CN109297959A - 一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置及其检测方法 - Google Patents
一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置及其检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109297959A CN109297959A CN201811502560.1A CN201811502560A CN109297959A CN 109297959 A CN109297959 A CN 109297959A CN 201811502560 A CN201811502560 A CN 201811502560A CN 109297959 A CN109297959 A CN 109297959A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water body
- color
- content
- peristaltic pump
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 107
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 69
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 claims abstract description 55
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- QNGVNLMMEQUVQK-UHFFFAOYSA-N 4-n,4-n-diethylbenzene-1,4-diamine Chemical compound CCN(CC)C1=CC=C(N)C=C1 QNGVNLMMEQUVQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 5
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 4
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- OQVYMXCRDHDTTH-UHFFFAOYSA-N 4-(diethoxyphosphorylmethyl)-2-[4-(diethoxyphosphorylmethyl)pyridin-2-yl]pyridine Chemical compound CCOP(=O)(OCC)CC1=CC=NC(C=2N=CC=C(CP(=O)(OCC)OCC)C=2)=C1 OQVYMXCRDHDTTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 2
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 210000003296 saliva Anatomy 0.000 description 2
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 206010023126 Jaundice Diseases 0.000 description 1
- WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N Manganese(2+) Chemical compound [Mn+2] WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 240000005373 Panax quinquefolius Species 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019606 astringent taste Nutrition 0.000 description 1
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 1
- BZDIAFGKSAYYFC-UHFFFAOYSA-N manganese;hydrate Chemical compound O.[Mn] BZDIAFGKSAYYFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004899 motility Effects 0.000 description 1
- SQDFHQJTAWCFIB-UHFFFAOYSA-N n-methylidenehydroxylamine Chemical compound ON=C SQDFHQJTAWCFIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 230000003827 upregulation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
Abstract
本发明涉及一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置及其检测方法。该装置包括检测单元、进样单元、投加单元、颜色识别单元、弃样单元、检测结果输出单元和控制单元。所述检测单元包括多个横向依次排列的透明有机玻璃方型皿及配套的搅拌装置；所述进样单元包括多个进水蠕动泵；所述投加单元包括多个加药蠕动泵、高锰酸钾储液罐；所述颜色识别单元包括多个颜色传感器、多个显色剂投加蠕动泵、显色剂储液罐；所述弃样单元包括多个排水蠕动泵。本发明可直接针对水体中的Mn(Ⅱ)含量进行快速半定量检测，检测用时短，可在制水生产中进行在线实时检测，从而及时提醒调整制水生产工艺参数。
Description
技术领域
本发明涉及饮用水处理技术领域，具体涉及一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置及其检测方法。
背景技术
饮用水中锰含量超过0.05mg/L时，会产生诸如管道沉积物积累，水质发黄发黑和饮用时产生金属涩味等一系列问题。而长期摄入锰超标的饮用水也会造成人体神经元退化和运动机能障碍。因此，各国对饮用水中的锰含量都制订了相对严格的限量标准，欧盟和美国环保局限值均为0.05mg/L(我国限值为0.10mg/L)。
原水中的锰主要以Ⅱ价或Ⅳ价形式存在，其中Mn(Ⅳ)多以悬浮物形态存在，可在混凝沉淀中去除，溶解状态的锰主要是Mn(Ⅱ)，是生产中去除的关键物质。目前制水厂大多采用高锰酸钾氧化除锰工艺，利用高锰酸钾将Mn(Ⅱ)氧化为Mn(Ⅳ)，再通过混凝沉淀去除，其理论反应比为1.92mg KMnO4/mg Mn(Ⅱ)。但由于原水中还含有其它还原性物质，导致高锰酸钾的实际投加量难以准确把握。当高锰酸钾投量不足或过量时均会导致出厂水锰含量超标，因此如何判断高锰酸钾投量的适宜性是制水生产中需要考虑的一个重要问题。
传统方法是分别检测原水和出厂水中的锰含量，再根据检测结果来判断高锰酸钾投量的适宜性及是否调整。而目前水体锰含量的检测方法主要是针对总锰含量的检测，对于水体中Mn(Ⅱ)含量的检测，则通常是将水样用0.45μm滤膜过滤后，再按照总锰的检测方法进行检测。总锰含量的检测方法目前主要有分光光度法、原子吸收光谱法和电感耦合等离子体发射光谱法等。分光光度法主要包括过硫酸铵法、甲醛肟法和PAN法等，可有效检测出水体中的总锰含量，但检测周期较长，不便于在制水生产中进行实时检测。原子吸收光谱法等仪器检测法分析设备相对昂贵，对人员素质要求较高。因此，设计发明出一种操作简单、可以快速测定水样中Mn(Ⅱ)含量的检测装置具有重要的经济、社会和现实意义。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置及其检测方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置，所述装置包括检测单元、进样单元、投加单元、颜色识别单元、弃样单元、检测结果输出单元和控制单元。
所述检测单元包括多个横向依次排列的透明有机玻璃方型皿。
所述进样单元包括多个进水蠕动泵，进水蠕动泵的进水端均与外部待测水体连接，出水端则分别连接至各方型皿内。
所述投加单元包括多个加药蠕动泵、高锰酸钾储液罐，加药蠕动泵的进口端均与高锰酸钾储液罐连通，出口端则分别连接至各方型皿内。
所述颜色识别单元包括多个颜色传感器、多个显色剂投加蠕动泵、显色剂储液罐，颜色传感器分别放置于各方型皿外侧，用于检测方型皿中水体的颜色，显色剂投加蠕动泵的进口端均与显色剂储液罐连通，出口端则分别连接至各方型皿内。
所述弃样单元包括多个排水蠕动泵，排水蠕动泵的进水端分别与各方型皿连通，出水端均连接至排水管，可执行排空作业。
所述检测结果输出单元包括声光报警模块。
所述控制单元包括可编程逻辑控制器(PLC)，PLC的输出端口分别与进水蠕动泵、加药蠕动泵、显色剂投加蠕动泵、颜色传感器、排水蠕动泵和声光报警模块的控制端连接，输入端口与颜色传感器的输出端口连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述方型皿体积均大于1L，各方型皿内均配置有搅拌泵，搅拌泵的控制端与PLC输出端口连接。
通过采用上述技术方案，确保方型皿中可装入1L水样，并可通过搅拌提高方型皿中的反应速率。
进一步地，所述声光报警模块配置有蜂鸣器、标记为“过量”的指示灯、标记为“适宜”的指示灯以及若干标记为“不足X”的指示灯(X为数字编号，如1，2等)。
通过采用上述技术方案，可输出待测水样中Mn(Ⅱ)含量的半定量检测结果。
本发明提供了一种如上所述的水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置的检测方法，该检测方法包括以下步骤：
(1)PLC控制启动各进水蠕动泵，向各方型皿中加入同体积的相同待测水样；
(2)PLC控制启动各加药蠕动泵，向各方型皿中同时加入不同体积的高锰酸钾溶液；
(3)PLC控制启动各搅拌泵，进行反应；
(4)反应结束后，PLC控制启动各显色剂投加蠕动泵，向各方型皿中同时加入相同体积的显色剂，间隔一定时间后，PLC控制关闭各搅拌泵；
(5)静置一定时间后，PLC控制启动各颜色传感器，对各方型皿中的水体颜色进行检测，并将检测结果输出至PLC，PLC将得到的各方形皿的水体颜色检测值进行数据处理和判定后得到待测水样中Mn(Ⅱ)含量的半定量检测结果，再通过声光报警模块输出得到的半定量检测结果；
(6)PLC控制启动各排水蠕动泵，将检测完成的水样排空。
进一步地，所述步骤(1)中的体积量为1L
进一步地，所述步骤(2)中的高锰酸钾溶液浓度为1g/L，各加药蠕动泵的高锰酸钾溶液加入量从0开始，依次增加0.1ml。
进一步地，所述步骤(3)中的反应时间设置为2～5分钟。
通过采用上述技术方案，可使反应进行完全，确保半定量检测结果的准确性。
进一步地，所述步骤(4)中的显色剂为N,N-二乙基对苯二胺(DPD)溶液，浓度为1g/L，投加体积为2ml；间隔时间为30秒。
通过采用上述技术方案，利用DPD增强显色效果，以便于颜色传感器对水样颜色进行检测。
进一步地，所述步骤(5)中PLC先将得到的各方形皿的水体颜色检测值由RGB模式转换为ESL模式，接着与预先设定的阈值范围进行比较，若颜色检测值处于阈值范围以内，则表示该方形皿中的水体含有剩余的高锰酸钾，若颜色检测值处于阈值范围以外，则表示该方形皿中的水体不含有剩余的高锰酸钾，再根据预先设定的判定规则，即可得到水样中Mn(Ⅱ)含量的半定量检测结果。
通过采用上述技术方案，用ESL模式代替RGB模式进行比较，以便于准确确定阈值范围，从而提高半定量检测结果的准确性。
进一步地，所述步骤(5)中当声光报警模块的“过量”指示灯亮起并伴有报警声时，表示除锰工艺段的高锰酸钾投量过量；当声光报警模块的“适宜”指示灯亮起时，表示除锰工艺段的高锰酸钾投量适宜；当声光报警模块的“不足”指示灯亮起并伴有报警声时，表示除锰工艺段的高锰酸钾投量有着不同程度的不足。
本发明的原理为：
向通常的生产过程水水体中加入高锰酸钾后，高锰酸钾会优先与水体中的Mn(Ⅱ)进行氧化反应，是因为高锰酸钾氧化水体中Mn(Ⅱ)的反应速度远快于其氧化其它还原性物质，反应完全后的水体中若存在剩余的高锰酸钾，可使水体呈现微红色。
本发明中涉及的在线检测装置正是基于上述论述，检测时先将待测水样分成若干等份，分别加入不同量的高锰酸钾与水体中的Mn(Ⅱ)进行氧化反应，反应完全后再向各份水样中加入显色剂增强显色效果，以便于颜色传感器进行检测，随后利用PLC将各份水样的颜色检测值与预先设置的阈值范围进行比较，若检测值处于阈值范围以内，则表明该份水样中含有剩余的高锰酸钾，若检测值处于阈值范围以外，则表明该份水样中不含有剩余的高锰酸钾，再根据预先设置的判定规则，即可得到待测水样中Mn(Ⅱ)含量的半定量检测结果，最后通过声光报警模块输出得到的半定量检测结果，使生产上及时调整除锰工艺段生产参数。
高锰酸钾与Mn(Ⅱ)的氧化反应一般可在2分钟内反应完全，因此本发明中涉及的在线检测装置可在10分钟内完成一个待测水样的快速半定量检测。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明中涉及的在线检测装置可直接针对水体中的Mn(Ⅱ)含量进行快速半定量检测。
(2)本发明中涉及的在线检测装置可在10分钟内完成一个待测水样中Mn(Ⅱ)含量的半定量检测，相比传统的分光光度检测法，大大缩短了检测用时，因此可在制水生产中进行在线实时检测，且装置包含声光报警模块，确保及时提醒生产上调整除锰工艺段生产参数。
(3)本发明中涉及的在线检测装置利用颜色传感器检测水样颜色，利用PLC控制检测过程及进行数据处理，利用声光报警模块输出得到的半定量检测结果，从而实现了检测全过程的自动化。
(4)本发明中涉及的在线检测装置结构简单，稳定性高，适合在基层水厂中推广运用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的各单元关系示意图。
图3是本发明的电路连接示意图。
图中：1.加药蠕动泵；2.进水蠕动泵；3.排水蠕动泵；4.显色剂投加蠕动泵；5.搅拌泵；6.颜色传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本发明作进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1～3所示，一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置，所述装置包括检测单元、进样单元、投加单元、颜色识别单元、弃样单元、检测结果输出单元和控制单元。
所述检测单元包括三个横向依次排列的透明有机玻璃方型皿并分别配置有一个搅拌泵5。
所述进样单元包括三个进水蠕动泵2，其进水端均与外部待测水体连接，出水端则分别连接至各方型皿内。
所述投加单元包括三个加药蠕动泵1和一个高锰酸钾储液罐，加药蠕动泵1的进口端均与高锰酸钾储液罐连通，出口端则分别连接至各方型皿内。
所述颜色识别单元包括三个颜色传感器6(采用TAOS公司的TCS230)、三个显色剂投加蠕动泵4和一个显色剂储液罐，颜色传感器6分别放置于各方型皿外侧，用于检测方型皿中水体的颜色，显色剂投加蠕动泵4的进口端均与显色剂储液罐连通，出口端则分别连接至各方型皿内。
所述弃样单元包括三个排水蠕动泵3，其进水端分别与各方型皿连通，出水端均连接至排水管，可执行排空作业。
所述检测结果输出单元包括声光报警模块，配置有四个指示灯和一个蜂鸣器，四个指示灯分别标注为“过量”、“适宜”、“不足1”和“不足2”。
所述控制单元包括可编程逻辑控制器(S7-200型PLC)，其输出端口分别与进水蠕动泵2、搅拌泵5、加药蠕动泵1、显色剂投加蠕动泵4、颜色传感器6、排水蠕动泵3和声光报警模块的控制端连接，输入端口与颜色传感器6的输出端口连接。
需要说明的是：
(1)所述投加单元的高锰酸钾溶液浓度为1g/L。
(2)所述显色剂为DPD溶液，浓度为1g/L。
(3)选取浓度为0.1mg/L的高锰酸钾溶液，加入显色剂DPD溶液后，利用所述颜色传感器TCS230测定其ESL值为221、94、183，据此将阈值范围设置为E≥210且S≥90且L≤220。当颜色检测值处于上述阈值范围以内，则表明水体中含有剩余的高锰酸钾，当颜色检测值处于上述阈值范围以外，则表明水体中不含有剩余的高锰酸钾。不难理解，上述阈值范围在不同检测环境下可做出适当调整。
(4)当所述声光报警模块的“过量”指示灯亮起并伴有报警声时，表示除锰工艺段的高锰酸钾投量过量；当所述声光报警模块的“适宜”指示灯亮起时，表示除锰工艺段的高锰酸钾投量适宜；当所述声光报警模块的“不足1”或“不足2”指示灯亮起并伴有报警声时，表示除锰工艺段的高锰酸钾投量有着不同程度的不足。
具体检测步骤：
(1)PLC控制启动进水蠕动泵2，向三个方型皿中各加入相同待测水样1L；
(2)PLC控制启动加药蠕动泵1，向三个方型皿(分别命名为1号、2号和3号)分别依次加入0、0.1ml、0.2ml的高锰酸钾溶液(1g/L)；
(3)PLC控制启动各搅拌泵5，搅拌反应2分钟；
(4)反应结束后，PLC控制启动显色剂投加蠕动泵4，向三个方型皿中各加入DPD溶液(1g/L)2ml，间隔30秒后，PLC控制关闭各搅拌泵5；
(5)静置1分钟后，PLC控制启动颜色传感器6，对三个方型皿中的水体颜色进行检测，并将检测值输出至PLC，PLC先将得到的颜色检测值由RGB模式转换为ESL模式，继而跟预先设置的阈值范围进行比较，判断各方型皿的水体颜色检测值是否处于阈值范围之内，再依据表1所示的判定规则得到待测水样中Mn(Ⅱ)含量的半定量检测结果，随后PLC控制启动声光报警模块输出得到的半定量检测结果；
表1.判定规则
注：“+”代表检测值处于阈值范围以内，“-”代表检测值处于阈值范围以外。
(6)PLC控制启动排水蠕动泵3，将三个方型皿中检测完成的水样排空。
上述在线检测装置可在10分钟内完成一个待测水样中Mn(Ⅱ)含量的半定量检测，其检测速度远快于传统的分光光度检测法。
为进一步验证上述在线检测装置的实用性，针对制水厂沉淀池出口水水样进行了生产性应用试验，具体试验数据如下表所示：
表2.生产性应用试验数据
将在线检测装置的检测结果与采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP法)测定的总锰含量进行对比，需要说明的是，Mn(Ⅳ)悬浮物往往可在沉淀池中沉淀完全，沉淀池出口水中一般只存在溶解性的Mn(Ⅱ)，因此可采用ICP法测定的总锰含量进行对比，发现两者的检测结果保持一致，表明上述在线检测装置具有较好的实用性，可在实际制水生产中快速半定量的测定水体中Mn(Ⅱ)的含量，并能够通过声光报警信号及时提醒调整除锰工艺段生产参数。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，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。
Claims (10)
1.一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置，其特征在于：所述装置包括检测单元、进样单元、投加单元、颜色识别单元、弃样单元、检测结果输出单元和控制单元。
所述检测单元包括多个横向依次排列的透明有机玻璃方型皿。
所述进样单元包括多个进水蠕动泵(2)，进水蠕动泵(2)的进水端均与外部待测水体连接，出水端则分别连接至各方型皿内。
所述投加单元包括多个加药蠕动泵(1)、高锰酸钾储液罐，加药蠕动泵(1)的进口端均与高锰酸钾储液罐连通，出口端则分别连接至各方型皿内。
所述颜色识别单元包括多个颜色传感器(6)、多个显色剂投加蠕动泵(4)、显色剂储液罐，颜色传感器(6)分别放置于各方型皿外侧，用于检测方型皿中水体的颜色，显色剂投加蠕动泵(4)的进口端均与显色剂储液罐连通，出口端则分别连接至各方型皿内。
所述弃样单元包括多个排水蠕动泵(3)，排水蠕动泵(3)的进水端分别与各方型皿连通，出水端均连接至排水管，可执行排空作业。
所述检测结果输出单元包括声光报警模块。
所述控制单元包括可编程逻辑控制器(PLC)，PLC的输出端口分别与进水蠕动泵(2)、加药蠕动泵(1)、显色剂投加蠕动泵(4)、颜色传感器(6)、排水蠕动泵(3)和声光报警模块的控制端连接，输入端口与颜色传感器(6)的输出端口连接。
2.根据权利要求1所述的一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置，其特征在于：所述方型皿体积均大于1L，并在各方型皿内配置有搅拌泵(5)，搅拌泵(5)的控制端与PLC输出端口连接。
3.根据权利要求1所述的一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置，其特征在于：所述声光报警模块配置有蜂鸣器、标记为“过量”的指示灯、标记为“适宜”的指示灯以及若干标记为“不足X”的指示灯。
4.一种如权利要求1～3任一所述的水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置的检测方法，其特征在于：该检测方法包括以下步骤：
(1)PLC控制启动各进水蠕动泵(2)，向各方型皿中加入同体积的相同待测水样；
(2)PLC控制启动各加药蠕动泵(1)，向各方型皿中同时加入不同体积的高锰酸钾溶液；
(3)PLC控制启动各搅拌泵(5)，进行反应；
(4)反应结束后，PLC控制启动各显色剂投加蠕动泵(4)，向各方型皿中同时加入相同体积的显色剂，间隔一定时间后，PLC控制关闭各搅拌泵(5)；
(5)静置一定时间后，PLC控制启动各颜色传感器(6)，对各方型皿中的水体颜色进行检测，并将检测结果输出至PLC，PLC将得到的各方形皿的水体颜色检测值进行数据处理和判定后得到待测水样中Mn(Ⅱ)含量的半定量检测结果，再通过声光报警模块输出得到的半定量检测结果；
(6)PLC控制启动各排水蠕动泵(3)，将检测完成的水样排空。
5.根据权利要求4所述的一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置的检测方法，其特征在于：所述步骤(1)中的体积量为1L。
6.根据权利要求4所述的一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置的检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中的高锰酸钾溶液浓度为1g/L，各加药蠕动泵(1)的高锰酸钾溶液加入量从0开始，依次增加0.1ml。
7.根据权利要求4所述的一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置的检测方法，其特征在于：所述步骤(3)中的反应时间设置为2～5分钟。
8.根据权利要求4所述的一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置的检测方法，其特征在于：所述步骤(4)中的显色剂为N,N-二乙基对苯二胺(DPD)溶液，浓度为1g/L，投加体积为2ml；间隔时间为30秒。
9.根据权利要求4所述的一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置的检测方法，其特征在于：所述步骤(5)中PLC先将得到的各方形皿的水体颜色检测值由RGB模式转换为ESL模式，接着与预先设定的阈值范围进行比较，若颜色检测值处于阈值范围以内，则表示该方形皿中的水体含有剩余的高锰酸钾，若颜色检测值处于阈值范围以外，则表示该方形皿中的水体不含有剩余的高锰酸钾，再根据预先设定的判定规则，即可得到待测水样中Mn(Ⅱ)含量的半定量检测结果。
10.根据权利要求4所述的一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置的检测方法，其特征在于：所述步骤(5)中当声光报警模块的“过量”指示灯亮起并伴有报警声时，表示除锰工艺段的高锰酸钾投量过量；当声光报警模块的“适宜”指示灯亮起时，表示除锰工艺段的高锰酸钾投量适宜；当声光报警模块的“不足X”指示灯亮起并伴有报警声时，表示除锰工艺段的高锰酸钾投量有着不同程度的不足。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811502560.1A CN109297959B (zh) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | 一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置及其检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811502560.1A CN109297959B (zh) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | 一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置及其检测方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109297959A true CN109297959A (zh) | 2019-02-01 |
| CN109297959B CN109297959B (zh) | 2023-12-26 |
Family
ID=65141640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811502560.1A Active CN109297959B (zh) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | 一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置及其检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109297959B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111307795A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-06-19 | 马学文 | 一种水质检测装置 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0768273A (ja) * | 1993-09-06 | 1995-03-14 | Suido Kiko Kaisha Ltd | 水道水中のマンガン除去における過マンガン酸カリウムの過剰注入を制御する方法 |
| JP2010096637A (ja) * | 2008-10-16 | 2010-04-30 | Miura Co Ltd | 化学的酸素要求量の測定方法 |
| CN102841088A (zh) * | 2011-06-24 | 2012-12-26 | 宇星科技发展(深圳)有限公司 | 用于在线自动监测水中总铬的方法 |
| CN203824919U (zh) * | 2014-05-09 | 2014-09-10 | 中钢集团安徽天源科技股份有限公司 | 一种快速定量测定废水中锰离子浓度的检测装置 |
| JP2016003958A (ja) * | 2014-06-17 | 2016-01-12 | 株式会社理工化学研究所 | 溶解性マンガン濃度の測定方法及び溶解性マンガン濃度測定装置 |
| CN205786342U (zh) * | 2016-06-21 | 2016-12-07 | 浙江中通检测科技有限公司 | 一种用于水中高锰酸盐指数检测的检测试剂盒 |
| CN106745957A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-05-31 | 安徽建筑大学 | 一种饮用水的氧化过滤除锰方法 |
| CN206772835U (zh) * | 2017-06-06 | 2017-12-19 | 山西医科大学 | 水体中重金属的检测装置 |
| CN206788047U (zh) * | 2017-05-25 | 2017-12-22 | 苏州科特环保股份有限公司 | 锰离子在线监测装置 |
| CN107703202A (zh) * | 2017-08-22 | 2018-02-16 | 中兴仪器（深圳）有限公司 | 一种高锰酸盐指数在线监测自动滴定判定方法及其装置 |
| CN209231218U (zh) * | 2018-12-10 | 2019-08-09 | 合肥供水集团有限公司 | 一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置 |
-
2018
- 2018-12-10 CN CN201811502560.1A patent/CN109297959B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0768273A (ja) * | 1993-09-06 | 1995-03-14 | Suido Kiko Kaisha Ltd | 水道水中のマンガン除去における過マンガン酸カリウムの過剰注入を制御する方法 |
| JP2010096637A (ja) * | 2008-10-16 | 2010-04-30 | Miura Co Ltd | 化学的酸素要求量の測定方法 |
| CN102841088A (zh) * | 2011-06-24 | 2012-12-26 | 宇星科技发展(深圳)有限公司 | 用于在线自动监测水中总铬的方法 |
| CN203824919U (zh) * | 2014-05-09 | 2014-09-10 | 中钢集团安徽天源科技股份有限公司 | 一种快速定量测定废水中锰离子浓度的检测装置 |
| JP2016003958A (ja) * | 2014-06-17 | 2016-01-12 | 株式会社理工化学研究所 | 溶解性マンガン濃度の測定方法及び溶解性マンガン濃度測定装置 |
| CN205786342U (zh) * | 2016-06-21 | 2016-12-07 | 浙江中通检测科技有限公司 | 一种用于水中高锰酸盐指数检测的检测试剂盒 |
| CN106745957A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-05-31 | 安徽建筑大学 | 一种饮用水的氧化过滤除锰方法 |
| CN206788047U (zh) * | 2017-05-25 | 2017-12-22 | 苏州科特环保股份有限公司 | 锰离子在线监测装置 |
| CN206772835U (zh) * | 2017-06-06 | 2017-12-19 | 山西医科大学 | 水体中重金属的检测装置 |
| CN107703202A (zh) * | 2017-08-22 | 2018-02-16 | 中兴仪器（深圳）有限公司 | 一种高锰酸盐指数在线监测自动滴定判定方法及其装置 |
| CN209231218U (zh) * | 2018-12-10 | 2019-08-09 | 合肥供水集团有限公司 | 一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李随群;蔡郡倬;高祥;卢令;: "基于物联网的水质在线自动监测系统研究与实现", 四川理工学院学报(自然科学版), no. 04 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111307795A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-06-19 | 马学文 | 一种水质检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109297959B (zh) | 2023-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102183520B (zh) | 基于溶液图像技术的水质硬度在线测量装置及其测量方法 | |
| CN101294912B (zh) | 茶多酚检测试纸及其标准比色卡和它们的用途 | |
| CN202693478U (zh) | 家庭饮用水水质多参数快速检测设备 | |
| CN107356539A (zh) | 一种快速检测海水中氮营养盐浓度的方法 | |
| CN105388309B (zh) | 电厂水汽中痕量铁离子自动快速检测方法及系统和应用 | |
| CN103785314B (zh) | 一种混合器及流通式光度检测自动化分析仪 | |
| CN207300895U (zh) | 水中痕量铬的检测系统 | |
| CN211626551U (zh) | 一种微型地表水环境质量检测设备 | |
| CN112179897A (zh) | 一种氨氮在线监测仪流路系统及其分析方法 | |
| CN209231218U (zh) | 一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置 | |
| CN206177825U (zh) | 一种用于海水监测的原位营养盐自动分析装置 | |
| CN109297959A (zh) | 一种水体中Mn(Ⅱ)含量的半定量在线检测装置及其检测方法 | |
| CN101750413B (zh) | 一种食品中蛋白质含量快速检测方法 | |
| CN110596031A (zh) | 一种海水中氨氮定量分析装置 | |
| CN205120680U (zh) | 用于沉淀体系的仿生光谱滴定装置 | |
| CN201034941Y (zh) | 一种水质测试盒 | |
| CN211374521U (zh) | 一种cod检测用便携箱式装置 | |
| CN108226435A (zh) | 基于多传感器信息融合的cod检测方法和装置 | |
| CN206057186U (zh) | 营养盐分析仪结构 | |
| CN105259170B (zh) | 一种水中剩余氧化物在线分析仪 | |
| CN212228721U (zh) | 一种铝含量在线式检测系统 | |
| CN209858423U (zh) | 一种铬鞣废液三价铬含量的快速测定仪 | |
| CN217846060U (zh) | 一种水中锰离子浓度测定装置 | |
| CA1127416A (en) | Nickel analysis device | |
| CN2784918Y (zh) | 食品·药品过氧化氢快速测定仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |