CN111239297A - 一种水中有机物在线检测装置及其检测方法 - Google Patents

一种水中有机物在线检测装置及其检测方法 Download PDF

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Abstract

一种水中有机物在线检测装置，用于对水中的有机物进行在线检测，所述水中有机物在线检测装置包括一样品处理系统、一进样系统、一检测系统以及一数据处理系统，其中水能够进入所述样品处理系统以进行处理，所述样品处理系统与所述进样系统连通以使处理后的水能够进入所述进样系统，所述检测系统连通于所述进样系统以对所述进样系统中的样品进行检测，所述数据处理系统连接所述检测系统以对所述检测系统检出的结果进行数据计算，从而最终得出水中的有机物的含量。

Description

一种水中有机物在线检测装置及其检测方法
技术领域
本发明属于检测设备领域，具体而言，本发明设计一种对水中的有机物进行在线准确检测的检测装置及其检测方法。
背景技术
气相色谱仪是将混合样品进行分析检测的装置，一般包括气路系统、进样系统、分离系统、电路控制系统、检测系统、数据采集及处理系统。在气相色谱仪中载气载着需要分离的试样通过色谱柱中的固定相，使试样中各组份分离，然后分别经过检测器检测，通过数据采集系统采集到试样中各组份的峰高和面积，再经过计算，最终得到需要的组份的含量。
传统的气相色谱仪在进行水中总有机物的检测时，必须用吸附管在现场吸附样品，样品吸附完成后进行解析，随后到实验室经过色谱柱分离，最后被检测器检测。这个方法的问题在于解析速度如果不够快，会影响对于样品的分析定量效果，同时通过这种方法进行检测的话需要两次进样才能完成分析。
因此，本领域技术人员需要发明一种对水中总有机物进行在线分析检测的装置，从而解决上述提及的现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的一个优势在于提供一种水中有机物在线检测装置及其检测方法，其中所述水中有机物在线检测装置具有自动清洁功能，因此能够有效避免样品的残留，这不仅能够提高所述水中有机物在线检测装置的检测准确性，并且能够提高所述水中有机物在线检测装置的使用寿命。
本发明的一个优势在于提供一种水中有机物在线检测装置及其检测方法，其中所述水中有机物在线检测装置能够根据实际情况对不同环境下的水源进行连续检测，从而提高所述水中有机物在线检测装置的检测灵活性和适用范围。
本发明的一个优势在于提供一种水中有机物在线检测装置及其检测方法，其中所述水中有机物在线检测装置不论膜阀切换为哪种状态均能够确保色谱柱中有稳定的载气流通，因此能够避免色谱柱在检测过程中被高温烧坏的情况，因此能够进一步提高所述水中有机物在线检测装置的使用寿命。
本发明的一个优势在于提供一种水中有机物在线检测装置及其检测方法，其中所述水中有机物在线检测装置能够同时进行进样和检测，并且能够一次性检测出水中的总有机物含量，因此结构简单、方便快捷并且检测结构准确可靠。
本发明的一个优势在于提供一种水中有机物在线检测装置及其检测方法，其中所述水中有机物在线检测方法操作简单易于上手，因此降低了操作的难度。
本发明的一个优势在于提供一种水中有机物在线检测装置及其检测方法，所述水中有机物在线检测装置及其检测方法能够对水中的有机物进行在线检测，从而提高了对水源评估的准确性，并且也提高了对检测过程的便利性。
为达上述至少一发明优势，本发明主要提供一种水中有机物在线检测装置，用于对水中的有机物进行在线检测，所述水中有机物在线检测装置包括一样品处理系统、一进样系统、一检测系统以及一数据处理系统，其中水能够进入所述样品处理系统以进行处理并被分离成废水和样气，所述样品处理系统与所述进样系统连通以使样气能够进入所述进样系统，所述检测系统连通于所述进样系统以对所述进样系统中的样气进行检测，所述数据处理系统连接所述检测系统以对所述检测系统检出的结果进行数据计算，从而最终得出水中的有机物的含量。
在其中一些实施例中，所述样品处理系统包括一二级过滤器、一注射泵、一吹扫捕集系统以及一废液瓶，其中所述二级过滤器、所述注射泵、所述吹扫捕集系统依次连接，其中所述吹扫捕集系统用于将水吹扫分离成样气和废水，且所述吹扫捕集系统包括一出气口和一出水口，其中所述出水口连通所述废液瓶，所述出气口连通所述进样系统。
在其中一些实施例中，所述进样系统包括一六通阀和一定量环，其中所述定量环被设置于所述六通阀的取样气路上，用于对进入所述六通阀的样气进行定量。
在其中一些实施例中，所述检测系统包括一色谱柱和一检测器，所述色谱柱连通于所述六通阀，用于对样气中的有机物进行分离，所述检测器被连接于所述色谱柱的出口端，以对分离后的样气进行检测。
在其中一些实施例中，所述色谱柱为不锈钢惰性管，且所述色谱柱的规格为0.6m*0.32mm*1.8um。
在其中一些实施例中，所述检测器为氢火焰离子化检测器并具有一空气入口和一氢气入口。
在其中一些实施例中，其中所述数据处理系统为一数据监控单元。
在其中一些实施例中，进一步包括至少一辅助系统，所述辅助系统包括一载气前处理系统、一空气前处理系统和一氢气前处理系统，其中所述载气前处理系统被连接于所述六通阀的载气入口前端，从而对进入所述六通阀的载气进行前处理；所述空气前处理系统被设置于所述检测器的所述空气入口之前，从而对进入所述检测器的空气进行前处理，所述氢气前处理系统被设置于所述检测器的所述氢气入口之前，用于对进入所述检测器的氢气进行前处理。
本发明进一步提供一种水中有机物在线检测方法，用于对水中的有机物进行在线检测，包括步骤：
S1：对水进行前处理，并将水分离为样气和废水；
S2：对样气进行取样；
S3：对取样后的样气进行检测；以及
S4：对检测后的结果进行数据处理。
在其中一些实施例中，在所述步骤S1中，进一步包括步骤：
S11：对水进行定量取样；
S12：对定量后的水进行过滤；以及
S13：对定量并过滤后的水进行吹扫分离出样气和废水。
通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。
本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
图1为本发明所述的水中有机物在线检测装置的第一实施例在取样状态下的框图结构示意图。
图2为本发明所述的水中有机物在线检测装置的第一实施例在检测状态下的框图结构示意图。
图3为本发明所述的水中有机物在线检测方法的第一实施例的流程框图示意图。
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。
在发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
本发明主要提供一种水100中有机物在线检测装置及其检测方法，用于对水100中的有机物含量进行在线检测。如图1至图3所示，为本发明所述的水100中有机物在线检测装置及其检测方法的第一实施例的结构框图和流程框图示意图。
如图1和图2所示，在本发明所述的水100中有机物在线检测装置的第一实施例中，所述水100中有机物在线检测装置包括一样品处理系统Ⅰ、一进样系统Ⅱ、一检测系统Ⅲ以及一数据处理系统Ⅳ，其中所述样品处理系统Ⅰ与所述进样系统Ⅱ连通以对水100进行处理并使其能够进入所述进样系统Ⅱ，所述检测系统Ⅲ连通于所述进样系统Ⅱ以对所述进样系统Ⅱ中的样品进行检测，所述数据处理系统Ⅳ连接所述检测系统Ⅲ以对所述检测系统Ⅲ检出的结果进行数据计算，从而最终得出水100中的总有机物的含量。
由于本发明所述的水100中有机物在线检测装置同时具有所述样品处理系统Ⅰ、所述进样系统Ⅱ和所述检测系统Ⅲ，因此能够使水100直接被在线检测而得出水100中总有机物的含量，从而确保检测结果的平行性。
详细而言，在本发明所述的水100中有机物在线检测装置的第一实施例中，所述样品处理系统Ⅰ包括至少一二级过滤器1、一注射泵2、一吹扫捕集系统3以及一废液瓶4，其中所述二级过滤器1、所述注射泵2、所述吹扫捕集系统3以及所述废液瓶4依次连接。
所述注射泵2用于抽取水100，被所述注射泵2抽取后的水100首先进入所述二级过滤器1进行过滤，过滤后的水100被所述注射泵2泵入所述吹扫捕集系统3。其中所述二级过滤器1能够去除水100中的悬浮颗粒，实现对水100的预处理。
除此以外，本领域技术人员可以根据实际情况对所述二级过滤器1的类型进行修改，比如根据环境确定过滤器的大小和类型等，只要在本发明揭露的基础上解决了与本发明相同或近似的技术问题，都属于本发明的保护范围之内，本发明的具体实施方式并不以此为限。
需要注意的是，在本发明的第一实施例中，所述注射泵2为带有计量功能的注射泵2，因此所述注射泵2对水100进行自动定量抽取后再进行过滤并被泵入所述吹扫捕集系统3，并且系统取样体积可以灵活配置，从而确保被检测的水100的量以及最终检测结果的数据准确性。
进一步地，在本发明的第一实施例中，所述吹扫捕集系统3包括一吹扫管、一红外加热装置、一泡沫传感器和一在线除水100装置，从而实现对水100的恒温吹扫、常温/低温捕集、加热解析以及脱附功能，并且自带泡沫破碎器，从而消除吹扫过程中产生的泡沫。
所述吹扫捕集系统3将过滤后并被定量的水100通过吹扫分离为废水和样气两部分，其中所述吹扫捕集系统3包括一出水100口31和一出气口32，其中所述出水100口31连通所述废液瓶4，所述出气口32连通所述进样系统Ⅱ，以使被分离后的废水通过所述出水100口31进入所述废液瓶4，而被分离后的样气通过所述出气口32进入所述进样系统Ⅱ。
特别地，在本发明的第一实施例中，所述吹扫捕集系统3不仅能对定量过滤后的水100进行吹扫分离，并且还能在取样前对其自身进行干吹，从而对其内部残留的气体或液体进行清理，确保其内部没有样气残留，从而减少对检测的干扰，以提高本发明所述的水100中有机物在线检测装置对检测结果的准确性。
作为本发明的第一实施例的一种变形，本领域技术人员可以根据实际情况对所述样品处理系统Ⅰ的结构进行调整，比如如果需要检测的水100为少量，那么将所述注射泵2的位置和所述二级过滤器1的位置互换，即对水100先过滤再定量检测等，或者是改变所述吹扫捕集系统33的类型，也属于本发明的保护范围之内。
换句话说，只要在本发明上述揭露的基础上采用了与本发明相同或近似的技术方案，解决了与本发明相同或近似的技术问题并且达到了与本发明相同或近似的技术效果，都属于本发明的保护范围之内，本发明的具体实施方式并不以此为限。
进一步地，在本发明的第一实施例中，所述进样系统Ⅱ包括一六通阀Vi和一定量环11，其中所述定量环11被设置于所述六通阀Vi的取样气路上，用于对进入所述六通阀Vi的样气进行定量。
详细而言，所述六通阀Vi具有6个阀口，包括一样气入口5、一样气出口6、一载气入口9以及一载气出口8以及两个气体途径口7和10，其中所述样气入口5和所述样气出口6用于样气进入所述六通阀Vi以及从所述六通阀Vi出来。所述定量环11被设置于所述样气入口5和所述样气出口6的气路上，以使样气在经过所述样气入口5和所述样气出口6的过程中充满所述定量环11。所述载气入口9和所述载气出口8用于载气进入所述六通阀Vi以及从所述六通阀Vi流出。
所述检测系统Ⅲ包括一色谱柱15和一检测器16，所述色谱柱15连接于所述六通阀Vi的所述载气出口8，用于对样气中的总有机物进行分离，所述检测器16被连接于所述色谱柱15的出口端，载气能够通过所述载气入口6进入所述六通阀Vi并带动样气从所述载气出口8出来再依次通过所述色谱柱15和所述检测器16，从而对被所述色谱柱15分离后的样气进行总有机物含量的检测。
详细而言，在本发明所述的水100中有机物在线检测装置及其检测方法的第一实施例中，所述色谱柱15被实施为不锈钢惰性管，其规格为0.6m*0.32mm*1.8um，并且所述色谱柱15能够完全分离水100中经过捕集吹扫的总有机物成分，从而确保检测结果的准确性。
值得注意的是，所述色谱柱15具有反吹功能，其能够对自身进行反吹，从而避免样气残留在其中。
优选地，所述检测器16被实施为氢火焰离子化检测器16，并且所述检测器16包括一空气入口20和一氢气入口18，从而为所述检测器16提供点火条件。
除此以外，本领域技术人员可以根据实际情况对所述色谱柱15和所述检测器16的规格和类型进行修改，只要在本发明揭露的基础上，采用了与本发明相同或近似的技术方案，解决了与本发明相同或近似的技术问题，并且达到了与本发明相同或近似的技术效果，都属于本发明的保护范围之内，本发明的具体实施方式并不以此为限。
在本发明所述的水100中有机物在线检测装置的第一实施例中，所述数据处理系统Ⅳ被实施为一数据监控单元21，所述数据监控单元21采用外标法，能够根据有机物在所述检测器16中产生的离子流转化为软件波峰，从而进一步根据峰面积对水100中的有机物含量进行定量分析。
作为本发明的进一步优选，所述水100中有机物在线检测装置进一步包括辅助系统Ⅴ，所述辅助系统Ⅴ包括一载气前处理系统、一空气前处理系统和一氢气前处理系统，其中所述载气前处理系统被连接于所述六通阀Vi的所述载气入口9的前端，从而对进入所述六通阀Vi的载气进行前处理，所述空气前处理系统被设置于所述检测器16的所述空气入口20之前，从而对进入所述检测器16的空气进行前处理，所述氢气前处理系统被设置于所述检测器16的所述氢气入口18之前，用于对进入所述检测器16的氢气进行前处理。
具体而言，所述载气前处理系统包括一载气进口14、一第一脱烃净化系统13和一第一流量控制系统12，所述第一脱烃净化系统13和所述第一流量控制系统12依次被连接于所述载气进口14的后方，从而对进入所述载气进口14的载气进行脱烃并控制流量，从而进一步确保检测结果的准确性。
优选地，所述第一流量控制系统12被实施为EPC电子流量控制系统。
所述氢气前处理系统包括一氢气入口18和一第二脱烃净化系统17，所述第二脱烃净化系统17被连接于所述氢气入口18的后方，从而对进入所述氢气入口18的氢气进行脱烃，从而进一步确保检测结果的准确性。
所述空气前处理系统包括一空气入口20和一第三脱烃净化系统19，所述第三脱烃净化系统19被连接于所述空气入口20的后方，以使进入所述空气入口20的空气被所述第三脱烃净化系统19进行脱烃，进而进一步确保对水100中有机物的检测结果的准确性。
值得强调的是，本发明所述的水100中有机物在线检测装置能够检测的水100包括但不限于工业排水100、河流、琥珀、海洋以及地下水100等不同环境不同场景下的水100。
如图3所示，本发明进一步包括一种水100中有机物在线检测方法，用于对水100中的有机物含量进行检测，所述水100中有机物在线检测方法包括步骤：
S1：对水100进行前处理，并将水100分离为样气和废水；
S2：对样气进行取样；
S3：对取样后的样气进行检测；以及
S4：对检测后的结果进行数据处理。
其中，在所述步骤S1中，是通过所述吹扫捕集系统3对对进行分离；在所述步骤S2中，是通过所述六通阀Vi和所述定量环11对样气进行取样；在所述步骤S3中，通过所述色谱柱15对样气进行分离并通过所述检测器16对样气进行检测；以及在所述步骤S4中，通过所述数据监控单元21对检测后的结果进行数据处理。
其中在所述步骤S1中，进一步包括步骤：
S11：对水100进行定量取样；
S12：对定量后的水100进行过滤；以及
S13：对定量并过滤后的水100进行吹扫分离出样气和废水。
同样地，在所述步骤S11中，通过所述注射泵2对水100进行取样并定量；在所述步骤S12中，通过所述二级过滤器1对定量后的水100进行过滤并在所述步骤S13中通过所述吹扫捕集系统3对过滤后的水100进行吹扫分离，从而获取样气和废水。
换句话说，采用本发明所述的水100中有机物的在线检测装置能够达到以下几点有益效果：
1、本发明所述的水100中有机物在线检测装置中的所述吹扫捕集系统3具有自动清洁功能，因此能够有效避免样气残留；
2、本发明所述的水100中有机物在线检测装置配置灵活，因此能够对不同环境不同场景下的水100直接进行在线检测，方便快捷，并且能在应急状态下及时检测；
3、本发明所述的水100中有机物在线检测装置不管所述六通阀Vi位于什么状态，所述色谱柱15中均有稳定的载气流通，因此能够避免色谱柱15被高温烧坏；
4、本发明所述的水100中有机物在线检测装置及其检测方法由于同时具备进样功能和检测功能，而且所述水100中有机物在线检测装置能够一次性检测出水100中的总有机物含量，不仅步骤简单、方便快捷，而且检测结果准确可靠。
接下来，结合图2和图3简述本发明所述的水100中有机物在线检测装置的工作过程。
在取样状态，通过所述样品处理系统Ⅰ中的所述注射泵2将水100进行定量抽取，抽取后的水100经过所述二级过滤器1进行过滤，过滤后的水100通过所述注射泵2被泵入所述吹扫捕集系统3，所述吹扫捕集系统3将过滤后的水100吹扫并分离成样气和废水，其中废水通过所述吹扫捕集系统3中的出水100口31进入所述废液瓶4，样气通过所述吹扫捕集系统3中的出气口32进入所述六通阀Vi。
样气经过所述六通阀Vi的所述样气入口5进入所述六通阀Vi，之后通过所述六通阀Vi中的气体途径口10出来并进入所述定量环11，通过所述定量环11的样气通过所述六通阀Vi的所述气体途径口7进入所述六通阀Vi，并通过所述样气出口6出来，从而完成样气的取样过程。
同时，载气通过所述载气进口14依次进入所述第一脱烃净化系统13和所述第一流量控制系统12进行脱烃和定量之后再通过所述六通阀Vi的所述载气入口9进入所述六通阀Vi，然后通过所述六通阀Vi的所述载气出口8出来并进入所述色谱柱15，从而对所述色谱柱15进行吹扫，并防止所述色谱柱15干烧。
在检测状态，转换所述六通阀Vi使所述水100中有机物在线检测装置进入检测状态。此时，载气通过所述载气进口14依次进入所述第一脱烃净化系统13和所述第一流量控制系统12进行脱烃和定量之后再通过所述六通阀Vi的所述载气入口9进入所述六通阀Vi，再通过所述六通阀Vi的所述气体途径口10出来并经过所述定量环1111，从而带动所述定量环1111中的样气并通过所述六通阀Vi的所述气体途径口7再次进入所述六通阀Vi，最后通过所述六通阀Vi中的所述载气出口8离开所述六通阀Vi并进入所述色谱柱15进行分离，分离后的样气进入所述检测器16进行检测，最后通过所述数据监控单元21对检测结果进行计算。
在检测过程中，氢气依次通过所述氢气入口18和所述第二脱烃净化系统17进入所述检测器16，空气依次通过所述空气入口20和所述第三脱烃净化系统19进入所述检测器16，从而为所述检测器16提供点火条件。
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)

1.一种水中有机物在线检测装置，其特征在于，用于对水中的有机物进行在线检测，所述水中有机物在线检测装置包括一样品处理系统、一进样系统、一检测系统以及一数据处理系统，其中水能够进入所述样品处理系统以进行处理并被分离成废水和样气，所述样品处理系统与所述进样系统连通以使样气能够进入所述进样系统，所述检测系统连通于所述进样系统以对所述进样系统中的样气进行检测，所述数据处理系统连接所述检测系统以对所述检测系统检出的结果进行数据计算，从而最终得出水中的有机物的含量。
2.根据权利要求1所述的水中有机物在线检测装置，其特征在于，其中所述样品处理系统包括一二级过滤器、一注射泵、一吹扫捕集系统以及一废液瓶，其中所述二级过滤器、所述注射泵、所述吹扫捕集系统依次连接，其中所述吹扫捕集系统用于将水吹扫分离成样气和废水，且所述吹扫捕集系统包括一出气口和一出水口，其中所述出水口连通所述废液瓶，所述出气口连通所述进样系统。
3.根据权利要求2所述的水中有机物在线检测装置，其特征在于，其中所述进样系统包括一六通阀和一定量环，其中所述定量环被设置于所述六通阀的取样气路上，用于对进入所述六通阀的样气进行定量。
4.根据权利要求3所述的水中有机物在线检测装置，其特征在于，其中所述检测系统包括一色谱柱和一检测器，所述色谱柱连通于所述六通阀，用于对样气中的有机物进行分离，所述检测器被连接于所述色谱柱的出口端，以对分离后的样气进行检测。
5.根据权利要求4所述的水中有机物在线检测系统，其特征在于，其中所述色谱柱为不锈钢惰性管，且所述色谱柱的规格为0.6m*0.32mm*1.8um。
6.根据权利要求5所述的水中有机物在线检测系统，其特征在于，其中所述检测器为氢火焰离子化检测器并具有一空气入口和一氢气入口。
7.根据权利要求6所述的水中有机物在线检测系统，其特征在于，其中所述数据处理系统为一数据监控单元。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的水中有机物在线检测系统，其特征在于，进一步包括至少一辅助系统，所述辅助系统包括一载气前处理系统、一空气前处理系统和一氢气前处理系统，其中所述载气前处理系统被连接于所述六通阀的载气入口前端，从而对进入所述六通阀的载气进行前处理；所述空气前处理系统被设置于所述检测器的所述空气入口之前，从而对进入所述检测器的空气进行前处理，所述氢气前处理系统被设置于所述检测器的所述氢气入口之前，用于对进入所述检测器的氢气进行前处理。
9.一种水中有机物在线检测方法，用于对水中的有机物进行在线检测，其特征在于，包括步骤：
S1：对水进行前处理，并将水分离为样气和废水；
S2：对样气进行取样；
S3：对取样后的样气进行检测；以及
S4：对检测后的结果进行数据处理。
10.根据权利要求9所述的水中有机物在线检测方法，其特征在于，其中在所述步骤S1中，进一步包括步骤：
S11：对水进行定量取样；
S12：对定量后的水进行过滤；以及
S13：对定量并过滤后的水进行吹扫分离出样气和废水。
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