CN112083119A - 一种高锰酸盐指数分析仪 - Google Patents

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张同同
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黄升
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Abstract

本发明公开了一种高锰酸盐指数分析仪,包括多通阀组件、蠕动泵、消解组件和排液组件。其中,多通阀组件包括多个通道,全部通道均与蠕动泵入口相连,全部通道中均设有开关阀。抽取样品或试剂时,开启对应的开关阀,从而使相应的通道与蠕动泵的入口连通。蠕动泵转动将该溶液送入消解组件的消解杯中,加热结构对消解杯中的溶液进行加热,样品和试剂在消解杯中发生反应,完成高锰酸盐指数测定。随后排液组件将测定后的溶液排出。高锰酸盐指数分析仪通过多通阀组件与蠕动泵配合使用,完成样品和试剂的抽取。使得高锰酸盐指数分析仪的流路得到了简化,降低了制造成本和维护成本,同时降低了高锰酸盐指数分析仪的故障率,提升了其稳定性和便利性。

Description

一种高锰酸盐指数分析仪
技术领域
本发明涉及水环境在线监测设备技术领域,特别涉及一种高锰酸盐指数分析仪。
背景技术
地表水中高锰酸盐指数是反应水体中有机及无机可氧化物质污染的常用指标,地表水自动监测过程中常采用高锰酸盐滴定法检测高锰酸盐指数。高锰酸盐滴定法的具体做法为:取一定量体积的水样,加入适量的高锰酸钾和硫酸,充分混匀后消解一定时间,再加入过量的草酸钠,进行还原,最后缓慢加入高锰酸钾,通过反应溶液的电位值或者颜色突变判断滴定终点,根据氧化剂消耗量反推出水样的高锰酸盐指数。
地表水的高锰酸盐指数通常由自动检测仪器进行测量,高锰酸盐指数的测量过程受诸多条件的影响,要保证测量结果准确,需要严格控制氧化剂含量、还原剂含量、取样量、酸度、加热温度、消解时间和滴定终点判定等因素。其中,加热温度、取样量、试剂计量准确度对于自动检测仪器的运行稳定性有着至关重要的作用。
现有技术中,自动检测仪器通常采用多个蠕动泵分别抽取水样、氧化剂、还原剂等,这导致自动检测仪器的流路复杂,为后期运维带来较大困难。
因此,如何提供一种流路简洁、稳定的高锰酸盐指数分析仪是本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高锰酸盐指数分析仪,其通过多通阀组件将蠕动泵的入口与不同的通道连通,实现样品和试剂的抽取,简化了流路的结构。
为实现上述目的,本发明提供一种高锰酸盐指数分析仪,包括:
蠕动泵,用于抽取样品和试剂;
多通阀组件,包括多个通道,全部所述通道均与所述蠕动泵入口相连,全部所述通道中均设有开关阀;
消解组件,包括用以混合样品和试剂的消解杯和用以加热所述消解杯中的溶液的加热机构,所述消解杯和所述蠕动泵的出口相连;
排液组件,与所述消解杯相连、用以排出所述消解杯中的溶液。
优选地,所述多通阀组件包括两个六通阀,所述六通阀包括6条所述通道和主流道,全部所述通道均与所述主流道连通,两个所述六通阀分别为第一六通阀和第二六通阀,所述第一六通阀的所述主流道与所述第二六通阀的一条所述通道相连,所述第二六通阀的所述主流道与所述蠕动泵的入口相连。
优选地,所述排液组件包括与所述消解杯相连的排液管、用以将废液送入排液系统的废液回收泵以及用以直接排放废液的废液直排泵。
优选地,所述排液管中设有电磁排液阀。
优选地,所述排液组件还包括排液嘴,所述排液管与所述排液嘴相连,所述排液嘴与所述消解杯为一体成型结构件。
优选地,所述加热机构为缠绕于所述消解杯外周的加热带,所述加热带连有用以避免超温的熔断器。
优选地,所述多通阀组件和所述蠕动泵之间设有用以检测取液管路中液位的液位检测器。
优选地,所述消解组件还包括用以降低所述消解杯的温度的散热风扇。
优选地,所述消解组件还包括用以搅拌所述消解杯中的溶液的磁力搅拌机构,所述磁力搅拌机构包括磁力搅拌电机、电机固定座以及设置于所述消解杯中的磁力搅拌子。
优选地,所述消解组件还包括用以检测消解杯中溶液参数的ORP 电极机构。
本发明所提供的高锰酸盐指数分析仪,包括多通阀组件、蠕动泵、消解组件和排液组件。其中,多通阀组件包括多个通道,全部通道均与蠕动泵入口相连,全部通道中均设有开关阀。抽取样品或试剂时,开启对应的开关阀,从而使相应的通道与蠕动泵的入口连通。蠕动泵转动将该溶液送入消解组件的消解杯中,加热机构对消解杯中的溶液进行加热,样品和试剂在消解杯中发生反应,完成高锰酸盐指数测定。随后排液组件将测定后的溶液排出。
高锰酸盐指数分析仪通过多通阀组件与蠕动泵配合使用,完成样品和试剂的抽取。使得高锰酸盐指数分析仪的流路得到了简化,降低了制造成本和维护成本,同时降低了高锰酸盐指数分析仪的故障率,提升了其稳定性和便利性。
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,下面将对实施例或现有技术描述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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的高锰酸盐指数分析仪的主视图;
图2为图1中中柜的结构示意图;
图3为图1中高锰酸盐指数分析仪的侧视图;
图4为高锰酸盐指数分析仪中流路的结构示意图。
其中,图1至图4中的附图标记为:
柜体1、多通阀组件2、液位检测器3、蠕动泵4、消解组件5、电磁排液阀6、废液回收泵7、废液直排泵8、显示屏9、上柜11、中柜12、下柜13、散热口14、中柜门15、第一六通阀21、第二六通阀 22、消解杯51、ORP电极机构52、磁力搅拌机构53、加热带54。
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。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图4,图1为本发明所提供的高锰酸盐指数分析仪的主视图;图2为图1中中柜的结构示意图;图3为图1中高锰酸盐指数分析仪的侧视图;图4为高锰酸盐指数分析仪中流路的结构示意图。
本发明所提供的高锰酸盐指数分析仪包括柜体1和流路。如图1 所示,柜体1包括上柜11、中柜12和下柜13,流路设置在中柜12 内。具体的,流路包括多通阀组件2、蠕动泵4、消解组件5和排液组件。其中,多通阀组件2包括多个通道,每个通道中都设有开关阀。全部通道均与取液管路连通,取液管路与消解组件5相连,用于将样品和试剂送入消解组件5的消解杯51中。蠕动泵4设置在取液管路中,用于为溶液提供动力。检测过程中,在需要抽取某种溶液时,相应的开关阀开启,使相应的通道与取液管路连通,该溶液经蠕动泵4升压后输送入消解杯51中。
蠕动泵4能够完成样品、氧化剂、酸液和还原剂的计量。本申请的一种具体实施方式中需要样品80毫升、氧化剂8毫升、酸液4毫升和还原剂8毫升,各物质可通过蠕动泵4定量抽取,进而保证检测结果准确。而且蠕动泵4还具有反转功能,能供使多余的试剂回流回储存容器中,避免试剂浪费。
可选的,多通阀组件2的结构可参考图4,多通阀组件2包括两个六通阀,每个六通阀包括6条通道和1条主流道,全部通道均与主流道连通。两个六通阀分别为第一六通阀21和第二六通阀22,第一六通阀21的主流道与第二六通阀22的一条通道相连,第二六通阀22的主流道与蠕动泵4的入口相连。因而,多通阀组件2共有12条通道,分别以字母A-L进行标记,其中F通道为连接通道,用于连接第一六通阀21的主流道,另外11条通道可用于抽取不同的物料。具体的, A通道连接纯水、B通道连接氧化剂、C通道连接还原剂、D通道连接酸液、E通道连接碱液、G通道连接空气,上述通道均为试剂通道。抽取液体过程中,首先该液体通道与蠕动泵4连通,蠕动泵4转动抽取预设剂量的液体,随后该通道的开关阀关闭,空气通道的与蠕动泵 4连通,蠕动泵4继续转动,通过空气将液体输送至消解杯51中。H 通道连接标准样、I通道用于跨度核准、J通道用于零点核准,三者为核准通道。K通道为校核通道,L通道为水样通道。每条通道均设有一个开关阀,开关阀保持常闭状态,操作人员根据需要开启各通道。各通道配合使用可以实现水样高锰酸盐指数的测定、设备清洗、核准、校核等多种操作。当然,用户也可根据需要自行设定各通道功能,在此不做限定。
可选的,多通阀组件2和蠕动泵4之间设有液位检测器3。具体的,液位检测器3为气泡传感器,其通过检测取液管路中气泡的位置判断液体的位置。另外,当蠕动泵4不断运转,而液位检测器3始终无法检测到液体的位置,则说明高锰酸盐指数分析仪中该试剂已消耗完。高锰酸盐指数分析仪可设置于液位检测器3相连的报警机构,用于提示操作人员补充试剂。
可选的,消解组件5还包括加热机构和ORP(Oxidation-Reduction Potential氧化还原电位)电极机构。地表水高锰酸盐指数测定的过程为:首先,抽取样品至消解杯51中,然后通过加热机构将样品加热至 95℃,再向样品中加入高锰酸钾对样品进行氧化,氧化完成后向消解杯51中加入过量的草酸钠进行还原,最后向消解杯51中滴入高锰酸钾。ORP电极机构52能够检测高锰酸钾是否与草酸钠完全反应,当过量的草酸钠完全消耗后,根据滴入的高锰酸钾的量可推算出样品的高锰酸盐指数。
可选的,消解组件5上部设有进样口,取液管路通过进样口将样品和试剂滴入消解杯51中。为避免液滴悬挂的情况,减少滴定过程的误差,取液管路的末端浸没在消解杯51内的溶液中。
可选的,加热机构为缠绕在消解杯51外周的加热带54,加热带 54与消解杯51之间的接触面积更大,因而加热效率更高。本申请的一种具体实施方式中,加热带54呈螺旋状缠绕在消解杯51的杯底至 2/3高度处。另外,加热带54还连有熔断器,当加热带54温度超过140℃时,熔断器发生熔断,保护消解组件5和其他零部件。
进一步的,消解过程需要保持恒温,因而消解组件5还包括散热风扇,中柜12的侧壁还设有沿厚度方向贯穿的散热口14。散热风扇向消解杯51吹风,与消解杯51换热后的空气由散热口14流出,进而保持消解过程温度恒定。
进一步的,为加快样品和各试剂的反应速度,消解组件5还包括搅拌机构。具体的,搅拌机构为磁力搅拌机构53,磁力搅拌机构53 包括磁力搅拌电机、电机固定座以及磁力搅拌子。如图2所示,搅拌电机设置在消解杯51下方,并通过电机固定座与中柜12连接,磁力搅拌子设置于消解杯51中。搅拌电机转动能够带动磁力搅拌子转动,进而完成溶液搅拌。搅拌电机通常采用调速电机,通过调节电机转速可改变溶液的搅拌速度。
可选的,消解杯51采用透明耐热玻璃制成,其具有耐高温、耐酸碱的优点,具有较好的稳定性。消解组件5设有用于观察消解杯51 中溶液颜色的视窗,用户可通过人工判断和ORP电极机构52相结合,准确判断反应终点。另外,中柜门15设有观察窗。中柜门15关闭后,操作人员也可通过观察窗观察到消解杯51的颜色,进而判断检测是否完成。
样品分析完成后,需要排出消解杯51中的溶液,并冲洗消解杯 51,以备下次样品分析。因而,消解杯51与排液组件相连。具体的,排液组件包括排液管和排液泵。排液管中设有电磁排液阀6,电磁排液阀6开启,排液组件进行排液。
可选的,消解杯51具有排液嘴,二者为一体成型结构件。排液嘴为开放式排液通道,排液管与排液嘴相连,电磁排液阀6开启后,溶液通过排液嘴进入排液管中。
排液泵包括废液回收泵7和废液直排泵8。高锰酸盐指数分析仪的下柜13用于存放试剂、样品和纯水,同时下柜13中还设有废液回收桶和废液存放桶,回收的废液和直排的废液分别排入废液回收桶和废液存放桶中,然后由排液系统对废液进行处理。
另外,上柜11的前侧装有显示屏9,上柜11的侧面设有连接口,上柜11内部安装着主控板、检测板、通讯板等电子功能集成板和供电的变压电源。其中,主控板通过通讯连接线连接显示屏9、检测板、通讯板以及流路中蠕动泵4、电磁排液阀6、ORP电极机构52、磁力搅拌机构53以及液位检测器3等部件,流路在主控板的控制下运行。主控板的结构可参考现有技术,在此不做赘述。显示屏9可采用触摸屏或配备控制键盘等部件,用户可通过显示屏9读取测试数据、工作日志和校准曲线等参数,也可进行设置仪器的运行参数和手动调试仪器等操作。
可选的,主控板可以通过RS485主线与显示屏9相连,并将数据或报警信号等发送给显示屏9。主控板通过MODBUS协议的ID号识别零部件功能。当然,主控板可以只作为一个平台进行数据输入输出以及显示,不进行数据处理。通讯板用于连接工控机和仪器显示屏9,通过在线自动模式进行控制测量。通讯板也可只负责信息传输,不做任何数据处理。
本实施例中,高锰酸盐指数分析仪通过多通阀组件2与蠕动泵4 相配合,实现了样品和试剂的抽取。减少了分析仪中蠕动泵4的数量,进而简化了分析仪的结构,节约了企业成本,而且方便后期运维。另外,高锰酸盐指数分析仪中电控部分和试剂储存部分相分离,避免了电控部分因试剂或湿度过大而损坏,延长了高锰酸盐指数分析仪的使用寿命和稳定性。
需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的高锰酸盐指数分析仪进行了详细介绍。本文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。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高锰酸盐指数分析仪,其特征在于,包括:
蠕动泵(4),用于抽取样品和试剂;
多通阀组件(2),包括多个通道,全部所述通道均与所述蠕动泵(4)入口相连,全部所述通道中均设有开关阀;
消解组件(5),包括用以混合样品和试剂的消解杯(51)和用以加热所述消解杯(51)中的溶液的加热机构,所述消解杯(51)和所述蠕动泵(4)的出口相连;
排液组件,与所述消解杯(51)相连、用以排出所述消解杯(51)中的溶液。
2.根据权利要求1所述的高锰酸盐指数分析仪,其特征在于,所述多通阀组件(2)包括两个六通阀,所述六通阀包括6条所述通道和1条主流道,全部所述通道均与所述主流道连通,两个所述六通阀分别为第一六通阀(21)和第二六通阀(22),所述第一六通阀(21)的所述主流道与所述第二六通阀(22)的一条所述通道相连,所述第二六通阀(22)的所述主流道与所述蠕动泵(4)的入口相连。
3.根据权利要求1所述的高锰酸盐指数分析仪,其特征在于,所述排液组件包括与所述消解杯(51)相连的排液管、用以将废液送入排液系统的废液回收泵(7)以及用以直接排放废液的废液直排泵(8)。
4.根据权利要求3所述的高锰酸盐指数分析仪,其特征在于,所述排液管中设有电磁排液阀(6)。
5.根据权利要求4所述的高锰酸盐指数分析仪,其特征在于,所述排液组件还包括排液嘴,所述排液管与所述排液嘴相连,所述排液嘴与所述消解杯(51)为一体成型结构件。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的高锰酸盐指数分析仪,其特征在于,所述加热机构为缠绕于所述消解杯(51)外周的加热带(54),所述加热带(54)连有用以避免超温的熔断器。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的高锰酸盐指数分析仪,其特征在于,所述多通阀组件(2)和所述蠕动泵(4)之间设有用以检测取液管路中液位的液位检测器(3)。
8.根据权利要求6所述的高锰酸盐指数分析仪,其特征在于,所述消解组件(5)还包括用以降低所述消解杯(51)的温度的散热风扇。
9.根据权利要求6所述的高锰酸盐指数分析仪,其特征在于,所述消解组件(5)还包括用以搅拌所述消解杯(51)中的溶液的磁力搅拌机构(53),所述磁力搅拌机构(53)包括磁力搅拌电机、电机固定座以及设置于所述消解杯(51)中的磁力搅拌子。
10.根据权利要求6所述的高锰酸盐指数分析仪,其特征在于,所述消解组件(5)还包括用以检测消解杯(51)中溶液参数的ORP电极机构(52)。
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