CN112798548A - 一种便携直读式溶解性氮磷测定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种便携直读式溶解性氮磷测定装置，包括光学检测系统、试剂反应系统、蠕动泵系统、贮液系统；所述光学检测系统包括依次连接的光源模块、单色器、斩波器、石英池、检测器、中控模块、显示模块；所述试剂反应系统包括至少两个反应段，所述反应段包括螺旋型输送线管、三通阀、支架；所述蠕动泵系统包括蠕动泵；所述贮液系统包括样品腔、参比腔、试剂腔；所述蠕动泵分别与样品腔、参比腔、试剂腔连接。本发明结构简单，使用和维护成本可以有效控制，可以在采样现场直接读数，实现高效的结果输出，同时获得的数据客观、精确。
Description
技术领域
本发明属于便携式水质监测装置技术领域，具体涉及一种便携直读式溶解性氮磷测定装置。
背景技术
随着国家逐渐对海洋环境质量的高度重视，尤其是人类生活较为密集的沿海城市，其入海排污更是成为周边海洋环境污染的重要来源之一，而入海排放的污水由于其富含氮磷物质，极易对入海区域造成海水富营养化现象，以致海洋中藻类及微生物产生爆发性增殖而诱发赤潮，且伴随着赤潮生物所释放出的有毒物质甚至有毒气体。如果接触会对动物的皮肤和呼吸系统的黏膜产生危害，极易造成附近鱼虾贝类的死亡，最终也会对人类居住的环境造成严重影响。因此，排污口海域的氮磷物质能被高效、准确、客观及实时地测定出来则成为控制入海排污污染，制定应对污染措施的首要任务。
现有的氮磷测定方法中，几乎均通过现场采样返回实验室进行测定，该方法唯一的优点是：节约样品测试成本；而缺点则包括：1、数据反馈较慢；2、由于长途运输过程中环境因素难以控制，较难客观反应样品采样时所处环境的实际氮磷含量；3、分装样品的瓶罐也有可能由于清洗不干净而造成样品交叉污染；4、实验室样品抽滤过程中也有可能给样品带来污染。
另一种方法则为多参数水质测定仪（YSI），其也能够做到现场测定，但是其不同的氮磷指标，需要购买不同测试模块，购置成本较高，而且仪器的维护成本也较高。
上述两种常用的方法，均无法同时满足测定数据结果客观、精确、高效的输出，以及控制仪器（或部件）的购置及维护成本。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的无法得到客观、精确、高效的结果输出的技术问题以及购置与维护成本高的问题，提供一种便携直读式溶解性氮磷测定装置。
本发明的技术方案为：
一种便携直读式溶解性氮磷测定装置，其特征在于，包括光学检测系统、试剂反应系统、蠕动泵系统、贮液系统；
所述光学检测系统包括依次连接的光源模块、单色器、斩波器、石英池、检测器、中控模块、显示模块；所述中控模块与光源模块连接；
本发明中，光学检测系统的光源经过单色器后，再通过斩波器，以一定的频率将光束交替分成两路，使一路经过参比液，另一路经过样品溶液，然后由检测器交替接收参比信号和样品信号，接受的光信号转变为电信号后，通过中控模块转化，最终在显示模块中显示吸光度或透光度。通过显示模块可控制中控模块，进一步的控制光源模块设置检测波长参数，可根据不同氮磷物质（氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、无机磷）设置检测波长。
所述试剂反应系统包括至少两个反应段，所述反应段包括螺旋型输送线管、三通阀、支架，所述三通阀通过支架固定在装置内部，所述螺旋型输送线管分别与三通阀连接；
所述蠕动泵系统包括蠕动泵；
所述贮液系统包括样品腔、参比腔、试剂腔，所述样品腔内设有检测探头；
还包括第一输送线管，相邻的反应段间通过螺旋型输送线管连接，相邻反应段之间的螺旋型输送线管通过第一输送线管连接，所述第一输送线管分别与蠕动泵连接，所述蠕动泵分别与样品腔、参比腔、试剂腔连接。
进一步的，所述石英池包括对称设置的参比池、样品池。所述参比池、样品池均连接有废液管，用于检测后排液。
进一步的，还包括第二输送线管，所述第二输送线管分别与参比池、蠕动泵连接；位于最上方的反应段通过螺旋型输送线管与样品池连接。
进一步的，所述检测探头与中控模块连接。本发明中的检测探头与中控模块通过现有技术实现有线连接或无线连接。
进一步的，所述三通阀连接有阀门切换按键。通过三通阀的开合切换实现不同反应段与试剂反应系统内部的连通或断开，有效控制试剂的输送，进而控制各反应段中样品液与试剂腔中不同类型/数量试剂的混合反应。
进一步的，还包括电源模块，所述电源模块分别与光源模块、斩波器、检测器、中控模块、显示模块、蠕动泵连接。
所述电源模块为可充电式电源模块。所述可充电式电源模块可通过现有技术进行充电，所述可充电式电源模块为现有技术中可控制内部的电流和电压的电源模块。
优选的，所述显示模块为触控显示面板。
本发明中，所述螺旋型输送线管为可更换式螺旋型输送线管，所述螺旋型输送线管的两端均设有可拆卸安装的接头，通过此实现不同类型或材质的螺旋型输送线管的拆卸与安装。所述螺旋型输送线管为玻璃管或特氟龙管。本发明设置的螺旋型输送线管，可根据反应时间要求，选择不同圈数的螺旋型输送线管，控制混合液在内部的滞留时间，保证试剂与样品的混合反应时间。同时，还可以在做硝酸盐测试时，更换镉柱。
进一步的，所述检测探头包括温度探头、盐度探头、pH探头。优选的，所述检测探头连接有现有技术的无线发送模块。通过检测探头，可以测定样品液中的温度、盐度、pH参数，并将数据发送给中控模块，在显示模块中显示。
进一步的，所述蠕动泵内设有液体通道，所述液体通道包括参比液通道、样品液通道、试剂液通道。
进一步的，所述液体通道与样品腔、参比腔、试剂腔对应的一端均设有过滤器。所述过滤器内设有0.45微米滤膜。优选的，所述过滤器为可更换的过滤器，既可以防止堵塞管道，同时便于更换。
进一步的，所述参比液通道分别与参比腔、参比池连通；所述样品液通道分别样品腔与样品池连通；所述试剂液通道分别与试剂腔、反应段连通。
进一步的，所述蠕动泵外侧设有泵管压盖，可对第一输送线管、第二输送线管进行限位固定。本发明中，通过第一输送线管实现样品液、试剂液在进液端的输送，通过第二输送线管实现参比液的输送。
进一步的，所述样品腔、参比腔、试剂腔内均设有储液罐，所述样品腔、参比腔、试剂腔外部均设有可开合的仓门，只需要向储液罐内可通过开启仓门更换样品储液罐，即可实现进样、补充或更换试剂。
本发明的操作方法包括以下步骤：
根据测试的项目，选取合适的测定波长，开启光源模块预热；
将装有待测样品的储液罐置于样品腔，将装有参比液的储液罐置于参比腔，将装有预先配制好试剂的储液罐分别置于试剂腔中；
根据测定所需使用的试剂的数量以及试剂在试剂腔中的对应位置，通过控制各反应段的阀门切换按键实现该反应段处的连通或不连通；
操作显示模块，通过中控模块打开蠕动泵，将参比腔中的参比液送至参比池中；同时，样品腔中的样品液和试剂腔的试剂也会通过试剂反应系统，在进样的过程中混合反应，最终进入到样品池中；
开启光学检测系统，待显示的光强度稳定后方可读数，记录获得结果。
本发明结构简单，使用和维护成本可以有效控制，可以在采样现场直接读数，实现高效的结果输出，同时获得的数据客观、精确。
附图说明
图1为本发明的正面结构示意图；
图2为本发明的侧面结构示意图；
图3为本发明光学检测系统的结构示意图；
图4为本发明反应段的连通状态的结构示意图；
图5为本发明反应段的不连通状态的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
实施例
一种便携直读式溶解性氮磷测定装置，其特征在于，包括光学检测系统1、试剂反应系统2、蠕动泵系统3、贮液系统4；
所述光学检测系统包括依次连接的光源模块11、单色器12、斩波器13、石英池14、检测器15、中控模块16、显示模块17；所述中控模块与光源模块连接；
本发明中，光学检测系统的光源经过单色器后，再通过斩波器，以一定的频率将光束交替分成两路，使一路经过参比液，另一路经过样品溶液，然后由检测器交替接收参比信号和样品信号，接受的光信号转变为电信号后，通过中控模块转化，最终在显示模块中显示吸光度或透光度。通过显示模块可控制中控模块，进一步的控制光源模块设置检测波长参数，可根据不同氮磷物质（氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、无机磷）设置检测波长。
所述试剂反应系统2包括至少两个反应段21，所述反应段包括螺旋型输送线管211、三通阀212、支架213，所述三通阀通过支架固定在装置内部，所述螺旋型输送线管分别与三通阀连接；
所述蠕动泵系统3包括蠕动泵31；
所述贮液系统4包括样品腔41、参比腔42、试剂腔43，所述样品腔内设有检测探头44；
还包括第一输送线管5，相邻的反应段间通过螺旋型输送线管连接，相邻反应段之间的螺旋型输送线管通过第一输送线管连接，所述第一输送线管分别与蠕动泵连接，所述蠕动泵分别与样品腔、参比腔、试剂腔连接。
进一步的，所述石英池14包括对称设置的参比池141、样品池142。所述参比池、样品池均连接有废液管143，用于检测后排液。
进一步的，还包括第二输送线管6，所述第二输送线管分别与参比池、蠕动泵连接；位于最上方的反应段通过螺旋型输送线管与样品池连接。
进一步的，所述检测探头与中控模块连接。
进一步的，所述三通阀连接有阀门切换按键214。通过三通阀的开合切换，有效控制试剂的输送，进而控制各反应段中样品液与试剂的反应数量。
进一步的，还包括电源模块7，所述电源模块分别与光源模块、斩波器、检测器、中控模块、显示模块、蠕动泵连接。
所述电源模块为可充电式电源模块。所述可充电式电源模块可通过现有技术进行充电，所述可充电式电源模块为现有技术中可控制内部的电流和电压的电源模块。
优选的，所述显示模块为触控显示面板。
本发明中，所述螺旋型输送线管为可更换式螺旋型输送线管，所述螺旋型输送线管的两端均设有可拆卸安装的接头，通过此实现不同类型或材质的螺旋型输送线管的拆卸与安装。所述螺旋型输送线管为玻璃管或特氟龙管。本发明设置的螺旋型输送线管，可根据反应时间要求，选择不同圈数的螺旋型输送线管，控制混合液在内部的滞留时间，保证试剂与样品的混合反应时间。同时，还可以在做硝酸盐测试时，更换镉柱。
进一步的，所述检测探头44包括温度探头441、盐度探头442、pH探头443。优选的，所述检测探头连接有现有技术的无线发送模块。通过检测探头，可以测定样品液中的温度、盐度、pH参数，并将数据发送给中控模块，在显示模块中显示。
进一步的，所述蠕动泵内设有液体通道（未标注），所述液体通道包括参比液通道、样品液通道、试剂液通道。
进一步的，所述液体通道与样品腔、参比腔、试剂腔对应的一端均设有过滤器（未标注）。所述过滤器内设有0.45微米滤膜。优选的，所述过滤器为可更换的过滤器，既可以防止堵塞管道，同时便于更换。
进一步的，所述参比液通道分别与参比腔、参比池连通；所述样品液通道分别样品腔与样品池连通；所述试剂液通道分别与试剂腔、反应段连通。
进一步的，所述蠕动泵外侧设有泵管压盖32，可对第一输送线管、第二输送线管进行限位固定。
进一步的，所述样品腔、参比腔、试剂腔内均设有储液罐（未标注），所述样品腔、参比腔、试剂腔外部均设有可开合的仓门（未标注），只需要向储液罐内可通过开启仓门更换样品储液罐，即可实现进样、补充或更换试剂。
本发明的操作方法包括以下步骤：
根据测试的项目，选取合适的测定波长，开启光源模块预热；
将装有待测样品的储液罐置于样品腔，将装有参比液的储液罐置于参比腔，将装有预先配制好试剂的储液罐分别置于试剂腔中；
根据测定所需使用的试剂的数量以及试剂在试剂腔中的对应位置，通过控制各反应段的阀门切换按键实现该反应段处的连通或不连通；
操作显示模块，通过中控模块打开蠕动泵，将参比腔中的参比液送至参比池中；同时，样品腔中的样品液和试剂腔的试剂也会通过试剂反应系统，在进样的过程中混合反应，最终进入到样品池中；
开启光学检测系统，待显示的光强度稳定后方可读数，记录获得结果。
本发明结构简单，使用和维护成本可以有效控制，可以在采样现场直接读数，实现高效的结果输出，同时获得的数据客观、精确。
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。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过本领域任一现有技术实现。
Claims (10)
1.一种便携直读式溶解性氮磷测定装置，其特征在于，包括光学检测系统、试剂反应系统、蠕动泵系统、贮液系统；
所述光学检测系统包括依次连接的光源模块、单色器、斩波器、石英池、检测器、中控模块、显示模块；所述中控模块与光源模块连接；
所述试剂反应系统包括至少两个反应段，所述反应段包括螺旋型输送线管、三通阀、支架，所述三通阀通过支架固定在装置内，所述螺旋型输送线管分别与三通阀连接；
所述蠕动泵系统包括蠕动泵；
所述贮液系统包括样品腔、参比腔、试剂腔，所述样品腔内设有检测探头；
还包括第一输送线管，相邻的反应段间通过螺旋型输送线管连接，相邻反应段之间的螺旋型输送线管通过第一输送线管连接，所述第一输送线管分别与蠕动泵连接，所述蠕动泵分别与样品腔、参比腔、试剂腔连接。
2.根据权利要求1所述的便携直读式溶解性氮磷测定装置，其特征在于，所述石英池包括对称设置的参比池、样品池。
3.根据权利要求2所述的便携直读式溶解性氮磷测定装置，其特征在于，还包括第二输送线管，所述第二输送线管分别与参比池、蠕动泵连接；位于最上方的反应段与样品池连接。
4.根据权利要求1所述的便携直读式溶解性氮磷测定装置，其特征在于，所述检测探头与中控模块连接。
5.根据权利要求1所述的便携直读式溶解性氮磷测定装置，其特征在于，所述三通阀连接有阀门切换按键。
6.根据权利要求1所述的便携直读式溶解性氮磷测定装置，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块分别与光源模块、斩波器、检测器、中控模块、显示模块、蠕动泵连接。
7.根据权利要求6所述的便携直读式溶解性氮磷测定装置，其特征在于，所述电源模块为可充电式电源模块。
8.根据权利要求4所述的便携直读式溶解性氮磷测定装置，其特征在于，所述检测探头包括温度探头、盐度探头、pH探头。
9.根据权利要求1所述的便携直读式溶解性氮磷测定装置，其特征在于，所述蠕动泵内设有液体通道，所述液体通道包括参比液通道、样品液通道、试剂液通道。
10.根据权利要求9所述的便携直读式溶解性氮磷测定装置，其特征在于，所述参比液通道分别与参比腔、参比池连通；所述样品液通道分别样品腔与样品池连通；所述试剂液通道分别与试剂腔、反应段连通。
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| CN1670509A (zh) * | 2005-04-28 | 2005-09-21 | 国家海洋局第一海洋研究所 | 臭氧氧化－化学发光法检测水体中化学需氧量的装置 |
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| CN111307793A (zh) * | 2020-03-13 | 2020-06-19 | 国家深海基地管理中心 | 一种用于深海溶解态锰原位检测的仪器及检测方法 |
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2020
- 2020-12-25 CN CN202011558430.7A patent/CN112798548B/zh active Active
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