CN110361464A - 层析化水质自动监测设备及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水质监测领域，具体为一种层析化水质自动监测设备及其工作方法，其中层析化水质自动监测设备包括：层析柱、处理器模块，与处理器模块电性连接的检测装置和至少两个输液装置；所述处理器模块适于控制一输液装置将待测溶液输入层析柱，以通过层析柱内的吸附剂吸附待测溶液中的待测物质；所述处理器模块适于在待测溶液输入层析柱后，控制其余输液装置分别向层析柱中输入相应的洗脱溶液；所述检测装置适于承接流经层析柱的溶液，并检测溶液中待测物质参数，实现了利用层析法精确的检测水质。
Description
技术领域
本发明涉及水质监测领域，具体为一种层析化水质自动监测设备及其工作方法。
背景技术
水是人类是生活必不可少的资源，水质的污染会对人类的生活造成巨大的影响。水质监测是人类预防和监控水质污染的重要手段，水质监测中出现的误差会对人类对于水质污染的控制产生巨大的影响，而水质监测中误差的产生有许多因素，如监测方法的采用和人工检测时操作失误产生的误差等。在成分分析的方面层析法可以精确的分析出水中包涵的成分，进而可以精确的监测水质。
因此基于上述技术问题，需要设计一种新的层析化水质自动监测设备及其工作方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种层析化水质自动监测设备及其工作方法，解决了利用层析法全自动精确检测水质的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种层析化水质自动监测设备，包括：
层析柱、处理器模块，与处理器模块电性连接的检测装置和至少两个输液装置；
所述处理器模块适于控制一输液装置将待测溶液输入层析柱，以通过层析柱内的吸附剂吸附待测溶液中的待测物质；
所述处理器模块适于在待测溶液输入层析柱后，控制其余输液装置分别向层析柱中输入相应的洗脱溶液；
所述检测装置适于承接流经层析柱的溶液，并检测溶液中待测物质参数。
进一步，所述输液装置包括：蓄水仓、抽水管、输水泵和输水管；
所述蓄水仓适于存放待测溶液或洗脱溶液；
所述抽水管口设置在蓄水仓的侧壁上，并且抽水管连接输水泵的输入端；
所述输水泵的输出端通过输水管连接层析柱的顶部；
所述处理器模块适于控制输水泵将蓄水仓内的待测溶液或洗脱溶液输入至层析柱中。
进一步，所述层析化水质自动监测设备还包括：底座、支撑架和连接杆；
所述支撑架安装在底座上；
所述蓄水仓设置在底座上；
所述连接杆的一端固定在支撑架上，另一端固定在层析柱的外侧壁上，以固定层析柱。
进一步，所述检测装置包括：旋转电机、转台、若干承接盒和若干检测机构；
所述旋转电机设置在底座上；
所述旋转电机与转台连接；
各承接盒与各检测机构对应；
各承接盒依次沿转台的圆周设置；
所述检测机构设置在承接盒内侧底部；
所述处理器模块适于控制旋转电机带动转台转动，以使各承接盒逐一承接流经层析柱的溶液，并通过相应的检测机构检测溶液中的待测物质参数。
进一步，所述输液装置还包括：与处理器模块电性连接的称重传感器；
所述称重传感器设置在蓄水仓与底座之间，并检测蓄水仓的重量数据；
所述处理器模块适于根据相应蓄水仓的重量数据控制相应输水泵停止工作。
进一步，所述层析化水质自动监测设备还包括：与处理器模块电性连接的点滴感应器；
所述点滴感应器安装在支撑架上，并检测层析柱底部出液口的溶液滴落速度数据；
所述处理器模块适于根据溶液滴落速度数据控制转台转动，以使下一个承接盒承接流经层析柱的溶液；以及
所述处理器模块适于根据溶液滴落速度数据和相应蓄水仓的重量数据控制相应输水泵开始工作。
进一步，所述层析化水质自动监测设备还包括：与处理器模块电性连接的显示模块；
所述显示模块设置在底座上；
所述显示模块适于显示待测物质参数。
进一步，所述检测机构包括：与洗脱溶液洗脱的待测物质对应的传感器。
另一方面，本发明还提供一种层析化水质自动监测设备的工作方法，包括：
将待测溶液输入层析柱，以通过层析柱吸附待测溶液中的待测物质；
当层析柱中输入的待测溶液全部滴落进检测装置时，将相应洗脱溶液分别输入层析柱；
通过各检测装置分别承接流经层析柱的溶液；以及
通过相应的传感器检测溶液中相应的待测物质参数，并根据待测物质参数判断水质情况。
本发明的有益效果是，本发明通过层析柱、处理器模块，与处理器模块电性连接的检测装置和至少两个输液装置；所述处理器模块适于控制一输液装置将待测溶液输入层析柱，以通过层析柱内的吸附剂吸附待测溶液中的待测物质；所述处理器模块适于在待测溶液输入层析柱后，控制其余输液装置分别向层析柱中输入相应的洗脱溶液；所述检测装置适于承接流经层析柱的溶液，并检测溶液中待测物质参数，实现了利用层析法精确的检测水质。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明所涉及的层析化水质自动监测设备的原理框图；
图2是本发明所涉及的层析化水质自动监测设备的结构示意图。
图中：
1为层析柱；
2为输液装置、201为蓄水仓、202为抽水管、203为输水泵、204为输水管、205为称重传感器；
3为检测装置、301为旋转电机、302为转台、303为承接盒、304为检测机构；
4为底座；
5为支撑架；
6为连接杆；
7为点滴感应器。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
本发明提供了一种层析化水质自动监测设备，包括：层析柱1、处理器模块，与处理器模块电性连接的检测装置3和至少两个输液装置2（一个输液装置2存放待检测溶液，另一个输液装置2存放一种洗脱溶液）；所述处理器模块可以但不限于采用STM32系列单片机；所述处理器模块适于控制一输液装置2将待测溶液输入层析柱1，以通过层析柱1内的吸附剂吸附待测溶液中的待测物质；所述吸附剂可以但不限于采用活性炭；所述处理器模块适于在待测溶液输入层析柱1后，控制其余输液装置2分别向层析柱1中输入相应的洗脱溶液（当有多种洗脱溶液时，每一种洗脱溶液分别存储在一个输液装置2中，处理器模块分别控制相应的输液装置2将洗脱溶液先后输入层析柱1）；所述检测装置3适于承接流经层析柱1的溶液（所述检测装置3分别承接流经层析柱1的各洗脱溶液，并承接流经层析柱1的待测溶液），并检测溶液（所述溶液包括流经层析柱1的待测溶液和流经层析柱1的各洗脱溶液）中待测物质参数，实现了利用层析法精确的检测水质；当检测装置3承接流经层析柱1的待测溶液后可以检测流经层析柱1的待测溶液中是否还含有待测物质，可以提高即将进行的检测待测物质参数精确度；通过不同的洗脱溶液将各待测物质分别洗脱，以及通过各检测装置3分别承接流经层析柱1的各洗脱溶液，可以增加检测的准确性，通过控制洗脱溶液分别输入层析柱1可以有效的避免洗脱时不同的洗脱溶液混合使洗脱产生误差；通过洗脱溶液将待测物质分别洗脱后进行检测，最终得知水质情况，可以提高水质情况分析的精确度。
在本实施例中，所述输液装置2包括：蓄水仓201、抽水管202、输水泵203和输水管204；所述蓄水仓201适于存放待测溶液或洗脱溶液；所述抽水管202口设置在蓄水仓201的侧壁上，并且抽水管202连接输水泵203的输入端；所述输水泵203的输出端通过输水管204连接层析柱1的顶部；所述处理器模块适于控制输水泵203将蓄水仓201内的待测溶液或洗脱溶液输入至层析柱1中；通过将各洗脱溶液以及待测溶液分别存放在蓄水仓201中，可以有效地避免各洗脱溶液混合而产生误差
在本实施例中，所述层析化水质自动监测设备还包括：底座4、支撑架5和连接杆6；所述支撑架5安装在底座4上；所述蓄水仓201设置在底座4上；所述连接杆6的一端固定在支撑架5上，另一端固定在层析柱1的外侧壁上，以固定层析柱1。
在本实施例中，所述检测装置3包括：旋转电机301、转台302、若干承接盒303和若干检测机构304；所述旋转电机301设置在底座4上；所述旋转电机301与转台302连接；各承接盒303与各检测机构304对应；各承接盒303依次沿转台302的圆周设置（相邻两个承接盒303之间的间隔距离相同）；所述检测机构304设置在承接盒303内侧底部；所述处理器模块适于控制旋转电机301带动转台302转动，以使各承接盒303逐一承接流经层析柱1的溶液（即通过在处理器模块中预先设定每一次旋转电机301转动的时间以及旋转电机301转动的速度，保证承接盒303在转台302旋转后处于层析柱1底部出液口的正下方），并通过相应的检测机构304检测溶液中的待测物质参数，根据待测物质参数可以得知水质情况。
在本实施例中，所述输液装置2还包括：与处理器模块电性连接的称重传感器205；所述称重传感器205可以但不限于采用STC称重传感器；所述称重传感器205设置在蓄水仓201与底座4之间，并检测蓄水仓201的重量数据；所述处理器模块适于根据相应蓄水仓201的重量数据控制相应输水泵203停止工作；当蓄水仓201的重量数据低于预设的重量数据时，处理器模块判断该蓄水仓201内的待测溶液或洗脱溶液已经全部输入层析柱1，此时处理器模块控制该蓄水仓201对应的输液装置2的输水泵203停止工作；通过称重传感器205可以得知该称重传感器205对应的蓄水仓201内的待测溶液或洗脱溶液是否已经全部输入层析柱1。
在本实施例中，所述层析化水质自动监测设备还包括：与处理器模块电性连接的点滴感应器7；所述点滴感应器7安装在支撑架5上，并检测层析柱1底部出液口的溶液滴落速度数据（层析柱1底部出液口滴落的溶液穿过点滴感应器7）；所述处理器模块适于根据溶液滴落速度数据控制转台302转动（当点滴感应器7间隔预设时间未检测到溶液滴落时，处理器模块判断输液装置2输入层析柱1的待测溶液或洗脱溶液已经全部滴落，此时处理器模块控制转台302转动），以使下一个承接盒303承接流经层析柱1的溶液；以及所述处理器模块适于根据溶液滴落速度数据和相应蓄水仓201的重量数据控制相应输水泵203开始工作（当处理器模块判断输液装置2输入层析柱1的待测溶液或洗脱溶液已经全部滴落时，处理器模块控制下一个输液装置2将洗脱溶液输入层析柱1，即处理器模块在输液装置2对应的称重传感器205检测的相应输液装置2中蓄液仓的重量数据大于预设重量数据时，判断相应输液装置2中的洗脱溶液未输入层析柱1，则处理器模块控制该输液装置2将洗脱溶液输入层析柱1）。
在本实施例中，可以预先将所有输液装置2进行编号（可以将存放待测溶液的输液装置2记录为最小编号，并对其余输液装置2顺序编号），并将各输液装置2对应的编号存入处理器模块中，处理器模块根据对应的编号实时记录各输液装置2中蓄液仓的重量数据，处理器模块遍历各输液装置2对应的实时重量数据，并根据各输液装置2实时的重量数据判断各输液装置2内的待测溶液或洗脱溶液是否全部输入层析柱1；并且处理器模块可以根据各输液装置2的编号控制各输液装置2中的输水泵203工作；通过对各输液装置2进行编号，可以快速了解各输液装置2内的待测溶液或洗脱溶液的存放量。
在本实施例中，所述层析化水质自动监测设备还包括：与处理器模块电性连接的显示模块；所述显示模块可以但不限于采用液晶显示屏；所述显示模块设置在底座4上；所述显示模块适于显示待测物质参数，并且可以显示各输液装置2的实时重量数据；通过显示装置可以明确的得知待测溶液中各待测物质参数数据。
在本实施例中，所述洗脱溶液可以但不限于采用环己烷洗脱溶液（洗脱烷烃）、苯洗脱溶液（洗脱多环芳烃）和乙醇（洗脱极性组分）等；通过洗脱溶液可以将待测溶液中所需检测的待测物质分别洗脱。
在本实施例中，所述检测机构304包括：与洗脱溶液洗脱的待测物质对应的传感器，当洗脱多种待测物质时，每一个检测机构304集成有与待测物质种类对应的传感器，以检测所有种类的待测物质；例如，当待测物质为极性组分时可以采用极性组分传感器等。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例2还提供一种层析化水质自动监测设备的工作方法，包括：将待测溶液输入层析柱1，以通过层析柱1中的吸附剂吸附待测溶液中的待测物质；当层析柱1中输入的待测溶液全部滴落进检测装置3时，将相应的洗脱溶液分别输入层析柱1；通过各检测装置3分别承接流经层析柱1的洗脱溶液（每个检测装置3承接一种洗脱溶液），并通过相应的传感器检测相应的待测物质参数，根据待测物质参数可以得知水质情况；当所有待测物质参数均在对应的预设待测物质参数范围内时，判断水质正常；当有一种待测物质参数在相应的预设待测物质参数范围之外时，判断水质异常。
本发明的有益效果是，本发明通过层析柱1、处理器模块，与处理器模块电性连接的检测装置3和至少两个输液装置2；所述处理器模块适于控制一输液装置2将待测溶液输入层析柱1，以通过层析柱1内的吸附剂吸附待测溶液中的待测物质；所述处理器模块适于在待测溶液输入层析柱1后，控制其余输液装置2分别向层析柱1中输入相应的洗脱溶液；所述检测装置3适于承接流经层析柱1的溶液，并检测溶液中待测物质参数，实现了利用层析法精确的检测水质。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种层析化水质自动监测设备，其特征在于，包括：
层析柱、处理器模块，与处理器模块电性连接的检测装置和至少两个输液装置；
所述处理器模块适于控制一输液装置将待测溶液输入层析柱，以通过层析柱内的吸附剂吸附待测溶液中的待测物质；
所述处理器模块适于在待测溶液输入层析柱后，控制其余输液装置分别向层析柱中输入相应的洗脱溶液；
所述检测装置适于承接流经层析柱的溶液，并检测溶液中待测物质参数。
2.如权利要求1所述的层析化水质自动监测设备，其特征在于，
所述输液装置包括：蓄水仓、抽水管、输水泵和输水管；
所述蓄水仓适于存放待测溶液或洗脱溶液；
所述抽水管口设置在蓄水仓的侧壁上，并且抽水管连接输水泵的输入端；
所述输水泵的输出端通过输水管连接层析柱的顶部；
所述处理器模块适于控制输水泵将蓄水仓内的待测溶液或洗脱溶液输入至层析柱中。
3.如权利要求2所述的层析化水质自动监测设备，其特征在于，
所述层析化水质自动监测设备还包括：底座、支撑架和连接杆；
所述支撑架安装在底座上；
所述蓄水仓设置在底座上；
所述连接杆的一端固定在支撑架上，另一端固定在层析柱的外侧壁上，以固定层析柱。
4.如权利要求3所述的层析化水质自动监测设备，其特征在于，
所述检测装置包括：旋转电机、转台、若干承接盒和若干检测机构；
所述旋转电机设置在底座上；
所述旋转电机与转台连接；
各承接盒与各检测机构对应；
各承接盒依次沿转台的圆周设置；
所述检测机构设置在承接盒内侧底部；
所述处理器模块适于控制旋转电机带动转台转动，以使各承接盒逐一承接流经层析柱的溶液，并通过相应的检测机构检测溶液中的待测物质参数。
5.如权利要求4所述的层析化水质自动监测设备，其特征在于，
所述输液装置还包括：与处理器模块电性连接的称重传感器；
所述称重传感器设置在蓄水仓与底座之间，并检测蓄水仓的重量数据；
所述处理器模块适于根据相应蓄水仓的重量数据控制相应输水泵停止工作。
6.如权利要求5所述的层析化水质自动监测设备，其特征在于，
所述层析化水质自动监测设备还包括：与处理器模块电性连接的点滴感应器；
所述点滴感应器安装在支撑架上，并检测层析柱底部出液口的溶液滴落速度数据；
所述处理器模块适于根据溶液滴落速度数据控制转台转动，以使下一个承接盒承接流经层析柱的溶液；以及
所述处理器模块适于根据溶液滴落速度数据和相应蓄水仓的重量数据控制相应输水泵开始工作。
7.如权利要求6所述的层析化水质自动监测设备，其特征在于，
所述层析化水质自动监测设备还包括：与处理器模块电性连接的显示模块；
所述显示模块设置在底座上；
所述显示模块适于显示待测物质参数；
所述检测机构包括：与洗脱溶液洗脱的待测物质对应的传感器。
8.一种层析化水质自动监测设备的工作方法，其特征在于，包括：
将待测溶液输入层析柱，以通过层析柱吸附待测溶液中的待测物质；
当层析柱中输入的待测溶液全部滴落进检测装置时，将相应洗脱溶液分别输入层析柱；
通过各检测装置分别承接流经层析柱的溶液；以及
通过相应的传感器检测溶液中相应的待测物质参数，并根据待测物质参数判断水质情况。
9.一种输液装置，其特征在于，包括：蓄水仓、抽水管、输水泵和输水管；
所述蓄水仓适于存放待测溶液或洗脱溶液；
所述抽水管口设置在蓄水仓的侧壁上，并且抽水管连接输水泵的输入端；
所述输水泵的输出端通过输水管连接层析柱的顶部；
所述处理器模块适于控制输水泵将蓄水仓内的待测溶液或洗脱溶液输入至层析柱中。
10.一种检测装置，其特征在于，包括：旋转电机、转台、若干承接盒和若干检测机构；
所述旋转电机设置在底座上；
所述旋转电机与转台连接；
各承接盒与各检测机构对应；
各承接盒依次沿转台的圆周设置；
所述检测机构设置在承接盒内侧底部；
所述处理器模块适于控制旋转电机带动转台转动，以使各承接盒逐一承接流经层析柱的溶液，并通过相应的检测机构检测溶液中的待测物质参数。
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