CN111487218A - 一种便携式全自动红外测油装置及测油方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种便携式全自动红外测油装置及测油方法，涉及水质检测技术领域，采用现行标准HJ 637‑2018，可实现自动测量水样体积、自动添加试剂、自动萃取、自动转移、自动红外测量、自动排放清洗、自动计算水中油类含量并形成测试报告，整个测量过程实现完全自动化，还可用可充电的电池为能源，满足室外使用需求。整个装置设计小巧，可安装于拉杆箱中，便于带往现场对水中油类进行测量。此外，本发明的自动测油方法避免了有害试剂对人体的伤害，减少了劳动强度，减小了人工操作的误差，提高了测量的精密度，实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及水质检测技术领域，特别是涉及一种便携式全自动红外测油装置及测油方法。
背景技术
目前，水中油类污染的监测非常重要。在我国，现有测量水中油类的方法为红外光度法，需要用分液漏斗进行手工萃取，在萃取、分层、转移、去除动植物油类的过程中，操作人员都要接触有害的萃取试剂，无法避免。并且，由于人工操作的不一致性，测量的精密度也较差。另外，如有紧急突发污染事故，现场无法及时测量，必须将样品带回实验室，既麻烦又耽误时间。
已有的便携式红外测油仪，并不是自动加试剂、自动萃取和分离，还需要人工操作，仍然需要接触有毒害的试剂。因此，为解决上述问题，需要有全自动的方法代替现有的手工操作，同时也需要能够带到现场便携式的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式全自动红外测油装置及测油方法，装置便携小型化，可解决上述现有技术存在的问题，实现检测过程全部自动化。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种便携式全自动红外测油装置，包括红外光度计、自动萃取装置、试剂瓶和控制系统；所述自动萃取装置通过多通阀或电磁阀与所述试剂瓶和所述红外光度计同时连接，所述自动萃取装置用于萃取样品中的油类，所述红外光度计用于检测所述自动萃取装置中萃取溶液的吸光度并计算油类浓度；所述控制系统用于控制装置各程序的自动运行。
可选的，所述电磁阀为单向电磁阀或三通电磁阀。
可选的，所述多通阀上连接有注射器，所述注射器用于移取萃取试剂和/或转移萃取溶液。
可选的，所述注射泵为带有电机的自动注射器，所述自动注射器与所述控制系统信号连接。
可选的，所述注射器连接于所述多通阀的中心接口，所述多通阀还同时并联有标准样品瓶和/或废液瓶。
可选的，所述自动萃取装置包括萃取瓶和自动萃取器，所述自动萃取器用于将所述萃取瓶中的样品与萃取试剂混合。
可选的，还包括移动电源，用于在无电源的场合给装置供电。
可选的，所述红外光度计用于在多个波数处分别测量萃取溶液的吸光度。
同时，本发明公开一种基于上述便携式全自动红外测油装置的测油方法，其特征在于：主要包括如下步骤：
步骤一：向自动萃取装置的萃取瓶中装置待测样品，插入吸液管后，盖好萃取瓶盖；
步骤二：量取一定体积的萃取试剂经所述吸液管注入萃取瓶中；
步骤三：启动自动萃取装置的自动萃取器将萃取瓶中的样品与萃取试剂混合，待样品萃取完成后，静止分层，与水分离；
步骤四：将分层的萃取溶液移取到红外光度计的比色皿中；
步骤五：红外光度计对比色皿中的萃取溶液进行测量，并分别在多个波数处自动测量吸光度，再按转换公式进行计算，得出样品中油类的浓度值。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
1.本发明提供的便携式全自动红外测油装置及测油方法，将红外光度计与萃取器、多通阀、注射泵相结合，实现自动加试剂、自动萃取和自动多波数测量和清洗，按标准HJ637-2018方法，检测过程全部自动化，还可应用手机对装置进行远程操控，实用性强；
2.本发明提供的便携式全自动红外测油装置通过合理设计，压缩装置体积，充分利用了红外光度计的空间，使装置更小型化，用大电量的可充电移动电源提供能源，使本装置可便携带到无供电的现场，对应急状况下的水样进行现场测量；
3.本发明可对水样体积进行自动测量，省去了人工用量筒测量水样体积的步骤，也无需清洗采样瓶，减少了水样的污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明便携式全自动红外测油装置的结构示意图；
其中，附图标记为：1-萃取瓶；2-自动萃取器；3-注射泵；4-多通阀；5--试剂瓶；6-红外光度计；7-可充电电池。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
如图1所示，本实施例提供一种便携式全自动红外测油装置，包括萃取瓶1、自动萃取器2、注射泵3、多通阀4、盛有萃取试剂的试剂瓶5、红外光度计6、可充电电池7和控制系统。装有待测水样的取样瓶接入装置，即为萃取瓶1，插入自动萃取器2，由注射泵3通过多通阀4抽取试剂瓶5内的萃取试剂，注入萃取瓶1，由自动萃取器2对待测水样与萃取试剂进行充分混合后萃取。由于萃取试剂比重比水大，完成萃取后等待分层，再用注射泵3通过多通阀4转移分层的萃取溶液到红外光度计6中进行吸光度的测量，由于吸光度与浓度成正比，从而可计算出水中油类的浓度。如果在无电源的场合，可充电电池7能够为红外光度计等各部件提供能源供应。
于本具体实施例中，红外光度计6为现有装置，在测量时，其光栅在步进电机和细分驱动器驱动下，在红外区域进行扫描，而由编制好的程序控制，可分别在2930、2960、3030cm-1三个波数处测量萃取溶液的吸光度，并按相应公式自动计算出与吸光度成正比的油类的浓度。
本实施例中，自动萃取器2可用电动搅拌、振荡或气流方法，将待测水样与萃取试剂充分混合，使水中石油类被萃取到有机萃取试剂中。上述自动萃取器2为一种现有结构，在此不再赘述。
本实施例中，注射泵3为带有电机的自动注射器，用于移取试剂和转移萃取溶液。如图1所示，注射泵3连接于多通阀4的中心口，可抽入和推出试剂或溶液，抽入或推出的方向由多通阀4控制，多通阀4也可以使用多个单通或三通的电磁阀代替，用作试剂和萃取溶液在萃取瓶和红外光度计之间传输的导向。同时，多通阀4的分接口同时连通萃取瓶1、试剂瓶5、红外光度计6的比色皿、标准样品瓶和/或废液瓶等。
同时，本实施例提供一种全自动红外测油的方法，应用于上述的全自动红外测油装置，主要包括以下步骤：
1)放入水样：将装有待测水样的瓶子放到仪器中，插入自动萃取器2和吸液管，此时的水样瓶即为萃取瓶1，插入萃取瓶1的管路与多通阀4的一个分接口相连；
2)加试剂：注射泵3开始工作，通过多通阀4抽取50毫升萃取试剂，然后多通阀转向，将萃取试剂推入到萃取瓶1中；
3)萃取：启动自动萃取器2，对萃取瓶1中的水样和萃取试剂进行充分混合萃取，然后静置等待；以有机试剂四氯乙烯为例，由于四氯乙烯的比重比水大，会沉到萃取瓶1的底部与水分层；
4)转移萃取溶液：待步骤3)分层结束，再由注射泵3将萃取瓶1中底部的四氯乙烯萃取溶液通过多通阀4自动转移到红外光度计6的比色皿中；
5)测量：红外光度计6的光栅自动扫描，在2930、2960、3030cm-1三个波数处分别测量萃取溶液的吸光度，吸光度与萃取溶液中油类的浓度成正比，从而根据水样体积和萃取溶液体积可计算出水中油类的浓度。
由此可见，本发明采用现行标准HJ 637-2018，可实现自动测量水样体积、自动添加试剂、自动萃取、自动转移、自动红外测量、自动排放清洗、自动计算水中油类含量并形成测试报告，整个测量过程实现完全自动化，还可用可充电的电池为能源，满足室外使用需求。整个装置设计小巧，可安装于拉杆箱中，便于带往现场对水中油类进行测量。此外，本发明的自动测油方法避免了有害试剂对人体的伤害，减少了劳动强度，减小了人工操作的误差，提高了测量的精密度，实用性强。
需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种便携式全自动红外测油装置，其特征在于：包括红外光度计、自动萃取装置、试剂瓶和控制系统；所述自动萃取装置通过多通阀或电磁阀与所述试剂瓶和所述红外光度计同时连接，所述自动萃取装置用于萃取样品中的油类，所述红外光度计用于检测所述自动萃取装置中萃取溶液的吸光度并计算油类浓度；所述控制系统用于控制装置各程序的自动运行。
2.根据权利要求1所述的便携式全自动红外测油装置，其特征在于：所述电磁阀为单向电磁阀或三通电磁阀。
3.根据权利要求1所述的便携式全自动红外测油装置，其特征在于：所述多通阀上连接有注射器，所述注射器用于移取萃取试剂和/或转移萃取溶液。
4.根据权利要求3所述的便携式全自动红外测油装置，其特征在于：所述注射泵为带有电机的自动注射器，所述自动注射器与所述控制系统信号连接。
5.根据权利要求3所述的便携式全自动红外测油装置，其特征在于：所述注射器连接于所述多通阀的中心接口，所述多通阀还同时并联有标准样品瓶和/或废液瓶。
6.根据权利要求1所述的便携式全自动红外测油装置，其特征在于：所述自动萃取装置包括萃取瓶和自动萃取器，所述自动萃取器用于将所述萃取瓶中的样品与萃取试剂混合。
7.根据权利要求1所述的便携式全自动红外测油装置，其特征在于：还包括移动电源，用于在无电源的场合给装置供电。
8.根据权利要求1所述的便携式全自动红外测油装置，其特征在于：所述红外光度计用于在多个波数处分别测量萃取溶液的吸光度。
9.一种基于权利要求1～8任意一项所述便携式全自动红外测油装置的测油方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：向自动萃取装置的萃取瓶中装置待测样品，插入吸液管后，盖好萃取瓶盖；
步骤二：量取一定体积的萃取试剂经所述吸液管注入萃取瓶中；
步骤三：启动自动萃取装置的自动萃取器将萃取瓶中的样品与萃取试剂混合，待样品萃取完成后，静止分层，与水分离；
步骤四：将分层的萃取溶液移取到红外光度计的比色皿中；
步骤五：红外光度计对比色皿中的萃取溶液进行测量，并分别在多个波数处自动测量吸光度，再按转换公式进行计算，得出样品中油类的浓度值。
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