CN111965374B - 一种用于检测水体中多级酸性多糖含量的自动化设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于检测水体中多级酸性多糖含量的自动化设备及其使用方法，用于解决现有技术中水体中的酸性多糖含量检测复杂和检测精度较差的问题，包括包括壳体、容纳单元、预处理单元、染色单元、检测单元和控制单元，容纳单元安装在壳体上，第一排液管向过滤单元内排入待检测的溶液，溶液通过滤膜完成过滤，过滤后的溶液通过第二排液管进入到调节容器，当液面感应器感应到调节容器内的溶液高度到达预定时，停止向调节容器内排液，按比例通过第四排液管向调节容器加入染色剂，第三排液管排出的溶液通往检测单元，检测单元能够检测染完色后的溶液内酸性多糖的浓度，控制单元使得待检溶液能够依次通过各个单元，完成溶液内酸性多糖的浓度检测。

Description

一种用于检测水体中多级酸性多糖含量的自动化设备及其使 用方法

技术领域

本发明涉及水体质量监测领域，特别是涉及一种用于检测水体中多级酸性多糖含量的自动化设备及其使用方法。

背景技术

透明胞外聚合颗粒物，是以酸性多糖为主的一类透明物质，因其自身特征（如高黏性、高碳含量、吸附等）在水生态系统中生物地球化学循环中扮演着重要的角色，影响着污染物的迁移转化过程。在水处理过程中，该类透明物质对膜污染的影响也引起重视，随着研究的深入，越来越多的研究者发现，透明胞外聚合颗粒物不仅对水处理过程中生物膜的生成和膜污染产生重要影响，其前体包括胶体或溶解性酸性多糖物质（即通过过滤孔径＜0.2微米，以及孔径范围在0.05微米—0.2微米之间的物质）对水处理深度处理过程如反渗透、钠滤中的膜污染严重。因此，关注水体中酸性多糖不同形态（包含颗粒态、不同等级溶解态）的含量，有助于揭示其在水生态系统中的生态效应，还有助于水处理膜污染的机理解释，有利于进一步控制膜污染。

在测定水体中的酸性多糖含量时，现有技术中科研工作者通常利用较为简单的过滤装置来对样品进行前处理，在进行反应酸化过程中进行滴定调pH值，这些都停留在人工操作上，过程繁琐，若再对同一个水样进行分析不同形态分析，多次重复处理分析过程，浪费了大量的时间和人力，且在整个人工操作过程中带入很大的误差，造成数据的不合理性。因此，实现对水体中酸性多糖含量测定的自动化，且在同一装置内实现不同形态的含量快速测定，提高科研工作效率，同时还可将装置做好防水设施，方便投入在线监测使用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于检测水体中多级酸性多糖含量的自动化设备，用于解决现有技术中水体中的酸性多糖含量检测复杂和检测精度较差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于检测水体中多级酸性多糖含量的自动化设备，包括壳体、容纳单元、预处理单元、染色单元、检测单元和控制单元，

壳体，所述壳体内设置有支撑支架；

容纳单元，所述容纳单元用于容纳待检测的酸性多糖溶液，所述容纳单元包括原液容器、第一排液管和第一阀门，所述原液容器固定安装在所述壳体的上端，所述第一排液管的一端与所述原液容器底部连通，所述第一阀门用于控制所述第一排液管的通断；

预处理单元，所述预处理单元用于过滤酸性多糖溶液，所述预处理单元包括过滤盒、过滤网、第二排液管和第二阀门，所述过滤盒固定安装在所述支撑支架上且位于所述第一排液管另一端的正下方，所述过滤网固定安装在所述过滤盒的中部，过滤盒的下部有容积，所述过滤网用于放置滤膜，滤膜的材质是聚碳酸酯材质，滤膜放置在过滤网上，还设置有一个压边圈，压边圈是磁铁材质且过滤盒的材质是铁质的，压边圈的外侧与过滤盒的内径贴合，所述第二排液管的一端与所述过滤盒的底部连通，所述第二阀门用于控制所述第二排液管的通断；

染色单元，所述染色单元用于调节过滤后的酸性多糖溶液，所述染色单元包括调节容器、液面感应器、第三排液管、第三阀门、染色剂容器、第四排液管和第四阀门，所述调节容器固定安装在支撑支架上且位于所述第二排液管另一端的正下方，调节容器在支撑支架上的高度低于过滤盒，所述液面感应器竖直固定安装在所述调节容器的内侧，所述第三排液管的一端与所述调节容器的底部连通，所述第三阀门用于控制所述第三排液管的通断，所述染色剂容器安装在所述支撑支架上且所述染色剂容器高于所述调节容器，所述第四排液管的一端与所述染色剂容器的底部连通，所述第四排液管的另一端位于所述调节容器的上方，所述第四阀门用于控制所述第四排液管的通断；

检测单元，所述检测单元用于检溶液中酸性多糖的浓度，所述检测单元位于所述第三排液管的另一端下方；

控制单元，所述控制单元用于控制所述容纳单元、预处理单元、染色单元和检测单元的工作，所述控制单元安装在所述支撑支架上；所述检测单元包括检测容器、第五排液管、第五阀门、光源和波长检测仪，所述检测容器固定安装在所述支撑支架上且与所述第三排液管的另一端连通，所述第五排液管的一端与所述检测容器的底部连通，所述第五阀门控制所述第五排液管的通断，所述光源和所述波长检测仪分别固定安装在支撑支架上且位于所述检测容器的两侧，所述光源发出的光能够穿过所述检测容器，所述波长检测仪用于接收穿过所述检测容器的光；还包括pH调节单元，所述pH调节单元用于调节所述调节容器中溶液的pH值，所述pH调节单元包括调节剂容器、第六排液管、第六阀门和pH检测器，所述调节剂容器固定安装在所述支撑支架上，所述第六排液管的一端与所述调节剂容器的底部连通，所述第六排液管的另一端位于所述调节容器的上方，所述第六阀门用于控制所述第六排液管的通断，所述pH检测器固定安装在所述调节容器的内侧，调节容器、检测单元、第六排液管与酸化后的溶液接触的设备都具有耐酸性；所述预处理单元的数量有多个，多个所述预处理单元从上到下按阶梯型布置，安装在多个所述过滤盒上的滤膜尺寸从上到下逐渐减小，多个所述预处理单元下方分别对应设置有所述染色单元和所述检测单元，且多个所述第四排液管和多个所述第六排液管分别对应通向所述调节容器，相邻两个所述预处理单元之间通过第七排液管和第七阀门连接，所述第七排液管的一端与相邻两个所述预处理单元中高的所述过滤盒底部连通，所述第七排液管的另一端位于相邻两个所述预处理单元中低的所述过滤盒上部，所述第七阀门用于控制所述第七排液管的通断；所述第一排液管和所述第一阀门的数量均有多个且与所述预处理单元的数量相同，多个所述过滤盒的上方均对应设有所述第一排液管，多个所述第一阀门用于分别控制多个所述第一排液管的通断；还包括清洗单元，所述清洗单元用于清洗完成检测后设备上的酸性残留，所述清洗单元包括清洗液容器，第八排液管和第八阀门，所述清洗液容器安装在所述壳体上端，所述第八排液管的一端与所述清洗液容器底部连通，所述第八排液管的另一端固定在所述过滤盒上方，所述第八阀门用于控制所述第八排液管的通断，清洗单元和容纳单元的出水口是相通的；还包括废水收集单元，所述废水收集单元用于收集光学检测单元完成检测后的废水，所述废水收集单元包括废水箱，所述废水箱安装在所述壳体下端且位于所述第五排液管的下方，废水收集箱是一个密闭的箱子，废水收集箱的下方还设置排水口；所述支撑支架包括第一支架、第二支架、第三支架、第四支架、底板和至少两个滑轨，所述第一支架用于支撑所述预处理单元，所述第二支架用于支撑所述调节容器，所述第三支架用于支撑所述染色单元，所述第四支架用于支撑所述pH调节单元，所述第一支架、第二支架、第三支架、第四支架和检测单元均安装在所述底板上，所述底板下方安装有至少两个所述滑轨，所述底板能够在多个所述滑轨上水平滑动；所述壳体还设有门系统，所述门系统位于所述壳体的上侧，门系统的打开方式是向壳体外打开的；所述的用于检测水体中多级酸性多糖含量的自动化设备的使用方法，包括如下步骤：

过滤步骤，确定待检测酸性多糖的尺寸范围，在过滤网上放置对应尺寸的滤膜，打开第一阀门并关闭其他阀门，第一排水管向过滤盒内排入待检测溶液，溶液通过滤膜从而完成过滤，当需要检测多种尺寸酸性多糖溶液的浓度时，阶梯状布置多个预处理单元且预处理单元内的滤膜尺寸逐渐减小，同时再打开第七阀门，使得待检溶液通过多个过滤盒，完成多个过滤尺寸滤膜的过滤；

染色步骤，打开第二阀门并关闭其他阀门，当达到液面传感器感应的液面高度上升到设定的高度时，关闭第二阀门，同时打开第四阀门，向调节容器加入适量的染色剂，完成染色；

pH调节步骤，关闭其他阀门并打开第六阀门，向调节容器中加入pH调节剂，pH检测器检测溶液内的pH值，当溶液达到合适的pH值时，关闭第六阀门，完成pH调节；

检测步骤，打开第三阀门并关闭其他阀门，使得检测容器内进入调整了的溶液，此时打开光源和波长检测仪，光源的光穿过检测容器并被波长检测仪接受光信号，波长检测仪接收到的信号传输到控制单元与标准的酸性多糖溶液在光源照射下波长的范围作对比，从而确定溶液中过滤后的酸性多糖的浓度，完成一种溶液的检测，当检测多种尺寸的酸性多糖溶液时，检测出的相邻两种酸性多糖溶液的浓度差值即为两种过滤膜之间的酸性多糖溶液的浓度；

清洗步骤，打开第二阀门、第三阀门、第五阀门、第八阀门和第九阀门，关闭其他阀门，此时清洗液容器中的清洗液流入到设备，当pH检测器检测到溶液的pH值恢复到正常时，关闭第八阀门，待设备中溶液全部流出，关闭所有阀门，完成清洗。

如上所述，本发明的一种用于检测水体中多级酸性多糖含量的自动化设备，至少具有以下有益效果：

整个设备的各工作单元均安装在壳体内，容纳单元固定安装在壳体的上端，第一阀门控制第一排液管的通断，容纳单元的第一排液管位于过滤单元的上方，过滤盒的中部设置有过滤网，而过滤网上可以安装滤膜，通过第一排液管向过滤单元内排入待检测的溶液，溶液通过安装有滤膜的过滤网，从而完成过滤，第二排液管的下方设有调节容器，第二阀门控制第二排液管的通断，过滤后的溶液通过第二排液管进入到调节容器，而染色单元内的染色剂通过第四排液管通往调节容器，液面感应器竖直安装在调节容器内，当液面感应器感应到调节容器内过滤后的溶液高度到达预定的高度时，停止向调节容器内排液，此时按比例通过第四排液管向调节容器加入染色剂，第三阀门控制第三排液管的通断，第三排液管排出的完成染色的溶液通往检测单元，检测单元能够检测染完色后的溶液内酸性多糖的浓度，控制单元能够控制各个单元上阀门的通断和检测单元的检测，使得待检溶液能够依次通过各个单元，完成溶液内酸性多糖的浓度检测，通过更换不同过滤尺寸的滤膜，能够完成对同一溶液内不同尺寸范围的酸性多糖溶液的检测。

附图说明

图1显示为本发明的一种示意图。

图2显示为本发明的另一种示意图。

图3显示为本发明预处理单元的示意图。

图4显示为本发明的多级过滤示意图。

图5显示为本发明的流程图。

元件标号说明

1、壳体；11、支撑支架；111、第一支架；112、第二支架；113、第三支架；114、第四支架；115、底板；116、滑轨；12、门系统；

2、容纳单元；21原液容器；22、第一排液管；23、第一阀门；24、第九阀门；

3、预处理单元；31过滤盒；32、过滤网；33、第二排液管；34、第二阀门；35、压边圈；36、第七排液管；37、第七阀门；

4、染色单元；41、调节容器；42、液面感应器；43、第四排液管；44、第四阀门；45染色剂容器；46、第三排液管；47、第三阀门；

5、检测单元；51、检测容器；52、第五排液管；53、第五阀门；54、光源；55、波长检测仪；

6、控制单元；

7、pH调节单元；71、调节剂容器；72、第六排液管；73、第六阀门；74、pH检测器；

8、清洗单元；81、清洗液容器；82、第八排液管；83、第八阀门；

9、废水收集单元；91、废水箱。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。

请参阅图1至图5，本发明提供一种用于检测水体中多级酸性多糖含量的自动化设备，包括壳体1、容纳单元2、预处理单元3、染色单元4、检测单元5和控制单元6。

壳体1，所述壳体1内设置有支撑支架11，支撑支架11用于支撑预处理单元3、染色单元4、检测单元5和控制单元6等，壳体1用于容纳整个检测设备，使得设备可以是密闭的一体式设备，降低检测过程中外部环境对检测结果的影响，同时也方便转运；

容纳单元2，所述容纳单元2用于容纳待检测的酸性多糖溶液，所述容纳单元2包括原液容器21、第一排液管22和第一阀门23，所述原液容器21固定安装在所述壳体1的上端，安装的方式可以是粘接或螺接等，原液容器21上方还可以设置一个进水口，当检测完一种溶液后，可以通过上方的进水口更换原液，所述第一排液管22的一端与所述原液容器21底部连通，所述第一阀门23用于控制所述第一排液管22的通断，第一阀门23可以是电磁阀，电磁阀的通断被控制单元6控制；

预处理单元3，所述预处理单元3用于过滤酸性多糖溶液，所述预处理单元3包括过滤盒31、过滤网32、第二排液管33和第二阀门34，过滤盒31在上端的形状可以是漏斗形，使得第一排液管22排出的溶液不会溅出去，所述过滤盒31固定安装在所述支撑支架11上且位于所述第一排液管22另一端的正下方，所述过滤网32固定安装在所述过滤盒31的中部，过滤网32上的网孔尺寸可以较大，只要能够支撑滤膜，避免滤膜被容器冲坏即可，过滤盒31的下部要有一定的容积，避免过滤完后的溶液将滤膜顶起来，达不到过滤的效果，所述过滤网32用于放置滤膜，滤膜的材质选择可以是聚碳酸酯材质，滤膜放置在过滤网32上，还需要有一个压边圈35，压边圈35可以是磁铁材质且过滤盒31的材质是铁质的，压边圈35的外侧与过滤盒31的内径贴合，压边圈35是可拆卸的，使得滤膜可以随时更换，压边圈35的存在使得当滤膜放置好后，在过滤过程中不会被通过的溶液将滤膜的位置冲开，所述第二排液管33的一端与所述过滤盒31的底部连通，所述第二阀门34用于控制所述第二排液管33的通断，第二阀门34可以是电磁阀，电磁阀的通断被控制单元6控制；

染色单元4，所述染色单元4用于调节过滤后的酸性多糖溶液，所述染色单元4包括调节容器41、液面感应器42、第三排液管46、第三阀门47、染色剂容器45、第四排液管43和第四阀门44，所述调节容器41固定安装在支撑支架11上且位于所述第二排液管33另一端的正下方，调节容器41在支撑支架11上的高度低于过滤盒31，所述液面感应器42竖直固定安装在所述调节容器41的内侧，液面感应器42的安装方式可以是粘接，液面感应器42可以测量多个液面高度且将测量的高度传回到控制单元6，所述第三排液管46的一端与所述调节容器41的底部连通，所述第三阀门47用于控制所述第三排液管46的通断，第三阀门47可以是电磁阀，电磁阀的通断被控制单元6控制，所述染色剂容器45安装在所述支撑支架11上且所述染色剂容器45高于所述调节容器41，染色剂可以是5%酸性阿尔辛蓝溶液，所述第四排液管43的一端与所述染色剂容器45的底部连通，所述第四排液管43的另一端位于所述调节容器41的上方，所述第四阀门44用于控制所述第四排液管43的通断，第四阀门44可以是电磁阀，电磁阀的通断被控制单元6控制，第二排液管33排出过滤后的溶液进入到调节容器41，当液面到达一定高度时，第二排液管33停止排液，控制单元6根据此时的液面高度，按照比例控制第四排液管43向调节容器41中排入定量的染色剂，当检测溶液为地表水时，溶液和染色剂的比例可以是5:1，染色剂的量到达液面感应器42设定的高度时，停止加入染色剂，完成了对溶液的染色，此外，还可通过液面感应器42判断滤膜是否堵塞，如果液面高度很长时间都未达到设定固定值，可由此判断预处理单元3中的滤膜堵塞，需要更换；

检测单元5，所述检测单元5用于检溶液中酸性多糖的浓度，所述检测单元5位于所述第三排液管46的另一端下方，检测单元5的检测方式可以是光学检测，通过光线照射待检测的溶液，收集到吸光度传入到控制单元6中，利用标准溶液所得的浓度—吸光度数学模型换算出溶液中的酸性多糖浓度；

控制单元6，所述控制单元6用于控制所述容纳单元2、预处理单元3、染色单元4和检测单元5的工作，所述控制单元6安装在所述支撑支架11上，控制单元6主要控制设备上全部阀门的通断、液面感应器42高度信息收集和检测单元5对溶液的检测，控制单元6为现有常用的技术，具体原理不做累述。

整个设备的各工作单元均安装在壳体1内，容纳单元2固定安装在壳体1的上端，第一阀门23控制第一排液管22的通断，容纳单元2的第一排液管22位于过滤单元的上方，过滤盒31的中部设置有过滤网32，而过滤网32上可以安装滤膜，通过第一排液管22向过滤单元内排入待检测的溶液，溶液通过安装有滤膜的过滤网32，从而完成过滤，第二排液管33的下方设有调节容器41，第二阀门34控制第二排液管33的通断，过滤后的溶液通过第二排液管33进入到调节容器41，而染色单元4内的染色剂通过第四排液管43通往调节容器41，液面感应器42竖直安装在调节容器41内，当液面感应器42感应到调节容器41内过滤后的溶液高度到达预定的高度时，停止向调节容器41内排液，此时按比例通过第四排液管43向调节容器41加入染色剂，第三阀门47控制第三排液管46的通断，第三排液管46排出的完成染色的溶液通往检测单元5，检测单元5能够检测染完色后的溶液内酸性多糖的浓度，控制单元6能够控制各个单元上阀门的通断和检测单元5的检测，使得待检溶液能够依次通过各个单元，完成溶液内酸性多糖的浓度检测，通过更换不同过滤尺寸的滤膜，能够完成对同一溶液内不同尺寸范围的酸性多糖溶液的检测。

请参阅图1至图5，本实施例中，所述检测单元5包括检测容器51、第五排液管52、第五阀门53、光源54和波长检测仪55，所述检测容器51固定安装在所述支撑支架11上且与所述第三排液管46的另一端连通，所述第五排液管52的一端与所述检测容器51的底部连通，所述第五阀门53控制所述第五排液管52的通断，第五阀门53可以是电磁阀，电磁阀的通断被控制单元6控制，所述光源54和所述波长检测仪55分别固定安装在支撑支架11上且位于所述检测容器51的两侧，光源54和波长检测仪55在检测容器51的两侧相对安装，光源54可以使LED光源，所述光源54发出的光能够穿过所述检测容器51，所述波长检测仪55用于接收穿过所述检测容器51的光，当检测溶液为地表水时，检测波长范围可设为600-630nm，优选地设置为610nm，所得的吸光度数据传入控制单元6中，利用标准溶液所得的浓度—吸光度数学模型换算出水体中酸性多糖浓度，当检测同一溶液的多种尺寸的酸性多糖浓度时，通过检测单元5的结果相减，即可得到两种尺寸范围之间的酸性多糖的浓度。

请参阅图1至图5，本实施例中，还包括pH调节单元7，所述pH调节单元7用于调节所述调节容器41中溶液的pH值，所述pH调节单元7包括调节剂容器71、第六排液管72、第六阀门73和pH检测器74，所述调节剂容器71固定安装在所述支撑支架11上，pH调节剂可以是90%冰乙酸溶液，所述第六排液管72的一端与所述调节剂容器71的底部连通，所述第六排液管72的另一端位于所述调节容器41的上方，所述第六阀门73用于控制所述第六排液管72的通断，第六阀门73可以是电磁阀，电磁阀的通断被控制单元6控制，所述pH检测器74固定安装在所述调节容器41的内侧，pH检测器74的安装方式可以是粘接，pH检测器74为现有成熟技术，具体原理不做累述，当调剂容器完成染色后，通过控制第六排液管72向调节容器41内加入酸性调节剂，调节溶液的pH值，pH值的设定范围为2-4，优选地为2.5，将调节容器41内溶液的pH调节为酸性，使得在对溶液进行检测时，溶液内的酸性多糖保持稳定，使得测量处的酸性多糖的浓度更加准确，调节容器41、检测单元5、第六排液管72等与酸化后的溶液接触的设备都需要有一定的耐酸性，避免被强酸腐蚀。

请参阅图1至图4，本实施例中，所述预处理单元3的数量有多个，多个所述预处理单元3从上到下按阶梯型布置，安装在多个所述过滤盒31上的滤膜尺寸从上到下逐渐减小，使得待检测的溶液能够从上到下依次过滤，且过滤的滤膜尺寸也一次减小，使得同一种溶液能够一次完成多次过滤，多个所述预处理单元3下方分别对应设置有所述染色单元4和所述检测单元5，且多个所述第四排液管43和多个所述第六排液管72分别对应通向所述调节容器41，每个过滤单元下均对应设置染色单元4和检测单元5使得每个完成过滤的溶液均能够检测溶液中过滤后的酸性多糖的浓度，相邻两个酸性多糖浓度只差即为滤膜上两个尺寸范围内的酸性多糖浓度，当需要测量某个范围内的酸性多糖颗粒的浓度时，只需要选择对应尺寸的滤膜，测量出两种滤膜过滤后酸性多糖的浓度，然后相减即可得到该尺寸范围内的酸性多糖颗粒的浓度，相邻两个所述预处理单元3之间通过所述第七排液管36和第七阀门37连接，所述第七排液管36的一端与相邻两个所述预处理单元3中高的所述过滤盒31底部连通，所述第七排液管36的另一端位于相邻两个所述预处理单元3中低的所述过滤盒31上部，使得上一个预处理单元3过滤后的溶液能够直接进入到下一个预处理单元3的过滤盒31内，所述第七阀门37用于控制所述第七排液管36的通断，第七阀门37可以是电磁阀，电磁阀的通断被控制单元6控制。

请参阅图1至图2，本实施例中，所述第一排液管22和所述第一阀门23的数量均有多个且与所述预处理单元3的数量相同，多个所述过滤盒31的上方均对应设有所述第一排液管22，多个所述第一阀门23用于分别控制多个所述第一排液管22的通断，当有多个预处理单元3，而只需要使用某个中间的预处理单元3时，只需要打开该预处理单元3上方对应的第一阀门23即可，不需要每次溶液都经过所有的预处理单元3，避免使用多次使得滤膜堵塞，降低了滤膜寿命，也提高了工作效率。

请参阅图1至图5，本实施例中，还包括清洗单元8，所述清洗单元8用于清洗完成检测后设备上的酸性残留，所述清洗单元8包括清洗液容器81，第八排液管82和第八阀门83，所述清洗液容器81安装在所述壳体1上端，清洗液容器81内的溶液可以是弱碱性纯水溶液（溶液pH值范围为7-7.5），在清洗过程中，弱碱性纯水溶液能够将各个单元上残留的酸性中和并清洗，使得下一次在测量时结果更加准确，所述第八排液管82的一端与所述清洗液容器81底部连通，所述第八排液管82的另一端固定在所述过滤盒31上方，所述第八阀门83用于控制所述第八排液管82的通断，第八阀门83可以是电磁阀，电磁阀的通断被控制单元6控制，当预处理单元3有多个时，清洗单元8和容纳单元2的出水口可以是相通的且通过第九阀门24控制通断，第九阀门24可以是电磁阀，电磁阀的通断被控制单元6控制，即在打开第一阀门23和第九阀门24并关闭第八阀门83时，此时原液容器21内的溶液通往预处理单元3，当打开第八阀门83和第九阀门24并关闭第一阀门23时，此时清洗液流入到预处理单元3进行清理过程。

请参阅图1至图5，本实施例中，还包括废水收集单元9，所述废水收集单元9用于收集光学检测单元5完成检测后的废水，废水收集单元9必须要有耐酸性，避免被酸化后的溶液腐蚀，所述废水收集单元9包括废水箱91，所述废水箱91安装在所述壳体1下端且位于所述检第五排液管52的下方，废水收集箱可以是一个密闭的箱子，避免箱内的酸性溶液挥发而腐蚀设备，增加废水收集单元9避免了酸性的溶液直接排入环境中，废水收集箱的下方还可以设置排水口，当废水收集箱中的溶液装满后，溶液沿着排水口排向专门处理的容器处理即可，同时废水收集单元9也使得设备方便移动。

请参阅图1至图2，本实施例中，所述支撑支架11包括第一支架111、第二支架112、第三支架113、第四支架114、底板115和至少两个滑轨116，所述第一支架111用于支撑所述预处理单元3，所述第二支架112用于支撑所述调节容器41，所述第三支架113用于支撑所述染色单元4，所述第四支架114用于支撑所述pH调节单元7，所述第一支架111、第二支架112、第三支架113、第四支架114和检测单元5均安装在所述底板115上，所述底板115下方安装有至少两个所述滑轨116，所述底板115能够在多个所述滑轨116上水平滑动，将位于滑轨116滑动方向上一侧的壳体1打开，就能够对设备进行检修，使得检修更加方便，也可以在侧边更换滤膜等，滑轨116的上还要设有锁止机构，能够将支撑支架11固定在壳体1内部，避免在检测溶液时滑动。

请参阅图1至图2，本实施例中，所述壳体1还设有门系统12，所述门系统12位于所述壳体1的上侧，门系统12的打开方式是向壳体1外打开的，壳体1上侧设置门系统12，使得当需要更换滤膜时，将门系统12打开就可以更换，更换滤膜更加方便。

请参阅图1至图5，一种用于检测水体中多级酸性多糖含量的自动化设备的使用方法，包括如下步骤：

过滤步骤，确定待检测酸性多糖的尺寸范围，在过滤网32上放置对应尺寸的滤膜，滤膜材质选择聚碳酸酯材质，打开第一阀门23并关闭其他阀门，第一排水管向过滤盒31内排入待检测溶液，溶液通过滤膜从而完成过滤，当需要检测多种尺寸酸性多糖溶液的浓度时，阶梯状布置多个预处理单元3且预处理单元3内的滤膜尺寸逐渐减小，同时再打开第七阀门37，使得待检溶液通过多个过滤盒31，完成多个过滤尺寸滤膜的过滤，预处理单元3设置四种过滤尺寸，包括原水（零级处理）和三个等级过滤处理，其中三个等级过滤处理分别为一级过滤，其孔径为0.45 微米，二级过滤，其孔径为0.2 微米，三级过滤，其孔径为0.05微米，预处理单元3对水样进行四种处理后的水样测定所得的酸性多糖形态分别对应为：零级处理后测定得出的酸性多糖为总酸性多糖，一级过滤处理后得到的酸性多糖为总溶解态酸性多糖，二级过滤处理得到小于0.2微米的溶解态酸性多糖，三级过滤处理得到<0.05微米的溶解性酸性多糖，通过零级处理测定得到的数值减去一级处理得到的数值为颗粒态酸性多糖含量；进一步地由此类推，通过一级处理后分析得到的数值减去二级后的数值可得到处于0.2 微米---0.45 微米之间的酸性多糖浓度，二级减去三级可得0.05 微米—0.45微米之间的胶体态酸性多糖；

染色步骤，打开第二阀门34并关闭其他阀门，当达到液面传感器感应的液面高度上升到设定的高度时，关闭第二阀门34，同时打开第四阀门44，向调节容器41加入适量的染色剂，完成染色，染色剂可以是5%酸性阿尔辛蓝溶液，加入染色剂的量是否合适，以标准样品的最大和最小吸光度之间，吸光度通过光学信号反溃信息自动调整加入量，针对自然地表水，溶液体积与染色剂体积比例为5：1；

pH调节步骤，关闭其他阀门并打开第六阀门73，向调节容器41中加入pH调节剂，pH调节剂可以是90%冰乙酸溶液，pH检测器74检测溶液内的pH值，当溶液达到合适的pH值时，关闭第六阀门73，完成pH调节，调节后的pH值范围为2-4，优选地为2.5；

检测步骤，打开第三阀门47并关闭其他阀门，使得检测容器51内进入调整好的溶液，此时打开光源54和波长检测仪55，光源54发出的光穿过检测容器51并被波长检测仪55接受光信号，波长检测仪55接收到的信号传输到控制单元6与标准的酸性多糖溶液在光源54照射下波长的范围作对比，从而确定溶液中过滤后的酸性多糖的浓度，完成一种溶液的检测，检测光源54可以采用LED灯，检测波长范围可设为600-630nm，优选地设置为610nm，当检测多种尺寸的酸性多糖溶液时，检测出的相邻两种酸性多糖溶液的浓度差值即为两种过滤膜尺寸之间的酸性多糖颗粒的浓度；

清洗步骤，打开第二阀门34、第三阀门47、第五阀门53、第八阀门83和第九阀门24，关闭其他阀门，此时清洗液容器81中的清洗液流入到设备，清洗液可以是略碱性纯水溶液，溶液pH值范围为7-7.5，当pH检测器74检测到溶液的pH值恢复到正常时，关闭第八阀门83，待设备中溶液全部流出，关闭所有阀门，完成清洗。

综上所述，本发明，整个设备的各工作单元均安装在壳体1内，容纳单元2固定安装在壳体1的上端，第一阀门23控制第一排液管22的通断，容纳单元2的第一排液管22位于过滤单元的上方，过滤盒31的中部设置有过滤网32，而过滤网32上可以安装滤膜，通过第一排液管22向过滤单元内排入待检测的溶液，溶液通过安装有滤膜的过滤网32，从而完成过滤，第二排液管33的下方设有调节容器41，第二阀门34控制第二排液管33的通断，过滤后的溶液通过第二排液管33进入到调节容器41，而染色单元4内的染色剂通过第四排液管43通往调节容器41，液面感应器42竖直安装在调节容器41内，当液面感应器42感应到调节容器41内过滤后的溶液高度到达预定的高度时，停止向调节容器41内排液，此时按比例通过第四排液管43向调节容器41加入染色剂，第三阀门47控制第三排液管46的通断，第三排液管46排出的完成染色的溶液通往检测单元5，检测单元5能够检测染完色后的溶液内酸性多糖的浓度，控制单元6能够控制各个单元上阀门的通断和检测单元5的检测，使得待检溶液能够依次通过各个单元，完成溶液内酸性多糖的浓度检测，通过更换不同过滤尺寸的滤膜，能够完成对同一溶液内不同尺寸范围的酸性多糖溶液的检测。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (1)

1.一种用于检测水体中多级酸性多糖含量的自动化设备，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内设置有支撑支架；

容纳单元，所述容纳单元用于容纳待检测的酸性多糖溶液，所述容纳单元包括原液容器、第一排液管和第一阀门，所述原液容器固定安装在所述壳体的上端，所述第一排液管的一端与所述原液容器底部连通，所述第一阀门用于控制所述第一排液管的通断；

预处理单元，所述预处理单元用于过滤酸性多糖溶液，所述预处理单元包括过滤盒、过滤网、第二排液管和第二阀门，所述过滤盒固定安装在所述支撑支架上且位于所述第一排液管另一端的正下方，所述过滤网固定安装在所述过滤盒的中部，过滤盒的下部有容积，所述过滤网用于放置滤膜，滤膜的材质是聚碳酸酯材质，滤膜放置在过滤网上，还设置有一个压边圈，压边圈是磁铁材质且过滤盒的材质是铁质的，压边圈的外侧与过滤盒的内径贴合，所述第二排液管的一端与所述过滤盒的底部连通，所述第二阀门用于控制所述第二排液管的通断；

染色单元，所述染色单元用于调节过滤后的酸性多糖溶液，所述染色单元包括调节容器、液面感应器、第三排液管、第三阀门、染色剂容器、第四排液管和第四阀门，所述调节容器固定安装在支撑支架上且位于所述第二排液管另一端的正下方，调节容器在支撑支架上的高度低于过滤盒，所述液面感应器竖直固定安装在所述调节容器的内侧，所述第三排液管的一端与所述调节容器的底部连通，所述第三阀门用于控制所述第三排液管的通断，所述染色剂容器安装在所述支撑支架上且所述染色剂容器高于所述调节容器，所述第四排液管的一端与所述染色剂容器的底部连通，所述第四排液管的另一端位于所述调节容器的上方，所述第四阀门用于控制所述第四排液管的通断；

检测单元，所述检测单元用于检溶液中酸性多糖的浓度，所述检测单元位于所述第三排液管的另一端下方；

控制单元，所述控制单元用于控制所述容纳单元、预处理单元、染色单元和检测单元的工作，所述控制单元安装在所述支撑支架上；所述检测单元包括检测容器、第五排液管、第五阀门、光源和波长检测仪，所述检测容器固定安装在所述支撑支架上且与所述第三排液管的另一端连通，所述第五排液管的一端与所述检测容器的底部连通，所述第五阀门控制所述第五排液管的通断，所述光源和所述波长检测仪分别固定安装在支撑支架上且位于所述检测容器的两侧，所述光源发出的光能够穿过所述检测容器，所述波长检测仪用于接收穿过所述检测容器的光；还包括pH调节单元，所述pH调节单元用于调节所述调节容器中溶液的pH值，所述pH调节单元包括调节剂容器、第六排液管、第六阀门和pH检测器，所述调节剂容器固定安装在所述支撑支架上，所述第六排液管的一端与所述调节剂容器的底部连通，所述第六排液管的另一端位于所述调节容器的上方，所述第六阀门用于控制所述第六排液管的通断，所述pH检测器固定安装在所述调节容器的内侧，调节容器、检测单元、第六排液管与酸化后的溶液接触的设备都具有耐酸性；所述预处理单元的数量有多个，多个所述预处理单元从上到下按阶梯型布置，安装在多个所述过滤盒上的滤膜尺寸从上到下逐渐减小，多个所述预处理单元下方分别对应设置有所述染色单元和所述检测单元，且多个所述第四排液管和多个所述第六排液管分别对应通向所述调节容器，相邻两个所述预处理单元之间通过第七排液管和第七阀门连接，所述第七排液管的一端与相邻两个所述预处理单元中高的所述过滤盒底部连通，所述第七排液管的另一端位于相邻两个所述预处理单元中低的所述过滤盒上部，所述第七阀门用于控制所述第七排液管的通断；所述第一排液管和所述第一阀门的数量均有多个且与所述预处理单元的数量相同，多个所述过滤盒的上方均对应设有所述第一排液管，多个所述第一阀门用于分别控制多个所述第一排液管的通断；还包括清洗单元，所述清洗单元用于清洗完成检测后设备上的酸性残留，所述清洗单元包括清洗液容器，第八排液管和第八阀门，所述清洗液容器安装在所述壳体上端，所述第八排液管的一端与所述清洗液容器底部连通，所述第八排液管的另一端固定在所述过滤盒上方，所述第八阀门用于控制所述第八排液管的通断，清洗单元和容纳单元的出水口是相通的；还包括废水收集单元，所述废水收集单元用于收集光学检测单元完成检测后的废水，所述废水收集单元包括废水箱，所述废水箱安装在所述壳体下端且位于所述第五排液管的下方，废水收集箱是一个密闭的箱子，废水收集箱的下方还设置排水口；所述支撑支架包括第一支架、第二支架、第三支架、第四支架、底板和至少两个滑轨，所述第一支架用于支撑所述预处理单元，所述第二支架用于支撑所述调节容器，所述第三支架用于支撑所述染色单元，所述第四支架用于支撑所述pH调节单元，所述第一支架、第二支架、第三支架、第四支架和检测单元均安装在所述底板上，所述底板下方安装有至少两个所述滑轨，所述底板能够在多个所述滑轨上水平滑动；所述壳体还设有门系统，所述门系统位于所述壳体的上侧，门系统的打开方式是向壳体外打开的；所述的用于检测水体中多级酸性多糖含量的自动化设备的使用方法，包括如下步骤：

过滤步骤，确定待检测酸性多糖的尺寸范围，在过滤网上放置对应尺寸的滤膜，打开第一阀门并关闭其他阀门，第一排水管向过滤盒内排入待检测溶液，溶液通过滤膜从而完成过滤，当需要检测多种尺寸酸性多糖溶液的浓度时，阶梯状布置多个预处理单元且预处理单元内的滤膜尺寸逐渐减小，同时再打开第七阀门，使得待检溶液通过多个过滤盒，完成多个过滤尺寸滤膜的过滤；

染色步骤，打开第二阀门并关闭其他阀门，当达到液面传感器感应的液面高度上升到设定的高度时，关闭第二阀门，同时打开第四阀门，向调节容器加入适量的染色剂，完成染色；

pH调节步骤，关闭其他阀门并打开第六阀门，向调节容器中加入pH调节剂，pH检测器检测溶液内的pH值，当溶液达到合适的pH值时，关闭第六阀门，完成pH调节；

检测步骤，打开第三阀门并关闭其他阀门，使得检测容器内进入调整了的溶液，此时打开光源和波长检测仪，光源的光穿过检测容器并被波长检测仪接受光信号，波长检测仪接收到的信号传输到控制单元与标准的酸性多糖溶液在光源照射下波长的范围作对比，从而确定溶液中过滤后的酸性多糖的浓度，完成一种溶液的检测，当检测多种尺寸的酸性多糖溶液时，检测出的相邻两种酸性多糖溶液的浓度差值即为两种过滤膜之间的酸性多糖溶液的浓度；

清洗步骤，打开第二阀门、第三阀门、第五阀门、第八阀门和第九阀门，关闭其他阀门，此时清洗液容器中的清洗液流入到设备，当pH检测器检测到溶液的pH值恢复到正常时，关闭第八阀门，待设备中溶液全部流出，关闭所有阀门，完成清洗。