CN108680397B - 一种水质多参数自动检测分析仪 - Google Patents

Abstract

一种水质多参数自动检测分析仪，用于检测样品中的多种水质参数，例如PH值、浊度、化学需氧量(COD)、总磷、氨氮、磷酸盐或者重金属含量等，其中根据各水质参数之间的关联关系，从而选择检测误差小的检测水样对于传感器参数进行实时标定，从而减小标定误差，提高检测结果的准确性。

Description

一种水质多参数自动检测分析仪

技术领域

本发明涉及自动分析的技术领域，尤其是涉及一种用于水质多参数检测的自动检测分析仪。

背景技术

水资源是人类赖于生存和发展的重要资源，水资源环境污染会对当地居民的健康生活水平造成严重影响，导致生态环境系统的连锁破坏，因此水资源的保护已经成为世界各国共同关注和日益重视的一个全球化环境问题。

随着社会经济的高速发展，城市化、工业化进程的加速，导致城市生活污水和工业废水大量排入江河、湖泊和水库，造成地表水和地下水的严重污染，水污染的问题日益突出，人们的日常用水和生活用水都面临着严重的威胁和挑战。水资源质量不断下降，水环境持续恶化，导致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。

水质监测是以江河、湖泊、水库、海洋以及地下水等环境水体和生活污水、工业废水、医院污水等水污染源为检测对象，通过特定的检测方法（如化学法、电化学法、原子吸收分光光度法、离子色谱法、气相色谱法等），对水体进行定性分析和定量分析，来辨别水体中污染物的种类和污染物的浓度，进而对水体进行水质评价。水质检测仪器是为水污染监测与治理提供及时、准确、全面的科学依据的必备装备，是制定切实可行的污染防治规划和水资源环境保护的重要前提和基础，对于水资源环境的安全监测与保护具有极为重要的科学意义。

在水质自动检测分析仪中，由于传感器的工作环境变化以及传感器老化等因素影响，导致传感器状态发生变化，需要以一定的时间周期使用标准溶液对于传感器的系统参数进行标定，然而需要间隔一段时间才能够进行标定，并且标准溶液需要制备或者购买，制备需要人工参与，过程复杂，保存期限较短，过期后需要重新制备，导致水质自动检测分析仪的标定时间长，比较耗费时间和精力，不利于用户的使用。

为了解决上述问题，在先申请提出一种改进的水质自动检测分析仪，通过将部分水样存储后用于标定，能够实时对于传感器的参数进行标定，并且不需要制备标准溶液，从而减少人工参与的工作量，降低成本，提高系统的自动化程度。然而，现有的水体中通常具有多种成分的污染物，污染物成分之间相互关联，特定污染物成分会对其他污染物成分的检测造成干扰，例如水体中浊度过大时，对于通过紫外吸光度法检测的COD值的准确度，导致检测的COD值误差过大，如果将该水样存储后用于紫外光谱仪的标定，则会导致标定结果偏差较大。

发明内容

作为本发明的一个方面，提供一种水质多参数自动检测分析仪，包括：输入部，用于从水体中输入待检测样品，所述输入部包括第一容器以及第二容器，其将输入水样划分为两份，所述第一容器存储第一检测水样；所述第二容器存储第二检测水样；所述第一检测水样用于确定水体污染物浓度值；水样保存部，其能够保存反应容器第二容器中的第二检测水样；试剂容器，其存储用于样品检测的检测试剂；多通阀，其分别与输入部、试剂容器以及反应容器相连；蠕动泵，其根据多通阀的阀门开闭，将待检测样品以及试剂输送到反应容器；反应容器，用于接收水样以及试剂，通过反应容器内检测装置测定水样中检测成分的含量；存储部，其存储水样保存部中所有水样信息；控制部，其根据第一检测水样的检测结果以及存储部的信息，确定是否将第二检测水样存储于水样保存部；标定部在水样存储部的水样达到标准后，通过水样存储部的水样以及存储部中存储的水样检测结果对于检测装置的传感器参数进行标定；所述反应容器内的检测装置包括多参数检测装置；所述水样保存部保存多组水样，其中每组水样用于单个参数检测装置的传感器参数的标定；所述存储部还存储各水质检测参数的影响参数以及其阈值，所述控制部在确定是否将第二检测水样存储于水样保存部的特定组水样时，根据所述第一检测水样的检测结果、存储部中存储的水样保存部中该组水样的检测结果以及存储部中存储该水质检测参数的影响参数，确定是否将第二检测水样存储于该特定组。

优选的，所述控制部在确定是否将第二检测水样存储于水样保存部的特定组水样时，首先确定该特定组对应水质检测参数的影响参数的测量值，将其与其阈值进行比较，如果所有影响参数的测量值都小于其阈值，则控制部比较第一检测水样的该特定组对应水质检测参数的检测结果以及存储部中存储的水样保存部中该特定组对应检测参数的检测结果，如果第一检测水样的该特定组对应水质检测参数的检测结果与该特定组的所有水样的检测结果的差值的绝对值大于第一检测阈值，则将该第一检测水样对应的第二检测水样存储到水样存储部中。

优选的，所述水存储部中的每组包括多个存储容器，其将不同的水样存储于不同的存储容器中。

优选的，所述水质自动检测分析仪的检测参数可以是PH值，浊度，化学需氧量(COD)、总磷、氨氮、磷酸盐或者重金属含量等。

优选的，所述传感器参数为传感器检测值与测量参数的标准曲线。

优选的，所述影响参数的阈值根据影响参数对于水质检测参数的检测结果的影响程度确定。

优选的，所述影响参数的阈值设置为影响参数大于所述该阈值时，该水质检测参数的检测误差大于1%。

优选的，所述传感器为电化学传感器、质谱仪、气相色谱仪或者光谱仪。

附图说明

图1是本发明实施例的水质自动检测分析仪的系统结构示意图。

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。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的水质多参数自动检测分析仪，其检测的水质参数可以是PH值，浊度，化学需氧量(COD)、总磷、氨氮、磷酸盐或者重金属含量等，参见图1，包括输入部10，水样保存部20，试剂容器30，多通阀40，蠕动泵50，反应容器60，存储部70，控制部80以及标定部90。

输入部10，用于从水体中输入待检测样品，其检测水体可以是江河、湖泊、水库、海洋以及地下水等环境水体，也可以是生活污水、工业废水、医院污水等水污染源，还可以是自来水厂，净化水厂等水生产源。输入部10输入的水样大于反应容器60中所需检测样品量，优选的，输入部10输入的水样大于反应容器60中所需检测样品量的两倍或者两倍以上。

输入部10包括第一容器11以及第二容器12，其将输入水样划分为两份，第一容器11存储第一检测水样；第二容器12存储第二检测水样；第一检测水样用于确定水体污染物浓度值。第二容器12中的第二检测水样能够保存于水样保存部70。

水样保存部20，其与输入部10的第二容器12相连，水样保存部20保存多组水样，其中每组水样用于检测装置的单个参数传感器参数的标定。当第二容器12的水样存储于水样保存部20中后，存储部70存储该水样的存储时间，同时存储该水样对应的第一检测水样的检测结果。在进行标定时，能够将水样保存部20中的已知水体污染物浓度的水样，输入反应容器中进行标定。

试剂容器30，其包括多个不同的试剂存储容器，存储用于样品检测的检测试剂。试剂存储容器中的试剂可以包括例如蒸馏水，显色液，缓冲剂等。

多通阀40，其分别与输入部10的第一容器11、试剂容器30以及反应容器60相连；蠕动泵50，其根据多通阀40的阀门开闭，将待检测水样以及试剂输送到反应容器60。蠕动泵50可以使用步进电机驱动。

反应容器60，用于接收水样以及试剂，通过反应容器60内检测装置61测定水样中不同检测成分的含量。检测装置61包括多参数检测装置，其检测的水质参数可以是PH值、浊度、化学需氧量(COD)、总磷、氨氮、磷酸盐或者重金属含量等，可以使用针对需要检测的水质参数设置检测装置61的传感器，例如可以使用PH值检测仪检测PH值，使用浊度仪监测水质浊度，使用紫外光谱仪检测化学需氧量。

存储部70还存储各水质检测参数的影响参数以及其阈值，例如对于通过紫外吸光度法检测的COD值，当水样中浊度值较大或者PH值大于10时，COD值的检测值的误差较大；因此，存储部中COD值的影响参数为浊度以及PH值，其阈值可以通过标准样品预先确定，例如阈值可以设置为浊度以及PH值大于其阈值时，COD值的检测误差大于1%。

控制部80，用于控制水质自动检测分析仪中各部件的运行。在进行水质检测时，控制部80根据第一检测水样的检测结果以及存储部70的信息，确定是否将第二检测水样存储于水样保存部20的特定组。

具体的，控制部80在确定是否将第二检测水样存储于水样保存部20的特定组时，首先确定该特定组对应水质检测参数的影响参数的测量值，将其与其阈值进行比较，如果所有影响参数的测量值都小于其阈值，则控制部80比较第一检测水样的该特定组对应水质检测参数的检测结果以及存储部70中存储的水样保存部20中该特定组对应检测参数的检测结果，如果第一检测水样的该特定组对应水质检测参数的检测结果与该特定组的所有水样的检测结果的差值的绝对值大于第一检测阈值，则将该第一检测水样对应的第二检测水样存储到水样存储部的该特定组中。例如，控制部80在确定是否将第二检测水样存储于水样保存部20的COD标定组时，通过存储部70的信息确定COD值的影响参数为浊度以及PH值，将第一检测水样的浊度以及PH值分别与其阈值比较，如果浊度以及PH值都小于其阈值，则控制部80比较第一检测水样的COD值以及水样保存部20中该COD标定组已存储水样的COD值，如果第一检测水样的COD值与水样保存部20中该COD标定组所有已存储水样的COD值的差值的绝对值都大于第一检测阈值，则将该第一检测水样对应的第二检测水样存储到水样存储部20的COD标定组中。该第一检测阈值可以预先设置，例如可以设置为该传感器量程的1/10。

由于样品具有一定的保存期限，控制器80可以根据存储部70的数据监控水样保存部20中水样的存储时间，当特定水样的存储时间大于时间阈值时，将该特定水样通过废液通道排出，从而保证用于传感器标定的样品的质量。该时间阈值可以是例如7天，15天，30天等。

标定部90，在水样存储部20的特定组水样达到数量阈值后，通过水样存储部20的特定组水样以及存储部70中存储的水样检测结果对于检测装置61的对应该特定组的传感器参数进行标定。该数量阈值可以根据传感器参数标定所需的数目确定，可以设置为例如3~10。例如，对于传感器检测值与污染物含量的关系曲线的标定，数量阈值设置为5，当水样存储部20的COD组水样达到5个以后，依次将水样存储部20的水样输入反应容器60中，通过检测装置61的紫外光谱仪检测其测量值，将其与存储部20中水样的检测结果进行拟合，确定检测装置61的紫外光谱仪标准关系曲线。

通过本发明的上述实施例，能够避免检测误差大的水样作为标定水样，从而减小标定误差，提高检测结果的准确性。

上述系统实施例中，所包括的各个模块或单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种水质多参数自动检测分析仪，包括：输入部，用于从水体中输入待检测样品，所述输入部包括第一容器以及第二容器，其将输入水样划分为两份，所述第一容器存储第一检测水样；所述第二容器存储第二检测水样；所述第一检测水样用于确定水体污染物浓度值；水样保存部，其能够保存第二容器中的第二检测水样；试剂容器，其存储用于样品检测的检测试剂；多通阀，其分别与输入部、试剂容器以及反应容器相连；蠕动泵，其根据多通阀的阀门开闭，将待检测样品以及试剂输送到反应容器；反应容器，用于接收水样以及试剂，通过反应容器内检测装置测定水样中检测成分的含量；存储部，其存储水样保存部中所有水样信息；控制部，其根据第一检测水样的检测结果以及存储部的信息，确定是否将第二检测水样存储于水样保存部；标定部，在水样保存部的水样达到标准后，通过水样保存部的水样以及存储部中存储的水样检测结果对于检测装置的传感器参数进行标定；其特征在于：所述反应容器内的检测装置包括多参数检测装置；所述水样保存部保存多组水样，其中每组水样用于单个参数检测装置的传感器参数的标定；所述存储部还存储各水质检测参数的影响参数以及其阈值，所述控制部在确定是否将第二检测水样存储于水样保存部的特定组水样时，根据所述第一检测水样的检测结果、存储部中存储的水样保存部中该组水样的检测结果以及存储部中存储该水质检测参数的影响参数，确定是否将第二检测水样存储于该特定组。

2.根据权利要求1所述的水质多参数自动检测分析仪，其特征在于：所述影响参数的阈值根据影响参数对于水质检测参数的检测结果的影响程度确定。

3.根据权利要求2所述的水质多参数自动检测分析仪，其特征在于：所述水样保存部中的每组包括多个存储容器，其将不同的水样存储于不同的存储容器中。

4.根据权利要求3所述的水质多参数自动检测分析仪，其特征在于：所述水质多参数自动检测分析仪的检测参数是PH值，浊度，化学需氧量(COD)、总磷、氨氮、磷酸盐或者重金属含量。