CN107941796B - 环境水质自动检测分析仪 - Google Patents
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Abstract
一种环境水质自动检测分析仪，包括：样品容器，蠕动泵，多通阀，反应容器，试剂容器、检测装置以及控制器；所述样品容器，试剂容器分别与多通阀的入口管路连通，所述反应容器与多通阀的出口管路连通；所述蠕动泵根据多通阀的阀门开闭，将样品容器中的水样以及试剂容器中的试剂泵送到反应容器；所述检测装置设置于反应容器内，用于检测样品中待检测成分的含量；其中，控制器根据所述样品容器中水样的体积，确定通过多通阀传送到反应容器中的试剂的种类以及顺序。本发明用于水质自动化检测，具有需水量少，自动化程度高，可靠性好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及自动分析技术，尤其是涉及一种多成分的水质自动分析仪器。
背景技术
环境问题是当今人们广泛关注的问题，已成为当前中国发展中的一个重大问题，世界经济的发展带给人类的不仅是生活条件的改善，还有环境的污染和环境资源的破坏。因此，对环境污染物进行及时准确的分析和监测、对环境管理和规划具有重要的理论意义和现实意义。
随着经济社会的发展，城市规模的不断扩大，用水量的持续增大，排入江河湖库的废、污水不断增加。水的质量既影响工农业生产又影响人民的日常生活，多年来我国水资源质量不断下降，水环境持续恶化，由于污染导致的缺水和事故不断发生，不仅使工厂停产，农业减产甚至绝收，而且使生态环境受到了极大的破坏，严重威胁社会的可持续发展和危害人类的生存，因此水质问题受到越来越多的关注。
要实现污染排放总量控制和实现各种环境保护措施，对各种污染物指标进行准确的分析检测是非常必要的手段。水体中的污染物质除无机化合物外，还含有大量的有机物质，它们以毒性和使水体溶解氧减少的形式对生态系统产生影响。
水体中污染物包括有机污染物质和无机污染物质两类。其中，有机污染物可分为生物降解的有机污染物和难以生物降解的有机污染物；无机污染物包括重金属、无机盐、酸、碱等。根据我国年颁布的地表水水质标准，需要监测成分共多项，包括：化学需氧量(C0D)、五日生化需氧量(BOD5)，重金属（铜、汞、砷、铬、铅、锌、锑、镍等）、总氮、总磷等成分。
目前水质监测方法包括两种：第一种为现场取样，在线监测；第二种为人工取样，通过分析仪器离线分析。其中，在线检测能够实时、不间断获取水体质量数据，但是对现场仪器设备要求高，投资成本高，并且测量准确性相对低，同时进能够检测部分成分，无法检测整体成分。离线分析具有测量精度高，检测结果全面的特点，但是其是非实时的，需要现场取样后带回实验室检测，在运送途中可能受到发生变化或者泄漏等因素，导致达到实验室后水样不够所有检测成分的测定。
发明内容
本发明提供了一种多成分的水质自动分析仪器，通过控制器根据样品容器中水样的体积，从而确定通过多通阀传送到反应容器中的试剂的种类以及顺序，能够解决现有技术的上述问题。
作为本发明的一个方面，提供一种水质自动检测分析仪，包括：样品容器，蠕动泵，多通阀，反应容器，试剂容器、检测装置以及控制器；所述样品容器，试剂容器分别与多通阀的入口管路连通，所述反应容器与多通阀的出口管路连通；所述蠕动泵根据多通阀的阀门开闭，将样品容器中的水样以及试剂容器中的试剂泵送到反应容器；所述检测装置设置于反应容器内，用于检测样品中待检测成分的含量；其中，控制器根据所述样品容器中水样的体积，确定通过多通阀传送到反应容器中的试剂的种类以及顺序。
优选的，还包括废液池，其接收从反应容器内检测完毕后排出的废液。
优选的，还包括清洗液容器，所述清洗液容器与所述多通阀的入口管路相通，在需要清洗管路以及反应容器时所述控制器能够控制所述蠕动泵以及所述多通阀，将所述清洗液泵送到反应容器进行清洗。
优选的，还包括输入装置，能够输入需要检测的检测成分。
优选的，还包括显示设备，控制器其将检测结果输送到显示设备进行显示。
优选的，所述显示设备在显示检测结果时，对于不正常的检测结果，使用特定的颜色进行表示。
优选的，对于没有具体检测结果的待检测成分，使用其检测限作为其检测结果在显示设备上显示。
优选的，还包括存储部，所述存储部存储不同检测成分所需的最小水样。
优选的，所述存储部还存储不同检测成分之间的互相干扰信息。
优选的，所述存储部通过存储表存储不同检测成分之间的互相干扰信息。
优选的，所述控制器确定所要进行的检测成分后，根据存储部的数据判断样品容器中水样的体积是否大于所需的水样体积；如果小于所需的水样体积，所述控制器根据存储部的数据对所有检测成分进行匹配，判断是否存在互不干扰的检测成分，如果存在互不干扰的检测成分，所述控制器将在确定检测成分时，将该互不干扰的检测成分顺序检测；其中，在检测该互不干扰的检测成分中的一种后，不将检测完毕的废液排出到废液池，通过泵送该互不干扰的检测成分中的另一种的检测试剂到反应容器中，继续对于该互不干扰的检测成分中的另一种进行检测。
优选的，还包括流量计，其测量到达反应容器的试剂的体积，在检测所述互不干扰的检测成分中的另一种时，根据已经测量的所述互不干扰的检测成分检测时所添加的试剂体积，对于所述互不干扰的检测成分中的另一种的检测结果进行修正。
优选的，所述存储部还存储不同检测成分之间的关联信息。
优选的，所述关联信息表示检测成分之间的集合关系。
优选的，如果控制器确定互相干扰成分后，样品容器中水样的体积仍然小于所需的水样体积；所述控制器根据存储部信息确定检测成分中的互相关联检测成分，根据所述相互关联的检测成分中的母集的检测结果，确定是否对于子集进行检测。
优选的，如果所述相互关联的检测成分中母集的检测结果大于阈值，则对子集中的至少一种进行检测，子集中的至少一种不进行检测；如果所述相互关联的检测成分中母集的检测结果小于阈值，则对所有子集都不进行检测。
附图说明
图1是本发明实施例的水质自动检测分析仪的结构框图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获取其他的技术方案，也属于本发明的公开范围。
本发明实施例的水质自动检测分析仪，用于离线对于水样中的多种污染物含量进行分析，参见图1，包括样品容器10，蠕动泵20，多通阀30，反应容器40，多组试剂容器50、检测装置60、控制器70以及存储部80。
样品容器10用于接收现场采样运送到检测实验室的水样，其设置体积传感元件，能够检测样品容器10内水样的体积。多组试剂容器50，其分别对应于不同检测成分的检测试剂，例如对于铜离子的检测，其试剂容器组可以包括缓冲剂、增敏剂和显色剂，显色剂可以使用1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)溶液，增敏剂可以使用溴化十六烷基吡啶（CPB）溶液，缓冲试剂可以使用醋酸-醋酸钠缓冲溶液，通过分光光度法进行测量。
多通阀30由控制器70控制，通过不同通道的选择用于水样以及试剂的进样和出样。多通阀30的入口通道分别与样品容器10，试剂容器50连通，多通阀30的出口管路与反应容器40连通。蠕动泵20根据多通阀的阀门开闭，将样品容器中的水样以及试剂容器中的试剂泵送到反应容器。蠕动泵20包括步进电机驱动的滚轮，滚轮设置在管路的外侧，步进电机驱动滚轮转动压泵取试剂或样品。
反应容器40接收水样以及试剂，通过反应容器内检测装置60测定水样中检测成分的含量。检测装置60可以包括多种检测仪，例如可以包括分光光度计，通过比色确定水样中重金属离子的含量，还可以包括例如近红外光谱仪，通过近红外光谱确定水样中的化学需氧量（COD）。
存储部80存储不同检测成分所需的最小水样，该值可以通过试验设备的精度以及参数要求确定，例如对于分光光度法检测铜离子的最小水样可以将其确定为20ml。存储部80中还通过存储不同检测成分之间的互相干扰信息，例如对于水样中的COD值，其实用近红外光谱测量，不需要加入试剂，因此，COD的检测不会对于重离子的分光光度检测造成干扰，将COD检测确定为重金属离子检测的不干扰检测；例如，硝酸根与铜离子的检测，互不干扰。
水质自动检测分析仪还包括输入装置，用户可以通过输入装置输入需要检测的检测成分。控制器70接收到所要进行的检测成分后，计算所有检测成分的所需水样；根据存储部80的数据判断样品容器10中水样的体积是否大于所需的水样体积；如果大于所需的水样体积，控制器70按照用户输入的检测成分顺序进行检测；如果小于所需的水样体积，控制器70根据存储部80的数据对所有检测成分进行匹配，判断是否存在互不干扰的检测成分，如果存在互不干扰的检测成分，控制器将70在确定检测成分时，将该互不干扰的检测成分顺序检测；其中，在检测该互不干扰的检测成分中的一种后，不将检测完毕的废液排出到废液池，通过泵送该互不干扰的检测成分中的另一种的检测试剂到反应容器10中，继续对于该互不干扰的检测成分中的另一种进行检测。例如，在检测成分中存在COD以及铜离子含量的检测，控制器70首先通过蠕动泵20将水样输送到反应容器40中，通过近红外光谱确定水样的COD值；然后，不将检测完毕的水样排出到废液池，控制器70通过蠕动泵20将铜离子检测试剂泵送到反应容器40中，通过分光光度计确定水样中铜离子含量。
优选的，本发明的水质自动检测分析仪还包括流量计，其测量到达反应容器的试剂的体积，在检测所述互不干扰的检测成分中的另一种时，根据已经测量的所述互不干扰的检测成分检测时所添加的试剂体积，对于所述互不干扰的检测成分中的另一种的检测结果进行修正。
通过本发明的上述实施例的设置，使水质自动检测分析仪在水样不足时，通过控制器根据样品容器中水样的体积，从而确定通过多通阀传送到反应容器中的试剂的种类以及顺序，从而减小检测所需的水样。
进一步优选的，存储部80还存储不同检测成分之间的关联信息。该关联信息表示检测成分之间的集合关系。例如，游离锑含量、3价锑含量以及5价锑含量之间的集合关系，其中游离锑含量为母集，3价锑含量以及5价锑含量为子集，3价锑含量以及5价锑含量是游离锑含量的全集。
优选的实施例中，如果控制器70确定互相干扰成分后，样品容器中水样的体积仍然小于所需的水样体积；控制器70根据存储部80数据确定检测成分中的互相关联检测成分，根据所述相互关联的检测成分中的母集的检测结果，确定是否对于子集进行检测。具体的，如果所述相互关联的检测成分中母集的检测结果大于阈值，则对子集中的至少一种进行检测，子集中的至少一种不进行检测；如果所述相互关联的检测成分中母集的检测结果小于阈值，则对所有子集都不进行检测。例如输入的检测成分中包括游离锑含量、3价锑含量以及5价锑含量，控制器70首先控制水质自动检测分析仪对于游离锑含量进行检测，如果其检测结果小于3价铬含量以及5价锑含量中的最小安全阈值，则对于3价铬含量以及5价锑含量不进行测量，在显示结果时仅给出小于游离锑检测含量的检测上限即可；如果其检测结果大于3价铬含量以及5价锑含量中的一个的阈值，则对于3价铬含量或者5价锑含量进行测量，确定其中一个的含量，通过集合关系确定另一个的含量。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为落入本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种水质自动检测分析仪，用于离线对于水样中的多种污染物含量进行分析，包括：样品容器，蠕动泵，多通阀，反应容器，试剂容器、检测装置、存储部以及控制器；所述样品容器，试剂容器分别与多通阀的入口管路连通，所述反应容器与多通阀的出口管路连通；所述蠕动泵根据多通阀的阀门开闭，将样品容器中的水样以及试剂容器中的试剂泵送到反应容器；所述检测装置设置于反应容器内，用于检测样品中待检测成分的含量；所述存储部存储不同检测成分所需的最小水样，以及不同检测成分之间的互相干扰信息；控制器根据所述样品容器中水样的体积，确定通过多通阀传送到反应容器中的试剂的种类以及顺序；其中，所述控制器确定所要进行的检测成分后，根据存储部的数据判断样品容器中水样的体积是否大于所需的水样体积；如果小于所需的水样体积，所述控制器根据存储部的数据对所有检测成分进行匹配，判断是否存在互不干扰的检测成分，如果存在互不干扰的检测成分，所述控制器将在确定检测成分时，将该互不干扰的检测成分顺序检测；其中，在检测该互不干扰的检测成分中的一种后，不将检测完毕的废液排出到废液池，通过泵送该互不干扰的检测成分中的另一种的检测试剂到反应容器中，继续对于该互不干扰的检测成分中的另一种进行检测; 还包括流量计，其测量到达反应容器的试剂的体积，在检测所述互不干扰的检测成分中的另一种时，根据已经测量的所述互不干扰的检测成分检测时所添加的试剂体积，对于所述互不干扰的检测成分中的另一种的检测结果进行修正；所述存储部还存储不同检测成分之间的关联信息；所述关联信息表示检测成分之间的集合关系；如果控制器确定互相干扰成分后，样品容器中水样的体积仍然小于所需的水样体积；所述控制器根据存储部信息确定检测成分中的互相关联的检测成分，根据所述相互关联的检测成分中的母集的检测结果，确定是否对于子集进行检测；其中，如果所述相互关联的检测成分中母集的检测结果大于阈值，则对子集中的至少一种进行检测，子集中的至少一种不进行检测；如果所述相互关联的检测成分中母集的检测结果小于阈值，则对所有子集都不进行检测。
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