单元根据校准结果信号采集其中一个适用的光电耦合器信号来控制进样阀关闭。
作为优选，所述输送单元为蠕动泵。
作为优选，所述进样管道的进口端设置有多通阀，所述进样管道通过多通阀连接多种样液，所述多通阀的其中一路通道连接蒸馏水试瓶形成所述的排液单元。
一种应用上述样液定值采样装置的样液定值采样方法，所述样液定值采样方法包括以下步骤：
A1、根据所需获取样液的数值，选取对应的传感器作为信号发出源；
A2、控制单元打开进样阀，启动输送单元，将样液抽取入进样管道；
A3、当样液进入到既定传感器位置时，传感器将信号发送到控制单元，控制单元关闭进样阀；
A4、将进样阀至上述传送信号的传感器之间的样液送入到容器内，完成取样。
作为优选，所述采样方法还包括以下步骤：
B1、在A1步骤之前，光电耦合器信号校准单元对传感器内的光电耦合器进行校准，当光电耦合器被管内残留的液体干扰时，控制单元接收并识别信号，判定该光电耦合器不适用，采样时，控制单元忽略不适用的光电耦合器传输来的信号。
作为优选，所述样液定值采样方法还包括以下步骤：
C1、在B1步骤之前，由蒸馏水试瓶获取蒸馏水，启动输送单元将蒸馏水一次经过各个传感器，对进样管道进行清洗，驱除残留进样管道内的残留样液。
作为优选，在B1步骤之前，多次重复C1步骤。
作为优选，C1步骤中，用于清洗进样管道内的残留样液的蒸馏水可选择性用量，蒸馏水对进样管道清洗过后被送入到容器内作为配比试剂的溶剂。
与现有技术相比，本发明具有以下技术优点：
本发明将进样阀和各个传感器之间的进样管道容量设置为定值，当液体到达传感器时，控制单元立即关闭进样阀，获取进样阀和传感器之间的定值样液，本发明根据进样管道内的容量来对样液进行定值，采样时取量准确度高，不受液体流速影响。另外，本发明的传感器采用光电耦合器作为信号采集源，每个传感器内设置有多个光电耦合器，在进样前对各个光电耦合器进行检验，找出因为样液残留导致误报的光电耦合器，选择工作正常的光电耦合器作为信号来源，避免了因为样液附着在进样管道管壁上导致传感器误报的问题。
附图说明
图1是实施例1的样液定值采样装置的结构示意图。
图2是实施例2的样液定值采样装置的结构示意图。
图3是实施例3的样液定值采样装置的结构示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
图1示意性的给出了本实施例的样液定值采样装置的结构图，如图1所示，本实施例的样液定值采样装置包括样液，容器，连接样液和容器的进样管道以及设置在进样管道上用于提供动力的输送单元，所述样液定值采样装置进一步包括：
至少一个传感器，所述传感器内沿进样管道方向设置有多个光电耦合器，当传感器为多个时，所述传感器间隔串接在所述进样管道上；
进样阀，所述进样阀位于样液和传感器之间；
控制单元，所述控制单元选择性的采用其中一个传感器中的一个光电耦合器信号来控制进样阀关闭，获取进样阀和该光电耦合器之间的定值样液。
本实施例中，进样管道在一次进样后，进样管道的内壁上偶尔会附着有残留液体，当样液的粘性较高时，进样管道内的残留液体出现概率增大。该残留液体一方面会和下次进样的样液融合，导致下次进样的样液纯度变低，另一方面，当残留液体刚好位于光电耦合器处时，会引起光电耦合器误报。因此，本实施例的样液定值采样装置还设置有排液单元，所述排液单元可以排出进样管道内的残留液体。
进样时，有的样液粘性较大，附着在进样管道内壁后，由排液单元排液后，仍然无法完全排出干净，若样液正好位于传感器内的光电耦合器处，则会导致该组光电耦合器误报，无法进行正常的定值取样。本实施例的样液定值采样装置设置有光电耦合器校准单元，在采样前，光电耦合器校准单元对每个传感器内的每个光电耦合器进行校准，找出误报的光电耦合器，以便于在下次定值采样时，不采用该误报的光电耦合器信号。具体可采用如下校准方法：
在进样前，通过控制单元接收各个传感器内的各个光电耦合器信号，此时，若有光电耦合器信号显示进样管道内有水，则表明该光电耦合器被进样管道管壁内的残留液体干扰，产生错误信号，该光电耦合器在下次采样时不适用于采集信号，若光电耦合器信号显示进样管道内为空管，则表明该光电耦合器没有被干扰，处于正常状态。整个校准过程简单，用时短。
优选的，所述输送单元为蠕动泵，蠕动泵在输送液体时，可以防止空气混入液体，定值取样的准确度较高，同时蠕动泵可以正向抽取液体，也可以反向推送液体，使用灵活，便于对液体进行采集。
进样管道的进口端设置有多通阀，进样管道通过多通阀连接多种样液，便于本实施例的样液定值采样装置对多种样液进行定值取样，适用性广。
多通阀的其中一路通道连接蒸馏水试瓶形成排液单元，该蒸馏水试瓶内的蒸馏水作为排液单元的排液液体，蒸馏水纯度高，可和多种样液进行融合，清洗和排液的效果好。
本实施例还提供了一种应用上述样液定值采集装置的样液定值采集方法，该样液定值采集方法包括以下步骤：
A1、根据所需获取样液的数值，选取对应的传感器作为信号发出源；
A2、控制单元打开进样阀，启动输送单元，将样液抽取入进样管道；
A3、当样液进入到既定传感器位置时，传感器将信号发送到控制单元，控制单元关闭进样阀；
A4、将进样阀至上述传送信号的传感器之间的样液送入到容器内，完成取样。
进一步的，所述样液定值采样方法还包括以下步骤：
B1、在A1步骤之前，光电耦合器信号校准单元对传感器内的光电耦合器进行校准，当光电耦合器被管内残留的液体干扰时，控制单元接收并识别信号，判定该光电耦合器不适用，采样时，控制单元忽略不适用的光电耦合器传输来的信号。
进一步的，所述样液定值采样方法还包括以下步骤：
C1、在B1步骤之前，由蒸馏水试瓶获取蒸馏水，启动输送单元将蒸馏水一次经过各个传感器，对进样管道进行清洗，驱除残留进样管道内的残留样液。
通过蒸馏水对进样管道进行清洗时，一次清洗效果不够理性，在B1步骤之前，可多次重复C1步骤。
进一步的，C1步骤中，用于清洗进样管道内的残留样液的蒸馏水可选择性用量，蒸馏水对进样管道清洗过后被送入到容器内作为配比试剂的溶剂。
实施例2
根据本发明实施例1的样液定值采样装置在水质分析采样中定值获取10ml单种样液的应用例。
如图2所示，本实施例中，样液通过一个三通电磁阀与进样管道连接，三通电磁阀的另一个接口连接蒸馏水试瓶，进样管道上依次设置有进样阀，传感器A和传感器B，其中进样阀到传感器A之间的进样管道容量为10ml，传感器A到传感器B之间的进样管道容量为5ml，输送单元为蠕动泵。控制单元对三通电磁阀，进样阀，传感器A、传感器B和蠕动泵进行控制，其中，传感器A和传感器B中均设置有六个光电耦合器。
采样过程如下：
C1、设定传感器A作为信号来源；
C2、控制单元控制三通电磁阀，使进样管道连通蒸馏水试瓶，打开进样阀，启动蠕动泵，抽取适量蒸馏水对进样管道进行清洗，清洗过后，控制蠕动泵抽走进样管道内的蒸馏水，重复上述过程2至3次；
C3、控制单元控制传感器A检测进样管道为空管下的信号状态，若传感器A中的六个光电耦合器均传送信号反应进样管道内无水，则表明传感器A中六个光电耦合器均能正常工作，若传感器A中的六个光电耦合器有一个或者几个光电耦合器显示进样管道内有水，则控制单元标记该光电耦合器为误报，并选取正常工作的光电耦合器作为适用信号来源；
C4、控制单元控制三通电磁阀，使进样管道连通样液，打开进样阀，启动蠕动泵抽取样液，当样液经过传感器A时，根据正常工作的光电耦合器传送的信号判断样液已到传感器A处，控制单元关闭进样阀，蠕动泵抽取样液到容器中备用。
实施例3
本实施例是实施例1的样液定值采样装置在配比混合样液时定值采集多种样液进行混合的应用例。
如图3所示，本实施例中，配比混合样液的多种样液成分通过多通阀与进样管道进行连接，其中，多通阀的一路通道连接蒸馏水试瓶。进样管道上依次设置有进样阀以及间隔设置的多个传感器，容器为混合容器，混合容器通过三通阀设置在进样阀和第一个传感器之间，混合容器与进样管道之间连接管道上设置有电磁阀。输送单元为蠕动泵，蠕动泵设置在传感器之后。
混合样液的配比过程如下：
D1、控制单元控制多通阀使进样管道连通至蒸馏水试瓶，选取其中一个传感器作为信号源，打开进样阀，控制单元控制蠕动泵抽取蒸馏水到进样管道中，并根据上述传感器的信号关闭进样阀，打开电磁阀，控制单元控制蠕动泵反转，将蒸馏水推入到混合容器中作为部分溶剂；
D2、控制单元控制多通阀使进样管道连通一种样液成分，根据该样液成分的所需量确定其中一个传感器作为定值采样信号来源，施行实施例2中C2至C3步骤，打开进样阀，通过输送单元进样，进样完成后，控制单元控制蠕动泵反转，将该种样液成分送入到混合容器中与溶剂混合；
D3、采样D2的方法定量获取其他样液成分送入到混合容器中与溶剂进行混合，得到配比完成的样液。
上述步骤中，蒸馏水可以用于清洗进样管道，也可以作为配比样液的溶剂，根据所需溶剂的量，可分次将多次清洗后的蒸馏水送入到混合溶剂中得到所需的溶剂，节约成本。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种样液定值采样装置，包括样液，容器，连接样液和容器的进样管道以及设置在进样管道上用于提供动力的输送单元，其特征在于，所述样液定值采样装置进一步包括：
至少一个传感器，所述传感器内沿进样管道方向设置有多个光电耦合器，当传感器为多个时，所述传感器间隔串接在所述进样管道上；
进样阀，所述进样阀位于样液和传感器之间；
控制单元，所述控制单元选择性的采用其中一个传感器中的一个光电耦合器信号来控制进样阀关闭，获取进样阀和该光电耦合器之间的定值样液。
2.根据权利要求1所述的样液定值采样装置，其特征在于，所述样液定值采样装置还包括排液单元，所述排液单元用于排出进样管道内的残留液体。
3.根据权利要求1或2所述的样液定值采样装置，其特征在于，所述样液定值采样装置还包括光电耦合器信号校准单元，所述光电耦合器信号校准单元用于在采样前对光电耦合器的信号进行校准并将校准结果信号传输到控制单元，排除不适用的光电耦合器信号，控制单元根据校准结果信号采集其中一个适用的光电耦合器信号来控制进样阀关闭。
4.根据权利要求1所述的样液定值采样装置，其特征在于，所述输送单元为蠕动泵。
5.根据权利要求2所述的样液定值采样装置，其特征在于，所述进样管道的进口端设置有多通阀，所述进样管道通过多通阀连接多种样液，所述多通阀的其中一路通道连接蒸馏水试瓶形成所述的排液单元。
6.一种应用权利要求1-5任一所述的样液定值采样装置的样液定值采样方法，所述样液定值采样方法包括以下步骤：
A1、根据所需获取样液的数值，选取对应的传感器作为信号发出源；
A2、控制单元打开进样阀，启动输送单元，将样液抽取入进样管道；
A3、当样液进入到既定传感器位置时，传感器将信号发送到控制单元，控制单元关闭进样阀；
A4、将进样阀至上述传送信号的传感器之间的样液送入到容器内，完成取样。
7.根据权利要求6所述的样液定值采样方法，其特征在于，所述采样方法还包括以下步骤：
B1、在A1步骤之前，光电耦合器信号校准单元对传感器内的光电耦合器进行校准，当光电耦合器被管内残留的液体干扰时，控制单元接收并识别信号，判定该光电耦合器不适用，采样时，控制单元忽略不适用的光电耦合器传输来的信号。
8.根据权利要求7所述的样液定值采样方法，其特征在于，还包括以下步骤：
C1、在B1步骤之前，由蒸馏水试瓶获取蒸馏水，启动输送单元将蒸馏水一次经过各个传感器，对进样管道进行清洗，驱除残留进样管道内的残留样液。
9.根据权利要求8所述的样液定值采样方法，其特征在于，在B1步骤之前，多次重复C1步骤。
10.根据权利要求9所述的样液定值采样方法，其特征在于，C1步骤中，用于清洗进样管道内的残留样液的蒸馏水可选择性用量，蒸馏水对进样管道清洗过后被送入到容器内作为配比试剂的溶剂。
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