CN110687269B - 溶解氧测定仪检定校准装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种溶解氧测定仪检定校准装置，包括壳体、恒温水槽、检测水槽、加热器、压力传感器、内槽温度传感器、检测水槽浮动盖、内槽液位计、外槽液位计、充放水装置、曝气装置、控制箱及触屏显示器，恒温水槽的设置为溶解氧测定仪的校准提供恒定的温度环境，利用恒温水槽内的热水加热检测水槽内的水至设定温度，利用压力传感器检测大气压力，通过曝气装置向检测水槽内的水内通入氧气，直至检测水槽内的水中的溶解氧达到饱和，然后利用待校准的溶解氧测定仪的溶解氧传感器测量检测水槽内水中的溶解氧浓度，将该浓度与溶解氧测定仪检定规程中的该温度及大气压力下的溶解氧标准值进行比较，计算待校准的溶解氧测定仪的浓度示值误差。
Description
技术领域
本发明涉及计量校准用设备技术领域，具体涉及一种溶解氧测定仪检定校准装置。
背景技术
溶解氧是指溶解于水中分子状态的氧，溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。溶解氧的一个来源是水中溶解氧未饱和时，大气中的氧气向水体渗入；另一个来源是水中植物通过光合作用释放出的氧。溶解氧随着温度、气压、盐分的变化而变化，一般说来，温度越高，溶解的盐分越大，水中的溶解氧越低；气压越高，水中的溶解氧越高。 溶解氧除了被通常水中硫化物、亚硝酸根、亚铁离子等还原性物质所消耗外，也被水中微生物的呼吸作用以及水中有机物质被好氧微生物的氧化分解所消耗。所以说溶解氧是水体的资本，是水体自净能力的表示。 天然水中溶解氧近于饱和值，水中藻类繁殖旺盛时，溶解氧含量下降。水体受有机物及还原性物质污染可使溶解氧降低，对于水产养殖业来说，水体溶解氧对水中生物如鱼类的生存有着至关重要的影响，当溶解氧低于4mg/L时，就会引起鱼类窒息死亡，对于人类来说，健康的饮用水中溶解氧含量不得小于6mg/L。当溶解氧消耗速率大于氧气向水体中溶入的速率时，溶解氧的含量可趋近于0，此时厌氧菌得以繁殖，使水体恶化，所以溶解氧大小能够反映出水体受到的污染，特别是有机物污染的程度，它是水体污染程度的重要指标，也是衡量水质的综合指标。因此，水体溶解氧含量的测量，对于环境监测以及水产养殖业的发展都具有重要意义。
溶解氧测定仪是测定水中溶解氧的装置。利用溶解氧测定仪测量水体中的溶解氧的含量，能够达到对水体环境进行检测的目的，因此，溶解氧测定仪在水产养殖、生物反应、环境检测（湖、溪、海洋）、水/废水处理、酒类生产等领域被广泛应用。因此，溶解氧测定仪测量结果的准确程度对人们生产生活存在重大的影响，随着我国计量科学的发展，针对溶解氧测定仪国家于2018年2月27日发布并于2018年8月27日实施了JJG 291-2018《溶解氧测定仪检定规程》，该检定规程明确规定了溶解氧测定仪的检定项目及标准。但是，目前市面上还没有相应的检定设备。
发明内容
综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种溶解氧测定仪检定校准装置，能够根据溶解氧测定仪检定规程对待校准的溶解氧测定仪进行检定校准，结构简单、使用方便、自动化程度高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种溶解氧测定仪检定校准装置，其中：包括壳体、恒温水槽、检测水槽、加热器、压力传感器、内槽温度传感器、检测水槽浮动盖、内槽液位计、外槽液位计、充放水装置、曝气装置、控制箱及触屏显示器，所述的壳体内设置有上端开口的恒温水槽，所述的恒温水槽内设置有检测水槽，所述的检测水槽从恒温水槽的上端开口处深入恒温水槽内，且检测水槽与恒温水槽的上端开口紧固连接，所述的检测水槽内设置有检测水槽浮动盖，检测水槽浮动盖浮动设置在检测水槽内的液面上，所述的检测水槽浮动盖上设置有用于安装溶解氧传感器的安装孔，所述的检测水槽浮动盖顶面上设置有压力传感器，所述的检测水槽浮动盖的底面悬吊设置有内槽温度传感器，检测水槽浮动盖的底面设置有内槽液位计，所述的检测水槽内设置有曝气装置，所述的恒温水槽内设置有加热器及外槽液位计，所述的壳体内设置有充放水装置，所述的充放水装置实现恒温水槽及检测水槽的进水与放水，所述的壳体的上端设置有控制箱，所述的控制箱内设置有控制装置，所述的控制箱外设置有触屏显示器，所述的控制装置包括主控制器、触屏控制单元、温度采集单元、压力采集单元、液位采集单元、预留通信接口、电源模块及继电器控制单元，所述的主控制器通过触屏控制单元与触屏显示器电连接，主控制器通过温度采集单元与内槽温度传感器电连接，主控制器通过压力采集单元与压力传感器电连接，主控制器通过液位采集单元与内槽液位计及外槽液位计电连接，所述的主控制器通过预留通信接口与待校准的溶解氧传感器电连接，所述的主控制器通过继电器控制单元分别与曝气装置、充放水装置及加热器电连接。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的恒温水槽上设置有搅拌装置，所述的搅拌装置为磁力搅拌装置，包括磁力棒、磁力线圈及变频器，所述的磁力棒放置在恒温水槽内，所述的恒温水槽外侧下端与磁力棒对应的位置设置有磁力线圈，所述的磁力线圈与变频器电连接，变频器电连接控制装置的主控制器。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的充放水装置包括水泵、内槽进水阀、内槽排水阀、外槽进水阀及外槽排水阀，所述的水泵为自吸式水泵，所述的水泵的出水口分别通过管道连通恒温水槽及检测水槽，所述的水泵与恒温水槽连通的管路上设置有外槽进水阀，所述的水泵与检测水槽连通的管路上设置有内槽进水阀，所述的恒温水槽及检测水槽上均设置有排水管，所述的恒温水槽的排水管上设置有外槽排水阀，所述的检测水槽的排水管上设置有内槽排水阀，所述的水泵、内槽进水阀、内槽排水阀、外槽进水阀及外槽排水阀均与控制装置的继电器控制单元电连接。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的曝气装置包括曝气器、进气管及空气泵，所述的曝气器设置在检测水槽内，位于检测水槽的底部，所述的曝气器通过进气管连接空气泵，所述的空气泵设置在恒温水槽之外的壳体内，所述的进气管上设置有曝气阀，所述的空气泵及曝气阀均与控制装置的继电器控制单元电连接。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的壳体外侧设置有无氧水槽，所述的无氧水槽内设置有无氧水槽浮动盖，无氧水槽浮动盖浮动覆盖在无氧水槽内的液面上，所述的无氧水槽浮动盖上设置有用于安装溶解氧传感器的安装孔，无氧水槽下部设置有排水管，排水管上设置有排水阀门。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的恒温水槽内设置有外槽温度传感器，所述的外槽温度传感器与控制装置的温度采集单元电连接。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的主控制器采用STM32L071RB芯片。
本发明的有益效果为：
1、本发明的恒温水槽的设置为溶解氧测定仪的校准提供恒定的温度环境，利用恒温水槽内的热水加热检测水槽内的水至设定温度，利用压力传感器检测大气压力，通过曝气装置向检测水槽内的水内通入氧气，直至检测水槽内的水中的溶解氧达到饱和，然后利用待校准的溶解氧测定仪的溶解氧传感器测量检测水槽内水中的溶解氧浓度，将该浓度与溶解氧测定仪检定规程中的该温度及大气压力下的溶解氧标准值进行比较，计算待校准的溶解氧测定仪的浓度示值误差。
2、本发明的壳体外侧设置有无氧水槽，无氧水槽内装入无氧水后，利用待校准的溶解氧测定仪的溶解氧传感器测量无氧水的溶解氧浓度，用于计算待校准的溶解氧测定仪的零值误差，本发明无氧水槽设置在壳体外侧，无氧水槽独立布置，方便无氧水进水及排水，同时，也避免恒温水槽内的温度对无氧水造成的影响。
3、本发明的磁力搅拌装置的设置，磁力线圈通电后产生磁场，利用变化的磁场，从而使位于恒温水槽内的磁力棒旋转，达到搅拌目的，从而使恒温水槽内温度均匀。
4、本发明设置控制装置及触屏显示器，操作触屏显示器，通过控制装置控制充放水装置实现恒温水槽及检测水槽的自动进排水，利用控制装置控制曝气装置自动曝气，利用控制装置根据恒温水槽及检测水槽内的温度控制恒温水槽内的加热器自动加热，利用控制装置控制磁力搅拌装置搅拌，从而有效的提高本发明的自动化程度，能够有效的减少人为因素对校准结果的影响，提高校准效率，降低校准成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的图1的左视结构示意图；
图3为本发明的控制原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2及图3所示，一种溶解氧测定仪检定校准装置，包括壳体1、恒温水槽2、检测水槽3、加热器4、压力传感器5、外槽温度传感器33、内槽温度传感器6、检测水槽浮动盖7、无氧水槽浮动盖32、外槽液位计9、充放水装置、曝气装置、控制箱10及触屏显示器11，所述的壳体1内设置有上端开口的恒温水槽2，所述的恒温水槽2内设置有检测水槽3，所述的检测水槽3从恒温水槽2的上端开口处深入恒温水槽2内，且检测水槽3与恒温水槽2的上端开口紧固连接，本实施例中，检测水槽3的上沿设置有向外的翻边，检测水槽3的翻边搭接在恒温水槽2的开口上之后焊接固定或者通过螺栓紧固连接，实现恒温水槽2与检测水槽3的连接，所述的检测水槽3内设置有检测水槽浮动盖7，检测水槽浮动盖7浮动设置在检测水槽3内的液面上，所述的检测水槽浮动盖7上设置有用于安装溶解氧传感器的安装孔34，所述的检测水槽浮动盖7顶面上设置有压力传感器5，所述的检测水槽浮动盖7的底面悬吊设置有内槽温度传感器6，检测水槽浮动盖7的底面设置有内槽液位计8，所述的检测水槽3内设置有曝气装置，所述的曝气装置包括曝气器28、进气管及空气泵29，所述的曝气器28设置在检测水槽3内，位于检测水槽3的底部，所述的曝气器28通过进气管连接空气泵29，所述的空气泵29设置在恒温水槽2之外的壳体1内，所述的进气管上设置有曝气阀30。
所述的恒温水槽2内设置有加热器4、外槽温度传感器33及外槽液位计9，所述的壳体1内设置有充放水装置，所述的充放水装置包括水泵23、内槽进水阀24、内槽排水阀25、外槽进水阀26及外槽排水阀27，所述的水泵23的出水口分别通过管道连通恒温水槽2及检测水槽3，所述的水泵23与恒温水槽2连通的管路上设置有外槽进水阀26，所述的水泵23与检测水槽3连通的管路上设置有内槽进水阀24，所述的恒温水槽2及检测水槽3上均设置有排水管，所述的恒温水槽2的排水管上设置有外槽排水阀27，所述的检测水槽3的排水管上设置有内槽排水阀25，所述的恒温水槽2上设置有搅拌装置，所述的搅拌装置为磁力搅拌装置，包括磁力棒20、磁力线圈21及变频器22，所述的磁力棒20放置在恒温水槽2内，所述的恒温水槽2外侧下端与磁力棒20对应的位置设置有磁力线圈21，所述的磁力线圈21与变频器22电连接，所述的壳体1的上端设置有控制箱10，所述的控制箱10内设置有控制装置，所述的控制箱10外设置有触屏显示器11，所述的控制装置包括主控制器12、触屏控制单元13、温度采集单元14、压力采集单元15、液位采集单元16、预留通信接口17、电源模块18及继电器控制单元19，所述的主控制器12采用STM32L071RB芯片。所述的主控制器12通过触屏控制单元13与触屏显示器11电连接，主控制器12通过电源模块18连接电源，主控制器12通过温度采集单元14与内槽温度传感器6及外槽温度传感器33电连接，主控制器12通过压力采集单元15与压力传感器5电连接，主控制器12通过液位采集单元16与内槽液位计8及外槽液位计9电连接，所述的主控制器12通过预留通信接口17与待校准的溶解氧传感器电连接，所述的主控制器12通过继电器控制单元19分别与空气泵29、曝气阀30、水泵23、内槽进水阀24、内槽排水阀25、外槽进水阀26、外槽排水阀27及加热器4电连接。
所述的壳体1外侧设置有无氧水槽31，所述的无氧水槽31内设置有无氧水槽浮动盖32，无氧水槽浮动盖32浮动覆盖在无氧水槽31内的液面上，所述的无氧水槽浮动盖32上设置有用于安装溶解氧传感器的安装孔34，无氧水槽31下部设置有排水管，排水管上设置有排水阀门。所述的无氧水槽31上设置有容积刻度线。
本实施例中触屏显示器11采用迪文串口屏DMT80600T080_15WT，本实施例中的内槽温度传感器6及外槽温度传感器33均采用HH-W10P-485，压力传感器5采用MIK-P300。
使用时，首先打开无氧水槽浮动盖32，从无氧水槽31的上端开口内加入无氧水，加水同时观察容积刻度线，当无氧水槽31内的水位液面达到1L时，停止加水，将待校准的溶解氧测定仪的溶解氧传感器插入无氧水槽浮动盖32上的安装孔内，将待校准的溶解氧测定仪的数据传输接口与控制箱10上的数据传输接口连接，启动待校准的溶解氧测定仪检测无氧水槽31内的无氧水中溶解氧浓度，无氧水中溶解氧的浓度应为0，则待校准的溶解氧测定仪检测出的溶解氧浓度即为该溶解氧测定仪的零度误差，根据《溶解氧测定仪检定规程》判定该溶解氧测定仪的零度误差是否合格。
操作触屏显示器11，启动水泵23、外槽进水阀26，向恒温水槽2内加热自来水，外槽液位计9测量恒温水槽2内的液位，并将液位信息传递给主控制器12，主控制器12将该液位信息传递给触屏显示器11显示，当恒温水槽2内的液位达到最高时，关闭外槽进水阀26，启动内槽进水阀24，水泵23向测试水槽内输送自来水，内槽液位计8测量测试水槽内的液位，并将液位信息传递给主控制器12，主控制器12将该液位信息传递给触屏显示器11显示，当测试水槽内的液位达到测试要求时，关闭内槽内进水阀。
操作触屏显示器11，设定测试水槽的温度，然后启动加热器4及搅拌装置，加热器4加热恒温水槽2内的水，搅拌装置搅拌恒温水槽2内的水，使温度均匀，恒温水槽2内的热水将热量传递给测试水槽，加热测试水槽内的水，内槽温度传感器6检测测试水槽内的水温，并将测试水槽内水温信息传递给主控制器12，当测试水槽内水温度达到设定温度后，停止加热器4及搅拌装置。操作触屏显示器11，启动空气泵29及曝气阀30，空气泵29通过曝气管向测试水槽内泵入空气，本发明的曝气阀30为延时电磁阀，达到设定时间后曝气阀30自动关闭，曝气阀30的设定时间为测试水槽内水的溶解氧饱和所需的时间，曝气阀30关闭后，测试水槽内的水的溶解氧达到饱和。将待校准的溶解氧测定仪的溶解氧传感器插入测试水槽浮动盖上的安装孔内，将待校准的溶解氧测定仪的数据传输接口与控制箱10上的数据传输接口连接，启动待校准的溶解氧测定仪检测测试水槽内的水中溶解氧浓度，由于测试水槽内水的溶解氧达到饱和，该饱和浓度在《溶解氧测定仪检定规程》中有相应的标准值，将待校准的溶解氧测定仪的测试值与《溶解氧测定仪检定规程》的标准值比较，根据《溶解氧测定仪检定规程》计算待校准的溶解氧测定仪的示值误差。
本发明的恒温水槽2内设置外槽温度传感器33，外槽温度传感器33检测恒温水槽2内的水温，并将恒温水槽2内水温信息传递给主控制器12，外槽温度传感器33监控恒温水槽2内的水的温度，本发明的测试水槽浮动盖的顶面设置有压力传感器5，压力传感器5检测大气压力，根据大气压力及测试水槽内的水的温度在《溶解氧测定仪检定规程》中的饱和溶解氧浓度值。
当校准完毕后，操作触屏显示器11，打开内槽排水阀25及外槽排水阀27，将测试水槽及恒温水槽2内的水排空，手动打开无氧水槽31的排水阀门，排空无氧水槽31。
要说明的是，上述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。
Claims (5)
1.一种溶解氧测定仪检定校准装置，其特征在于：包括壳体（1）、恒温水槽（2）、检测水槽（3）、加热器（4）、压力传感器（5）、内槽温度传感器（6）、检测水槽浮动盖（7）、内槽液位计（8）、外槽液位计（9）、充放水装置、曝气装置、控制箱（10）及触屏显示器（11），所述的壳体（1）内设置有上端开口的恒温水槽（2），所述的恒温水槽（2）内设置有检测水槽（3），所述的检测水槽（3）从恒温水槽（2）的上端开口处深入恒温水槽（2）内，且检测水槽（3）与恒温水槽（2）的上端开口紧固连接，所述的检测水槽（3）内设置有检测水槽浮动盖（7），检测水槽浮动盖（7）浮动设置在检测水槽（3）内的液面上，所述的检测水槽浮动盖（7）上设置有用于安装溶解氧传感器的安装孔（34），所述的检测水槽浮动盖（7）顶面上设置有压力传感器（5），所述的检测水槽浮动盖（7）的底面悬吊设置有内槽温度传感器（6），检测水槽浮动盖（7）的底面设置有内槽液位计（8），所述的检测水槽（3）内设置有曝气装置，所述的恒温水槽（2）内设置有加热器（4）及外槽液位计（9），所述的壳体（1）内设置有充放水装置，所述的充放水装置实现恒温水槽（2）及检测水槽（3）的进水与放水，所述的壳体（1）的上端设置有控制箱（10），所述的控制箱（10）内设置有控制装置，所述的控制箱（10）外设置有触屏显示器（11），所述的控制装置包括主控制器（12）、触屏控制单元（13）、温度采集单元（14）、压力采集单元（15）、液位采集单元（16）、预留通信接口（17）、电源模块（18）及继电器控制单元（19），所述的主控制器（12）通过触屏控制单元（13）与触屏显示器（11）电连接，主控制器（12）通过温度采集单元（14）与内槽温度传感器（6）电连接，主控制器（12）通过压力采集单元（15）与压力传感器（5）电连接，主控制器（12）通过液位采集单元（16）与内槽液位计（8）及外槽液位计（9）电连接，所述的主控制器（12）通过预留通信接口（17）与待校准的溶解氧传感器电连接，所述的主控制器（12）通过继电器控制单元（19）分别与曝气装置、充放水装置及加热器（4）电连接，所述的曝气装置包括曝气器（28）、进气管及空气泵（29），所述的曝气器（28）设置在检测水槽（3）内，位于检测水槽（3）的底部，所述的曝气器（28）通过进气管连接空气泵（29），所述的空气泵（29）设置在恒温水槽（2）之外的壳体（1）内，所述的进气管上设置有曝气阀（30），所述的空气泵（29）及曝气阀（30）均与控制装置的继电器控制单元（19）电连接，所述的壳体（1）外侧设置有无氧水槽（31），所述的无氧水槽（31）内设置有无氧水槽浮动盖（32），无氧水槽浮动盖（32）浮动覆盖在无氧水槽（31）内的液面上，所述的无氧水槽浮动盖（32）上设置有用于安装溶解氧传感器的安装孔，无氧水槽（31）下部设置有排水管，排水管上设置有排水阀门。
2.根据权利要求1所述的溶解氧测定仪检定校准装置，其特征在于：所述的恒温水槽（2）上设置有搅拌装置，所述的搅拌装置为磁力搅拌装置，包括磁力棒（20）、磁力线圈（21）及变频器（22），所述的磁力棒（20）放置在恒温水槽（2）内，所述的恒温水槽（2）外侧下端与磁力棒（20）对应的位置设置有磁力线圈（21），所述的磁力线圈（21）与变频器（22）电连接，变频器（22）电连接控制装置的主控制器（12）。
3.根据权利要求1所述的溶解氧测定仪检定校准装置，其特征在于：所述的充放水装置包括水泵（23）、内槽进水阀（24）、内槽排水阀（25）、外槽进水阀（26）及外槽排水阀（27），所述的水泵（23）为自吸式水泵，所述的水泵（23）的出水口分别通过管道连通恒温水槽（2）及检测水槽（3），所述的水泵（23）与恒温水槽（2）连通的管路上设置有外槽进水阀（26），所述的水泵（23）与检测水槽（3）连通的管路上设置有内槽进水阀（24），所述的恒温水槽（2）及检测水槽（3）上均设置有排水管，所述的恒温水槽（2）的排水管上设置有外槽排水阀（27），所述的检测水槽（3）的排水管上设置有内槽排水阀（25），所述的水泵（23）、内槽进水阀（24）、内槽排水阀（25）、外槽进水阀（26）及外槽排水阀（27）均与控制装置的继电器控制单元（19）电连接。
4.根据权利要求1所述的溶解氧测定仪检定校准装置，其特征在于：所述的恒温水槽（2）内设置有外槽温度传感器（33），所述的外槽温度传感器（33）与控制装置的温度采集单元（14）电连接。
5.根据权利要求1所述的溶解氧测定仪检定校准装置，其特征在于：所述的主控制器（12）采用STM32L071RB芯片。
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