CN112179897A - 一种氨氮在线监测仪流路系统及其分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氨氮在线监测仪流路系统及其分析方法，包括泵体，计量单元，其用于计量液体的体积，计量单元与泵体连接；阀体，阀体包括第一接口和阀门组件，阀门组件包括第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门；消解比色单元，其用于检测氨氮浓度，第一阀门与消解比色单元连接，泵体能够将计量单元内的液体经阀体泵至消解比色单元；储液组件，储液组件包括试剂瓶、纯水瓶、水样瓶、第一废液瓶和第二废液瓶，第三阀门与纯水瓶连接，第四阀门与水样瓶连接，第五阀门与第一废液瓶连接，第六阀门与第二废液瓶连接，泵体远离计量单元的一端与第一废液瓶连接。其便于排出管道内部残留液体，提高检测精度。

Description

一种氨氮在线监测仪流路系统及其分析方法

技术领域

本发明涉及氨氮监测技术领域，具体涉及一种氨氮在线监测仪流路系统及其分析方法。

背景技术

水中的有机质包括鱼类的粪便，残饵等的分解产生会产生氨，氨氮过高可以造成鱼类鳃部受损，影响鱼类的呼吸作用，从而产生“缺氧症”。此外大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭，给水处理的难度和成本加大，甚至对人群及生物产生毒害作用对地表水中氨氮含量的监测是水环境监测的重要部分。

氨氮在线监测仪原理基于分光光度法，在660nm左右的平行单色光透过反应过后的有色溶液，会发生吸收光的现象，在一定浓度内，吸收强度与样品浓度及光程符合比尔定律，通过吸光度值与标准曲线对比即可获得氨氮的含量值。

目前氨氮在线监测仪存在管路设计不合理，管路内部残留液体多，导致仪器进样不准确，测试结果与实际偏差大以及废液不分开处理，测量时间久等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种氨氮在线监测仪流路系统及其分析方法，其便于排出管道内部残留液体，提高检测精度。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种氨氮在线监测仪流路系统，包括：

泵体，

计量单元，其用于计量液体的体积，所述计量单元与所述泵体连接，所述泵体产生负压以将定量的液体抽至计量单元；

阀体，所述阀体包括第一接口和阀门组件，所述第一接口与所述计量单元远离泵体的一端连接，所述阀门组件与所述第一接口连通，所述阀门组件包括第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门，其中，所述第二阀门具有多个；

消解比色单元，其用于检测氨氮浓度，所述第一阀门与消解比色单元连接，所述泵体能够将计量单元内的液体经所述阀体泵至消解比色单元；

储液组件，所述储液组件包括试剂瓶、纯水瓶、水样瓶、第一废液瓶和第二废液瓶，所述试剂瓶与所述第二阀门连接，所述试剂瓶具有多个，所述试剂瓶与所述第二阀门一一对应设置，所述第三阀门与纯水瓶连接，所述第四阀门与所述水样瓶连接，所述第五阀门与所述第一废液瓶连接，所述第六阀门与所述第二废液瓶连接，所述泵体远离计量单元的一端与第一废液瓶连接。

作为优选的，所述阀门组件还包括第七阀门，所述储液组件还包括备用瓶，所述备用瓶与所述第七阀门连接，所述第六阀门与所述备用瓶皆具有多个，所述第六阀门与所述备用瓶一一对应设置，所述计量单元包括光电传感器，所述光电传感器包括发射端和接收端。

本发明公开了一种氨氮在线监测仪的分析方法，基于上述的氨氮在线监测仪流路系统实施，其特征在于，包括以下步骤：

S1、排出消解比色单元的废液，排出水样瓶中残留的水样；

S2、使用纯水清洗流路系统，所述流路系统包括计量单元、阀体和消解比色单元；

S3、取水样对流路系统进行润洗；

S4、定量取水样并将水样泵至消解比色单元；

S5、泵体将试剂瓶中的试剂抽取至计量单元以量取定量的试剂，之后泵体将计量单元中定量的试剂泵至消解比色单元中，排去阀体中残留的试剂，依次向消解比色单元中泵入不同试剂，待试剂混合与反应后测量水样的氨氮浓度值；

S6、排出消解比色单元的液体。

作为优选的，所述S1包括：

打开第一阀门，所述泵体产生负压以将消解比色单元中残留的液体抽至第一废液瓶中；

关闭所述第一阀门，打开第四阀门，所述泵体产生负压，将水样瓶中残留水样抽至计量单元，关闭第四阀门，打开第五阀门，所述泵体产生正压以将计量单元中的液体泵至第一废液瓶。

作为优选的，所述S2包括：

关闭第五阀门，打开所述第三阀门，所述泵体产生负压以将纯水瓶中的纯水抽至计量单元中，关闭所述第三阀门，打开所述第一阀门，所述泵体产生正压以将所述计量单元中的液体泵至消解比色单元并进行鼓气；

所述泵体产生负压以将消解比色单元中的液体抽至计量单元，关闭第一阀门，打开所述第五阀门，所述泵体产生正压以将计量单元中的液体泵至第一废液瓶。

作为优选的，所述S3包括：

关闭第五阀门，打开第四阀门，所述泵体将水样瓶中的水样抽至计量单元中，关闭第四阀门，打开第一阀门，所述泵体加工计量单元内的液体泵至消解比色单元并进行鼓气；

所述泵体产生负压以将消解比色单元中的液体抽至计量单元中，关闭第一阀门，打开第五阀门，所述泵体产生正压以将计量单元中的液体泵至第一废液瓶。

作为优选的，所述S5包括：

关闭第五阀门，打开单个第二阀门，所述泵体将所述第二阀门对应的试剂瓶中的试剂抽至计量单元，并在计量单元中定量，关闭第二阀门，打开第一阀门，所述泵体将计量单元中的液体泵至消解比色单元，关闭第一阀门，打开第六阀门以将阀体中残留的试剂排至第二废液瓶；

重复上述步骤以向消解比色单元中泵入不同的试剂；

打开第一阀体，泵体对所述消解比色单元进行鼓气操作以将多种试剂混合，之后测量水样的氨氮浓度值。

作为优选的，所述S6之后还包括：

S7、重复S2，使用纯水清洗流路系统；

S8、获取水样的氨氮浓度值，判断所述氨氮浓度值是否在量程范围内，若氨氮浓度值在预设量程范围内，则输出结果，若所述氨氮浓度值不在预设量程范围内，则进入下一步；

S9、重复S1以完成流路系统的废液排空；

S10、重复S2以完成管路清洗；

S11、取水样对计量单元进行润洗；

S12、定量取水样并使用纯水进行稀释，获得稀释后的水样，将稀释后的水样泵至消解比色单元；

S13、重复S5以对稀释水样进行测定。

作为优选的，所述S13之后还包括：

S14、重复S2以对流路系统进行清洗。

作为优选的，所述S12具体包括：

打开第四阀门，所述泵体将水样瓶中定量的水样抽至计量单元；

关闭第四阀门，打开第三阀门，泵体将纯水瓶中定量的纯水抽至计量单元以稀释水样；

关闭第三阀门，打开第一阀门，泵体将计量单元中的稀释的水样泵至消解比色单元。

本发明中，氨氮在线监测仪流路系统的有益效果如下：

本发明氨氮在线监测仪流路系统方便对水样进行氨氮检测，方便排出管道内部残留液体，检测精度高。

本发明中，氨氮在线监测仪的分析方法的有益效果如下：

本发明能够对试剂和水样得到了精确的计量，规避了阀体中残余水样和试剂的问题，方便排出管道内部残留液体，提高检测精度，测量时间短。

附图说明

图1为本发明的氨氮在线监测仪流路系统的结构示意图。

图中标号说明：1、泵体；2、计量单元；3、阀体；4、消解比色单元；Q1、第一阀门；Q2、第二阀门；Q3、第三阀门；Q4、第四阀门；Q5、第五阀门；Q6、第六阀门；Q7、第七阀门。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1所示，本发明公开了一种氨氮在线监测仪流路系统，包括泵体1、计量单元2、阀体3和消解比色单元4。

泵体1可为蠕动泵。

计量单元2用于计量液体的体积，计量单元2与泵体1连接，泵体1产生负压以将定量的液体抽至计量单元2。计量单元2可包括光电传感器，光电传感器包括发射端和接收端。通过发射端发射红外线，接收端接收红外线，以此来判断液体是否达到预定的量。光电传感器可沿竖直方向设置有两个，如此可以定量计量两种体积液体。例如，设置在上侧的光电传感器可用于高位计量，当此光电传感器开启时，泵体1将液体抽送至计量单元2，液位高度达到此光电传感器处，泵体1才会停止工作。而设置在下侧的光电传感器可用于低位计量，以此在计量单元2获取小体积的液体。

阀体3包括第一接口和阀门组件，第一接口与计量单元2远离泵体1的一端连接，阀门组件与第一接口连通，阀门组件包括第一阀门Q1、第二阀门Q2、第三阀门Q3、第四阀门Q4、第五阀门Q5和第六阀门Q6，其中，第二阀门Q2具有多个。

消解比色单元4用于检测水样的氨氮浓度，第一阀门Q1与消解比色单元4连接，泵体1能够将计量单元2内的液体经阀体3泵至消解比色单元4。

储液组件包括试剂瓶、纯水瓶、水样瓶、第一废液瓶和第二废液瓶，试剂瓶与第二阀门Q2连接，试剂瓶具有多个，试剂瓶与第二阀门Q2一一对应设置，第三阀门Q3与纯水瓶连接，第四阀门Q4与水样瓶连接，第五阀门Q5与第一废液瓶连接，第六阀门Q6与第二废液瓶连接，泵体1远离计量单元2的一端与第一废液瓶连接。

阀门组件还包括第七阀门Q7，储液组件还包括备用瓶，备用瓶与第七阀门Q7连接，第七阀门Q7与备用瓶皆具有多个，第七阀门Q7与备用瓶一一对应设置。

本发明公开了一种氨氮在线监测仪的分析方法，基于上述的氨氮在线监测仪流路系统实施，包括以下步骤：

步骤一、排出消解比色单元4的废液，排出水样瓶中残留的水样，具体包括：

打开第一阀门Q1，泵体1产生负压以将消解比色单元4中残留的液体抽至第一废液瓶中；

关闭第一阀门Q1，打开第四阀门Q4，泵体1产生负压，将水样瓶中残留水样抽至计量单元2，关闭第四阀门Q4，打开第五阀门Q5，泵体1产生正压以将计量单元2中的液体泵至第一废液瓶。

步骤二、使用纯水清洗流路系统，流路系统包括计量单元2、阀体3和消解比色单元4，具体包括：

关闭第五阀门Q5，打开第三阀门Q3，泵体1产生负压以将纯水瓶中的纯水抽至计量单元2中，关闭第三阀门Q3，打开第一阀门Q1，泵体1产生正压以将计量单元2中的液体泵至消解比色单元4并进行鼓气；

泵体1产生负压以将消解比色单元4中的液体抽至计量单元2，关闭第一阀门Q1，打开第五阀门Q5，泵体1产生正压以将计量单元2中的液体泵至第一废液瓶。

步骤三、取水样对流路系统进行润洗，具体包括：

关闭第五阀门Q5，打开第四阀门Q4，泵体1将水样瓶中的水样抽至计量单元2中，关闭第四阀门Q4，打开第一阀门Q1，泵体1加工计量单元2内的液体泵至消解比色单元4并进行鼓气；

泵体1产生负压以将消解比色单元4中的液体抽至计量单元2中，关闭第一阀门Q1，打开第五阀门Q5，泵体1产生正压以将计量单元2中的液体泵至第一废液瓶。

步骤四、定量取水样并将水样泵至消解比色单元4，具体包括：

打开第四阀门Q4，泵体1将水样瓶中的水样抽取至计量单元2(此处计量单元2可开启高位计量)，之后关闭第四阀门Q4，打开第一阀门Q1，泵体1将计量单元2中的水样泵至消解比色单元4。

步骤五、泵体1将试剂瓶中的试剂抽取至计量单元2以量取定量的试剂，之后泵体1将计量单元2中定量的试剂泵至消解比色单元4中，排去阀体3中残留的试剂，依次向消解比色单元4中泵入不同试剂，待试剂混合与反应后测量水样的氨氮浓度值，具体包括：

关闭第五阀门Q5，打开单个第二阀门Q2，泵体1将第二阀门Q2对应的试剂瓶中的试剂抽至计量单元2，并在计量单元2中定量(此时计量单元2可为低位计量)，关闭第二阀门Q2，打开第一阀门Q1，泵体1将计量单元2中的液体泵至消解比色单元4，关闭第一阀门Q1，打开第六阀门Q6以将阀体3中残留的试剂排至第二废液瓶；

重复上述步骤以向消解比色单元4中泵入不同的试剂，例如，图1中有三个试剂瓶，即通过上述步骤，依次向消解比色单元4中泵入试剂，每次泵入一次试剂，即排空阀体3内的残液，以此提高测试精度；

打开第一阀体3，泵体1对消解比色单元4进行鼓气操作以将多种试剂混合，之后测量水样的氨氮浓度值。此处，泵体1对消解比色单元4进行鼓气操作以将多种试剂混合后，可关闭第一阀门Q1，反应十分钟后，测量反应后的液体在700nm处的绿色物质吸光度值。

步骤六、排出消解比色单元4的液体，具体包括：

打开第一阀体3，泵体1将消解比色单元4中的液体抽至计量单元2，之后关闭第一阀门Q1，打开第六阀门Q6，泵体1将计量单元2中的液体泵至第二废液瓶。

步骤七、重复步骤二，使用纯水清洗流路系统。

步骤八、获取水样的氨氮浓度值，判断氨氮浓度值是否在量程范围内，若氨氮浓度值在预设量程范围内，则输出结果，若氨氮浓度值不在预设量程范围内，则进入下一步；

步骤九、重复步骤一以完成流路系统的废液排空；

步骤十、重复步骤二以完成管路清洗；

步骤十一、取水样对计量单元2进行润洗，具体包括：

打开第四阀门Q4，泵体1从水样瓶中抽取一定量的液体至计量单元2中，之后，关闭第四阀门Q4，打开第五阀门Q5，泵体1将计量单元2中的液体泵至第一废液瓶。

步骤十二、定量取水样并使用纯水进行稀释，获得稀释后的水样，将稀释后的水样泵至消解比色单元4，具体包括：

打开第四阀门Q4，泵体1将水样瓶中定量的水样抽至计量单元2(此时计量单元2可为低位计量)；

关闭第四阀门Q4，打开第三阀门Q3，泵体1将纯水瓶中定量的纯水抽至计量单元2以稀释水样(此时计量单元2可为高位计量)；

关闭第三阀门Q3，打开第一阀门Q1，泵体1将计量单元2中的稀释的水样泵至消解比色单元4。

步骤十三、重复步骤五以对稀释水样进行测定。

步骤十四、重复步骤二以对流路系统进行清洗。

本发明中，通过对水样进行稀释，增加消解比色单元光程，可使检测氨氮浓度的检出限更低。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种氨氮在线监测仪流路系统，其特征在于，包括：

泵体；

计量单元，其用于计量液体的体积，所述计量单元与所述泵体连接，所述泵体产生负压以将定量的液体抽至计量单元；

阀体，所述阀体包括第一接口和阀门组件，所述第一接口与所述计量单元远离泵体的一端连接，所述阀门组件与所述第一接口连通，所述阀门组件包括第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门，其中，所述第二阀门具有多个；

消解比色单元，其用于检测氨氮浓度，所述第一阀门与消解比色单元连接，所述泵体能够将计量单元内的液体经所述阀体泵至消解比色单元；

储液组件，所述储液组件包括试剂瓶、纯水瓶、水样瓶、第一废液瓶和第二废液瓶，所述试剂瓶与所述第二阀门连接，所述试剂瓶具有多个，所述试剂瓶与所述第二阀门一一对应设置，所述第三阀门与纯水瓶连接，所述第四阀门与所述水样瓶连接，所述第五阀门与所述第一废液瓶连接，所述第六阀门与所述第二废液瓶连接，所述泵体远离计量单元的一端与第一废液瓶连接。

2.如权利要求1所述的氨氮在线监测仪流路系统，其特征在于，所述阀门组件还包括第七阀门，所述储液组件还包括备用瓶，所述备用瓶与所述第七阀门连接，所述第六阀门与所述备用瓶皆具有多个，所述第六阀门与所述备用瓶一一对应设置，所述计量单元包括光电传感器，所述光电传感器包括发射端和接收端。

3.一种氨氮在线监测仪的分析方法，基于权利要求1-2任一项所述的氨氮在线监测仪流路系统实施，其特征在于，包括以下步骤：

S1、排出消解比色单元的废液，排出水样瓶中残留的水样；

S2、使用纯水清洗流路系统，所述流路系统包括计量单元、阀体和消解比色单元；

S3、取水样对流路系统进行润洗；

S4、定量取水样并将水样泵至消解比色单元；

S5、泵体将试剂瓶中的试剂抽取至计量单元以量取定量的试剂，之后泵体将计量单元中定量的试剂泵至消解比色单元中，排去阀体中残留的试剂，依次向消解比色单元中泵入不同试剂，待试剂混合与反应后测量水样的氨氮浓度值；

S6、排出消解比色单元的液体。

4.如权利要求3所述的氨氮在线监测仪的分析方法，其特征在于，所述S1包括：

打开第一阀门，所述泵体产生负压以将消解比色单元中残留的液体抽至第一废液瓶中；

关闭所述第一阀门，打开第四阀门，所述泵体产生负压，将水样瓶中残留水样抽至计量单元，关闭第四阀门，打开第五阀门，所述泵体产生正压以将计量单元中的液体泵至第一废液瓶。

5.如权利要求3所述的氨氮在线监测仪的分析方法，其特征在于，所述S2包括：

关闭第五阀门，打开所述第三阀门，所述泵体产生负压以将纯水瓶中的纯水抽至计量单元中，关闭所述第三阀门，打开所述第一阀门，所述泵体产生正压以将所述计量单元中的液体泵至消解比色单元并进行鼓气；

所述泵体产生负压以将消解比色单元中的液体抽至计量单元，关闭第一阀门，打开所述第五阀门，所述泵体产生正压以将计量单元中的液体泵至第一废液瓶。

6.如权利要求3所述的氨氮在线监测仪的分析方法，其特征在于，所述S3包括：

关闭第五阀门，打开第四阀门，所述泵体将水样瓶中的水样抽至计量单元中，关闭第四阀门，打开第一阀门，所述泵体加工计量单元内的液体泵至消解比色单元并进行鼓气；

所述泵体产生负压以将消解比色单元中的液体抽至计量单元中，关闭第一阀门，打开第五阀门，所述泵体产生正压以将计量单元中的液体泵至第一废液瓶。

7.如权利要求3所述的氨氮在线监测仪的分析方法，其特征在于，所述S5包括：

关闭第五阀门，打开单个第二阀门，所述泵体将所述第二阀门对应的试剂瓶中的试剂抽至计量单元，并在计量单元中定量，关闭第二阀门，打开第一阀门，所述泵体将计量单元中的液体泵至消解比色单元，关闭第一阀门，打开第六阀门以将阀体中残留的试剂排至第二废液瓶；

重复上述步骤以向消解比色单元中泵入不同的试剂；

打开第一阀体，泵体对所述消解比色单元进行鼓气操作以将多种试剂混合，之后测量水样的氨氮浓度值。

8.如权利要求3所述的氨氮在线监测仪的分析方法，其特征在于，所述S6之后还包括：

S7、重复S2，使用纯水清洗流路系统；

S8、获取水样的氨氮浓度值，判断所述氨氮浓度值是否在量程范围内，若氨氮浓度值在预设量程范围内，则输出结果，若所述氨氮浓度值不在预设量程范围内，则进入下一步；

S9、重复S1以完成流路系统的废液排空；

S10、重复S2以完成管路清洗；

S11、取水样对计量单元进行润洗；

S12、定量取水样并使用纯水进行稀释，获得稀释后的水样，将稀释后的水样泵至消解比色单元；

S13、重复S5以对稀释水样进行测定。

9.如权利要求8所述的氨氮在线监测仪的分析方法，其特征在于，所述S13之后还包括：

S14、重复S2以对流路系统进行清洗。

10.如权利要求8所述的氨氮在线监测仪的分析方法，其特征在于，所述S12具体包括：

打开第四阀门，所述泵体将水样瓶中定量的水样抽至计量单元；

关闭第四阀门，打开第三阀门，泵体将纯水瓶中定量的纯水抽至计量单元以稀释水样；

关闭第三阀门，打开第一阀门，泵体将计量单元中的稀释的水样泵至消解比色单元。

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