CN111879905A - 适用于水质多参数监测仪的远程质控系统和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于水质多参数监测仪的远程质控系统及使用方法，包括水质多参数监测仪、质控杯、多通阀、蠕动泵、注射泵、控制模块、工控机、空气过滤器、纯水瓶和多个母液瓶；所述纯水瓶和多个母液瓶和空气过滤器分别连接至多通阀，所述多通阀通过可切换的蠕动泵通路和注射泵通路连接至质控杯，水质多参数监测仪的监测管路连接至质控杯，所述质控杯内设置液位监测及溢流装置，所述多通阀的末端第二接口连接纯水瓶，所述工控机与控制模块通信，构件更加复杂的质控系统，不仅可以提供多种参数的质控液的配置，还可以提供溶液的用量提醒，使用一套系统，兼容不同的质控需求，且设计为模块化，容易扩展。

Description

适用于水质多参数监测仪的远程质控系统和使用方法

技术领域

本发明涉及水质监测领域，具体的说，涉及了一种适用于水质多参数监测仪的远程质控系统和使用方法。

背景技术

在水质多参数监测仪运行过程中，为了达到测量数据的长期有效可靠，就必须定期校准和质控。

现有的校准和质控方式，通常有两种：一种是检验人员带着标准溶液或设备到现场进行人工校准或质控，这无疑带来了巨大的工作量和人力成本，不能保证监测仪长期可靠运行。另一种方式是远程质控或在线质控，然而，现有的这种质控仪器通常只能对一种监测设备进行质控。如果要想实现多种参数质控，就需要配备多台设备，无疑会极大增加建设成本，导致不能大量推广使用。

另外，现有的远程质控或在线质控通常只能配置2种溶液，而现有的水质监测设备多具备多种参数测量功能。在这种情况下，现有的远程质控仪或在线质控仪就无法满足水质多参数监测仪的质控或校准需求。即，现有质控仪的第1个缺点就是配置溶液种类受限，无法满足水质多参数监测仪的需求。

现有质控仪的第2个缺点是，采用包括控制器、三通电磁阀、蠕动泵、加标池、气泵、直通电磁阀、曝气管、液位传感器、废液容器、配液杯、注射器、注射器支架、步进电机和丝杆滑块、纯水容器、母液瓶、摄像机、空气过滤器、气控电磁阀、制冷系统等设备来完成一次质控液或加标液的配置，系统太过复杂，成本相对较高，维护起来不方便。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种兼容多种水质参数监测需求、系统复杂度降低、使用组件更少、模块化易扩展、用量可监控、成本降低的适用于水质多参数监测仪的远程质控系统，以及它的使用方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种适用于水质多参数监测仪的远程质控系统，包括水质多参数监测仪、质控杯、多通阀、蠕动泵、注射泵、控制模块、工控机、空气过滤器、纯水瓶和多个母液瓶；

所述纯水瓶和多个母液瓶内分别设置液位传感器，各液位传感器连接控制模块，用于液位监测；

所述纯水瓶、空气过滤器和多个母液瓶分别连接至多通阀的不同接口，所述多通阀由控制模块控制，以构建不同的阀路，组合不同的溶液；

所述多通阀的前端接口通过可切换的蠕动泵通路和注射泵通路连接至质控杯，所述蠕动泵和注射泵均由控制模块控制，用于配置不同的目标溶液；

水质多参数监测仪的监测管路连接至质控杯，水质多参数监测仪与工控机通信，用于检测水质参数并上传；

所述质控杯内设置液位监测及溢流装置，液位监测及溢流装置的溢流出口连接废液池，废液池内安装废液液位传感器，液位监测及溢流装置和废液液位传感器由控制模块控制，以监测质控杯和废液池的液位；

所述多通阀的末端第一接口连接废水池，用于存储反抽水，废水池内安装废水液位传感器，废水液位传感器连接控制模块，用于废水池内的液位监测；

所述多通阀的末端第二接口连接纯水瓶，配合所述蠕动泵用于阀路以及管道的清洗；

所述工控机与控制模块通信，用于配置控制模块的参数。

基上所述，所述多通阀的前端接口连接第一三通阀的第一接口，所述第一三通阀的第二接口和第三接口分别连接至蠕动泵和注射泵的进口，所述蠕动泵和注射泵的出口分别连接至第二三通阀的第一接口和第二接口，所述第二三通阀的第三接口连接第三三通阀的第一接口，所述第三三通阀的第二接口连接质控杯，三个三通阀均由控制模块控制，以控制流体的行走路径以及路径的通断。

基上所述，所述纯水瓶和多个母液瓶存放于冷藏柜中。

一种如所述的适用于水质多参数监测仪的远程质控系统的使用方法，包括以下步骤：

S1.根据所选母液瓶中的母液浓度、质控杯的体积和需要配置的质控液浓度，计算所需的母液量；

S2.控制模块控制多通阀上连接所选母液瓶的接口、多通阀的前端接口、第一三通阀的第一和第二接口、蠕动泵、第二三通阀的第一和第三接口、第三三通阀的第一和第二接口和质控杯构建通路，启动蠕动泵抽取母液对管路进行润洗；

S3.关闭第三三通阀的第一接口，打开三通阀的第二和第三接口，将润洗后的母液流到废液池中；

S4.控制模块控制液位传感器读取所选母液瓶和纯水瓶中的液体容量，判断是否满足本次配置需求，若不满足，报警并暂停，若满足，进行下一步；

S5.控制模块控制多通阀上连接纯水的接口、多通阀的前端接口、第一三通阀的第一和第二接口、蠕动泵、第二三通阀的第一和第三接口、第三三通阀的第一和第二接口和质控杯构建通路，向质控杯中注满纯水，由所述液位监测及溢流装置进行到位监测并反馈；

S6.控制模块控制多通阀的前端接口和末端第一接口、第一三通阀的第一和第三接口、注射泵启动、第二三通阀的第二和第三接口、第三三通阀的第一和第二接口和质控杯构建通路，将纯水回抽至废水池中，抽水量由所述液位监测及溢流装置、废水液位传感器以及注射泵共同控制或择一控制；

S7.控制模块控制多通阀上连接所选母液瓶的接口和前端接口、第一三通阀的第一和第三接口、注射泵启动、第二三通阀的第二和第三接口、第三三通阀的第一和第二接口和质控杯构建通路，向质控杯内注射母液，注入的母液量由液位监测及溢流装置监控；

S8.控制模块控制多通阀上连接空气过滤器的接口和前端接口、第一三通阀的第一和第二接口、蠕动泵、第二三通阀的第一和第三接口、第三三通阀的第一和第二接口和质控杯构建通路，控制蠕动泵启动抽取空气对质控杯内的溶液进行摇匀；

S9.控制模块控制多通阀上连接纯水的接口和前端接口、第一三通阀的第一和第三接口、注射泵启动、第二三通阀的第二和第三接口、第三三通阀的第一和第二接口和质控杯构建通路，向质控杯内注射纯水进行定容，完成所需标准溶液的配置，注入的纯水量由液位监测及溢流装置监控。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明用多通阀、三通阀、蠕动泵、注射泵、管道、废液池、废水池、容器等更少的设备，构建具有通用性的管路设计，通过切换三通阀、多通阀和蠕动泵、注射泵的通路和启闭，控制系统进行不同的操作，在一台质控仪器上就能够实现多种类质控液的配置，且采用的关键器件相对于传统的远程质控系统大大减少，极大的降低了系统的复杂度和运维工作量，进而降低了成本。

进一步的，由于该系统在多处使用液位传感器，不仅可以提供多种参数质控液的精准配置，还可以提供母液、纯水、废水、废液的用量提醒，做到更精准的控制。

进一步的，母液端和纯水端接入多通阀，采用了模块化的设计里面，可以兼容多种溶液的质控需求，且容易扩展，方便使用。

进一步的，根据该系统设计灵活的配置方法，通过注射泵回抽处理和增量配置的方法来保证质控液配置的精度控制，同时结合液位传感器的检测，能够进一步保证每个过程的精度控制，进而保证最终的质控精度或校准精度。

附图说明

图1是本发明中适用于水质多参数监测仪的远程质控系统的模块组成示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，一种适用于水质多参数监测仪的远程质控系统，包括水质多参数监测仪、质控杯、多通阀、蠕动泵、注射泵、控制模块、工控机、空气过滤器、纯水瓶和3个母液瓶，其中两个母液瓶中存放母液1和母液2，另一个母液瓶中存放浊度母液。

所述纯水瓶和3个母液瓶内分别设置液位传感器，各液位传感器连接控制模块，用于液位监测，当液位传感器触发报警时，提醒工作人员母液不足或纯水不足，能够及时的进行补充。

所述纯水瓶、空气过滤器和3个母液瓶分别连接至多通阀的不同接口，原则上连接在多通阀的同一侧，且纯水靠近多通阀的前端接口，浊度母液靠近多通阀的后端接口，纯水的另一个分支连接多通阀的末端第二接口，以便在清洗管路时，能够将浊度母液的出液管路覆盖，所述多通阀由控制模块控制，以构建不同的阀路，组合不同的溶液搭配，其中的空气过滤器用于混合液的鼓气摇匀。

所述多通阀的前端接口连接第一三通阀（图示为三通阀1）的第一接口，图示为T0管道，所述第一三通阀的第二接口和第三接口分别连接至蠕动泵和注射泵的进口，图示为G3和G4管道，所述蠕动泵和注射泵的出口分别连接至第二三通阀（图示为三通阀2）的第一接口和第二接口，图示为G5和G6管道，所述第二三通阀的第三接口连接第三三通阀的第一接口，图示为G7管道，所述第三三通阀（图示为三通阀3）的第二接口连接质控杯，图示为G9管道，所述蠕动泵和注射泵均由控制模块控制，用于配置不同的目标溶液，三个三通阀均由控制模块控制，以控制流体的行走路径以及路径的通断。

水质多参数监测仪的监测管路连接至质控杯，水质多参数监测仪与工控机通信，用于检测水质参数并上传；

所述质控杯内设置液位监测及溢流装置，液位监测及溢流装置的溢流出口通过G10管道连接废液池，废液池内安装废液液位传感器，图示为液位传感器5，液位监测及溢流装置和废液液位传感器由控制模块控制，以监测质控杯和废液池的液位。

所述多通阀的末端第一接口通过T7管道连接废水池，用于存储反抽水，废水池内安装废水液位传感器，图示为液位传感器4，废水液位传感器连接控制模块，用于废水池内的液位监测。

所述多通阀的末端第二接口通过T6管道连接纯水瓶，配合所述蠕动泵用于阀路以及管道的清洗。

所述工控机与控制模块通信，用于配置控制模块的参数。

所述纯水瓶和3个母液瓶存放于冷藏柜中，保证纯水瓶、母液和浊度母液的性状稳定。

上述远程质控系统的使用方法，结合一种母液调配的实例，进行说明。

首先，工控机接收配置指令，根据已知的母液1的浓度500mg/L、质控杯体积200mL，所需配置的总氮质控液的浓度20mg/L，计算得出所需母液量为8mL，然后开始配置过程，包括以下步骤：

S1.计算得出所需母液量为8mL；

S2.控制模块控制多通阀上的T2接口、多通阀的T0接口、第一三通阀的第一和第二接口、G3管道、蠕动泵、G5管道、第二三通阀的第一和第三接口、G7管道、第三三通阀的第一和第二接口、G9管道和质控杯构建通路，启动蠕动泵抽取母液对管路进行润洗。

S3.关闭第三三通阀的第一接口，打开三通阀的第二和第三接口，将润洗后的母液通过G8管道流到废液池中，废液池中的废液液位传感器感应废液量，避免存满溢出。

S4.控制模块控制液位传感器读取母液1和纯水的液体容量，判断是否满足本次配置需求，若不满足，报警并暂停，通知技术人员补充溶液，若满足，进行下一步。

S5.控制模块控制多通阀上的T1接口、多通阀的T0接口、第一三通阀的第一和第二接口、G3管道、蠕动泵、G5管道、第二三通阀的第一和第三接口、G7管道、第三三通阀的第一和第二接口、G9管道和质控杯构建通路，向质控杯中注满纯水，由所述液位监测及溢流装置进行到位监测并反馈，直到溢流液进入废液池中，表示纯水加满。

S6.控制模块控制多通阀的前端接口T0和末端第一接口T7、第一三通阀的第一和第三接口、G4管道、注射泵启动、G6管道、第二三通阀的第二和第三接口、G7管道、第三三通阀的第一和第二接口、G9管道和质控杯构建通路，将纯水回抽15ml至废水池中，抽水量由所述液位监测及溢流装置、废水液位传感器以及注射泵共同控制或择一控制。

S7.控制模块控制多通阀的T2接口和前端接口T0、第一三通阀的第一和第三接口、G4管道、注射泵启动、G6管道、第二三通阀的第二和第三接口、G7管道、第三三通阀的第一和第二接口、G9管道和质控杯构建通路，向质控杯内注射8ml母液，注入的母液量由液位监测及溢流装置监控。

S8.控制模块控制多通阀上连接空气过滤器的接口T5和前端接口T0、第一三通阀的第一和第二接口、G3管道、蠕动泵、G5管道、第二三通阀的第一和第三接口、G7管道、第三三通阀的第一和第二接口、G9管道和质控杯构建通路，控制蠕动泵启动抽取空气对质控杯内的溶液进行摇匀。

S9.控制模块控制多通阀上连接纯水的接口T1和前端接口T0、第一三通阀的第一和第三接口、G4管道、注射泵启动、G6管道、第二三通阀的第二和第三接口、G7管道、第三三通阀的第一和第二接口、G9管道和质控杯构建通路，向质控杯内注射纯水进行定容，完成所需标准溶液的配置，注入的纯水量由液位监测及溢流装置监控。

完成上述步骤以后，标准溶液配制完毕，工控机控制水质多参数监测仪吸取质控液进行质控或校准测试。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1.一种适用于水质多参数监测仪的远程质控系统，其特征在于：包括水质多参数监测仪、质控杯、多通阀、蠕动泵、注射泵、控制模块、工控机、空气过滤器、纯水瓶和多个母液瓶；

所述纯水瓶和多个母液瓶内分别设置液位传感器，各液位传感器连接控制模块，用于液位监测；

所述纯水瓶、空气过滤器和多个母液瓶分别连接至多通阀的不同接口，所述多通阀由控制模块控制，以构建不同的阀路，组合不同的溶液；

所述多通阀的前端接口通过可切换的蠕动泵通路和注射泵通路连接至质控杯，所述蠕动泵和注射泵均由控制模块控制，用于配置不同的目标溶液；

水质多参数监测仪的监测管路连接至质控杯，水质多参数监测仪与工控机通信，用于检测水质参数并上传；

所述质控杯内设置液位监测及溢流装置，液位监测及溢流装置的溢流出口连接废液池，废液池内安装废液液位传感器，液位监测及溢流装置和废液液位传感器由控制模块控制，以监测质控杯和废液池的液位；

所述多通阀的末端第一接口连接废水池，用于存储反抽水，废水池内安装废水液位传感器，废水液位传感器连接控制模块，用于废水池内的液位监测；

所述多通阀的末端第二接口连接纯水瓶，配合所述蠕动泵用于阀路以及管道的清洗；

所述工控机与控制模块通信，用于配置控制模块的参数。

2.根据权利要求1所述的适用于水质多参数监测仪的远程质控系统，其特征在于：所述多通阀的前端接口连接第一三通阀的第一接口，所述第一三通阀的第二接口和第三接口分别连接至蠕动泵和注射泵的进口，所述蠕动泵和注射泵的出口分别连接至第二三通阀的第一接口和第二接口，所述第二三通阀的第三接口连接第三三通阀的第一接口，所述第三三通阀的第二接口连接质控杯，三个三通阀均由控制模块控制，以控制流体的行走路径以及路径的通断。

3.根据权利要求1或2所述的适用于水质多参数监测仪的远程质控系统，其特征在于：所述纯水瓶和多个母液瓶存放于冷藏柜中。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的适用于水质多参数监测仪的远程质控系统的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.根据所选母液瓶中的母液浓度、质控杯的体积和需要配置的质控液浓度，计算所需的母液量；

S2.控制模块控制多通阀上连接所选母液瓶的接口、多通阀的前端接口、第一三通阀的第一和第二接口、蠕动泵、第二三通阀的第一和第三接口、第三三通阀的第一和第二接口和质控杯构建通路，启动蠕动泵抽取母液对管路进行润洗；

S3.关闭第三三通阀的第一接口，打开三通阀的第二和第三接口，将润洗后的母液流到废液池中；

S4.控制模块控制液位传感器读取所选母液瓶和纯水瓶中的液体容量，判断是否满足本次配置需求，若不满足，报警并暂停，若满足，进行下一步；

S5.控制模块控制多通阀上连接纯水的接口、多通阀的前端接口、第一三通阀的第一和第二接口、蠕动泵、第二三通阀的第一和第三接口、第三三通阀的第一和第二接口和质控杯构建通路，向质控杯中注满纯水，由所述液位监测及溢流装置进行到位监测并反馈；

S6.控制模块控制多通阀的前端接口和末端第一接口、第一三通阀的第一和第三接口、注射泵启动、第二三通阀的第二和第三接口、第三三通阀的第一和第二接口和质控杯构建通路，将纯水回抽至废水池中，抽水量由所述液位监测及溢流装置、废水液位传感器以及注射泵共同控制或择一控制；

S7.控制模块控制多通阀上连接所选母液瓶的接口和前端接口、第一三通阀的第一和第三接口、注射泵启动、第二三通阀的第二和第三接口、第三三通阀的第一和第二接口和质控杯构建通路，向质控杯内注射母液，注入的母液量由液位监测及溢流装置监控；

S8.控制模块控制多通阀上连接空气过滤器的接口和前端接口、第一三通阀的第一和第二接口、蠕动泵、第二三通阀的第一和第三接口、第三三通阀的第一和第二接口和质控杯构建通路，控制蠕动泵启动抽取空气对质控杯内的溶液进行摇匀；

S9.控制模块控制多通阀上连接纯水的接口和前端接口、第一三通阀的第一和第三接口、注射泵启动、第二三通阀的第二和第三接口、第三三通阀的第一和第二接口和质控杯构建通路，向质控杯内注射纯水进行定容，完成所需标准溶液的配置，注入的纯水量由液位监测及溢流装置监控。

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