CN113405876A - 一种溶液中六价铬批量自动处理与分析装置 - Google Patents

一种溶液中六价铬批量自动处理与分析装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种溶液中六价铬批量自动处理与分析装置，按处理流程依次设有萃取装置、过滤脱色装置以及检测分析装置对含六价铬的溶液进行自动处理和分析，使溶液中六价铬的处理过程简易化；能快速对大批量含有六价铬样品进行处理与分析，大幅缩短检测时间，提高检测效率；减少人为前处理过程的系统误差，提高检测准确度；可同时进行萃取、过滤、脱色过程，可有效地减少平行测试结果之间的误差，达到有效的回收率；采用多孔旋转样品放置区，可达到高效样品处理；用仪器来代替人眼从事检测识别工作，大大提高检测的工作效率以及降低人眼疲劳带来的检测结果不一致性，解决现有技术中采用人眼对脱色后的试液进行对比分析时容易受周围环境影响的问题。

Description

一种溶液中六价铬批量自动处理与分析装置
技术领域
本发明涉及六价铬分析设备，尤其涉及的是一种溶液中六价铬批量自动处理与分析装置。
背景技术
铬是一种严重的环境污染物，六价铬易引起人体口角糜烂、恶心、呕吐、腹泻、腹疼和溃疡等病变。而涂料中的铬主要来源于涂料生产时加入的无机颜料,填料和部分助剂，如以六价铬形式存在的各种铬黄颜料。
根据QC/T 942- 2013 汽车材料中六价铬的检测方法第六章可获知溶液中六价铬检测的前处理需要手动经过3小时的萃取，并将萃取液移瓶后通过滤膜过滤，接着使用C18SPE固相萃取柱对过滤液进行脱除涂料原色，最后通过检测人员进行颜色比对判断，从而上机分析。
对于需要大批量检测溶液中六价铬的检测机构或科研实验室，现有的检测前处理方法过程复杂且冗长，同时要求检测人员有丰富与严谨的实验经验；整个处理过程需检测人员全程监控，亲自操作才能确保实验过程准确完成。
现有的手动前处理仅能对单个测试点进行前处理过程，在各项溶液移液过程容易造成损失，且人眼对脱色后的试液进行对比分析时,很容易受到周围环境的影响,比如周围环境太亮,附近有其他颜色，等，导致检测溶液中六价铬平行测试结果的稳定性偏差过大，较难达到检测稳定性到的要求。
因此，现有的技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种溶液中六价铬批量自动处理与分析装置，旨在解决现有技术中存在的一个或多个问题。
本发明的技术方案如下：本技术方案提供一种溶液中六价铬批量自动处理与分析装置，包括：
主控制器，用于控制整个自动处理与分析装置的自动运行；
萃取装置，对待分析的溶液进行萃取，得到含六价铬的溶液；
过滤脱色装置，对所述含六价铬的溶液进行过滤脱色，得到澄清透明的溶液；
检测分析装置，对所述澄清透明的溶液进行批量自动检测，得到检测结果；
所述萃取装置、过滤脱色装置和过滤脱色装置均与主控制器连接，由主控制器控制。
进一步地，所述萃取装置包括对待分析的溶液进行萃取、得到含六价铬的溶液的萃取筒，所述萃取筒包括用于输入待分析的溶液的进料口和用于输出含六价铬的溶液的出料口，所述萃取筒通过出料口与所述过滤脱色装置的进液口连接。
进一步地，所述萃取装置还包括用于对萃取筒内的溶液进行搅拌的搅拌装置和用于萃取筒内的溶液进行加热的加热装置，所述搅拌装置和加热装置均与主控制器连接，由主控制器控制。
进一步地，在所述萃取筒的顶端设置有上盖，所述搅拌装置包括安装在所述上盖上的搅拌杆，所述搅拌杆的上端穿过所述上盖后向上延伸与电机连接，所述搅拌杆的下端穿过所述上盖后向下延伸进入所述萃取筒内，所述电机与所述主控器连接；在所述搅拌杆的周向表面交错设置有扇形搅拌桨。
进一步地，所述搅拌杆和所述扇形搅拌桨的内部中空且互相连通，所述加热装置包括设置在中空的所述搅拌杆和所述扇形搅拌桨内的加热丝，所述加热丝与所述主控器连接。
进一步地，所述过滤脱色装置包括用于对所述含六价铬的溶液进行过滤的过滤机构和对过滤后的含六价铬的溶液进行脱色的脱色机构，在所述过滤机构的顶部设置有进液口，在所述脱色机构的底部设置有出液口，所述过滤机构置于所述脱色机构的上方且所述过滤机构和所述脱色机构连通，所述含六价铬的溶液经过过滤机构的过滤后进入脱色机构进行脱色处理，最终得到澄清透明的溶液。
进一步地，在所述脱色机构的出液口处连接有T型单向阀，所述T型单向阀的第一出口连接出液管，所述T型单向阀的第二出口连接真空泵，所述真空泵与所述主控器连接。
进一步地，在所述出液管的侧壁处开设有可打开关闭的活动门，在所述出液管内放置有用于检测经过滤脱色装置处理后排出的溶液的脱色效果的色度检测仪，所述色色度检测仪与报警机构连接，所述报警机构与主控器连接。
进一步地，所述检测分析装置包括用于承装脱色后溶液的样品池、用于发出单色光照射所述脱色后溶液的单色器、用于检测脱色后溶液对于单色光的吸光度的检测器、用于对所述检测器检测的信号进行处理分析的信号处理器、用于对信号处理器处理后的信号进行存储和显示的显示与存储机构，所述样品池置于所述脱色机构下方，所述单色器、检测器、信号处理器、显示与存储机构均与主控器连接，由主控器控制。
进一步地，所述样品池包括固定设置的机械转动固定杆、中心位置设置在所述机械转动固定杆上并可绕所述机械转动固定杆旋转的旋转机械臂、围绕所述旋转机械臂的边缘设置在所述旋转机械臂上的至少一个多孔旋转样品放置台，所述样品池还包括固定设置的比色皿，所述一个多孔旋转样品放置台与一个萃取装置和一个过滤脱色装置一一对应使用，在每个所述出液管的排液口固定连接有排液盖；经过某一个萃取装置和某一个过滤脱色装置处理后的溶液经过出液管和排液盖排到对应的多孔旋转样品放置台内，然后所述旋转机械臂带动该多孔旋转样品放置台旋转至所述比色皿的上方，该多孔旋转样品放置台内的溶液进入所述比色皿内，进行检测。
通过上述可知，本技术方案按其处理流程依次设有萃取装置、过滤脱色装置以及检测分析装置对含六价铬的溶液进行自动处理和分析，其相对于现有技术具有以下优点：
（1）采用自动处理与分析组合，使检测溶液中六价铬的处理过程简易化。
（2）能够快速对大批量含有六价铬的样品进行处理与分析，大幅缩短了检测时间，提高了检测效率。
（3）可有效减少测试人员在实验过程移液、清洗、定容等时间成本。
（4）减少人为前处理过程的系统误差，提高检测的准确度。
（5）可同时进行萃取、过滤、脱色过程，可有效地减少平行测试结果之间的误差，达到有效的回收率。
（6）有效减少实验室前处理人员成本，降低检测人员的劳动强度。
（7）采用多孔旋转样品放置区，可达到高效样品处理。
（8）用仪器来代替人眼从事检测识别的工作，可以大大提高检测的工作效率以及降低人眼疲劳带来的检测结果的不一致性，解决现有技术中采用人眼对脱色后的试液进行对比分析时容易受周围环境影响的问题。
（9）实时监控检测全过程和存储检测数据，提供更完整准确的关键数据记录。
（10）设备占地空间小，可操作性强，易于产业化。
附图说明
图1至3是本发明中溶液中六价铬批量自动处理与分析装置的结构示意图。
图4是本发明中萃取装置和过滤脱色装置的结构示意图。
附图标号：
萃取筒11；上盖12；搅拌杆13；过滤机构14；脱色机构15；单向阀16；T型单向阀17；机械转动固定杆21；旋转机械臂22；多孔旋转样品放置台23；比色皿24；排液盖25。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
如图1至图4所示，一种溶液中六价铬批量自动处理与分析装置，可用于各种含六价铬的溶液（特别是含六价铬的涂料）的处理与分析，包括：
主控制器，用于控制整个自动处理与分析装置的自动运行；
萃取装置，对待分析的溶液进行萃取，得到含六价铬的溶液；
过滤脱色装置，对所述含六价铬的溶液进行过滤脱色，得到澄清透明的溶液；
检测分析装置，对所述澄清透明的溶液进行批量自动检测，得到检测结果；
所述萃取装置、过滤脱色装置和过滤脱色装置均与主控制器连接，由主控制器控制。
在某些具体实施例中，所述萃取装置包括对待分析的溶液进行萃取、得到含六价铬的溶液的萃取筒11，所述萃取筒11包括用于输入待分析的溶液的进料口和用于输出含六价铬的溶液的出料口，所述萃取筒11通过出料口与所述过滤脱色装置的进液口连接。所述萃取筒11将待分析的溶液中的六价铬萃取出来，其中，本领域技术人员可以根据实际需要对萃取筒11采用对应的萃取方式，在此不再赘述。
在某些具体实施例中，为了加速所述萃取筒11内的萃取速度，所述萃取装置还包括用于对萃取筒11内的溶液进行搅拌的搅拌装置和用于萃取筒11内的溶液进行加热的加热装置，所述搅拌装置和加热装置均与主控制器连接，由主控制器控制。一般来说，温度越高代表分子热运动越剧烈，运动更剧烈更容易萃取得到含六价铬的溶液，这对萃取有利；另外，温度升高，液体粘度降低，同时配合溶液的搅拌，更加有利于萃取的进行。
作为一种优选方式，在所述萃取筒11的顶端设置有上盖12，所述搅拌装置包括安装在所述上盖12上的搅拌杆13，所述搅拌杆13的上端穿过所述上盖12后向上延伸与电机连接，所述搅拌杆13的下端穿过所述上盖12后向下延伸进入所述萃取筒11内，所述电机与所述主控器连接。
作为一种优选方式，为了提高搅拌效果，在所述搅拌杆13的周向表面交错设置有扇形搅拌桨。
作为一种优选方式，所述搅拌杆13和所述扇形搅拌桨的内部中空且互相连通，所述加热装置包括设置在中空的所述搅拌杆13和所述扇形搅拌桨内的加热丝，所述加热丝与所述主控器连接。本技术方案中，通过在中空的搅拌杆13和扇形搅拌桨内设置加热丝，在搅拌装置搅拌溶液时，发热丝同时对溶液进行加热，使萃取加速进行，同时还节省了设置的安装控件，使整个设备的结构更加紧凑。
为了方便对加热丝进行控制，所述加热丝与电磁开关连接，所述电磁开关与所述主控器连接。
在某些具体实施例中，所述过滤脱色装置包括用于对所述含六价铬的溶液进行过滤的过滤机构14和对过滤后的含六价铬的溶液进行脱色的脱色机构15，在所述过滤机构14的顶部设置有进液口，在所述脱色机构15的底部设置有出液口，所述过滤机构14置于所述脱色机构15的上方且所述过滤机构14和所述脱色机构15连通，所述含六价铬的溶液经过过滤机构14的过滤后进入脱色机构15进行脱色处理，最终得到澄清透明的溶液。
作为一种优选方式，所述过滤机构14包括过滤层，所述脱色机构15置于所述过滤层的下方，经过过滤层的过滤后的含六价铬的溶液进入脱色机构15。
作为一种优选方式，所述过滤层包括由上到下依次设置的至少一层多孔过滤片，采用多孔过滤片，可以对溶液中的杂质进行有效过滤；多孔过滤片设置的数量越多，过滤效果越好，但整个结构也会更加复杂。
作为一种优选方式，所述脱色机构15包括脱色槽和由上到下依次设置在所述脱色槽内的至少一层脱色层；所述脱色层的设置的数量越多，脱色效果越好，但整个结构也会更加复杂。本所述中，所述脱色层设置两层，包括由上到下依次设置的第一脱色层和第二脱色层。
为了避免溶液倒流，在所述过滤机构14和所述脱色机构15之间通过单向阀16连接。
为了对溶液提供动力，使溶液从过滤机构14流至脱色机构15，在所述脱色机构15的出液口处连接有T型单向阀17，所述T型单向阀17的第一出口连接出液管，所述T型单向阀17的第二出口连接真空泵，所述真空泵与所述主控器连接。所述真空泵使所述脱色机构15的出液口处形成真空，使溶液从过滤机构14流至脱色机构15。
作为一种优选方式，为了保证脱色效果，在所述出液管的侧壁处开设有可打开关闭的活动门，在所述出液管内放置有用于检测经过滤脱色装置处理后排出的溶液的脱色效果的色度检测仪，所述色色度检测仪与报警机构连接，所述报警机构与主控器连接；打开所述活动门，即可把所述色度检测仪放入或取出所述出液管内，然后再关闭所述活动门，使所述色度检测仪可实时或一直放置在所述出液管内；若色度检测仪检测到脱色后的溶液脱色未达标，报警机构则实现报警。
在某些具体实施例中，所述检测分析装置包括用于承装脱色后溶液的样品池、用于发出单色光照射所述脱色后溶液的单色器、用于检测脱色后溶液对于单色光的吸光度的检测器、用于对所述检测器检测的信号进行处理分析的信号处理器、用于对信号处理器处理后的信号进行存储和显示的显示与存储机构，所述样品池置于所述脱色机构15下方，所述单色器、检测器、信号处理器、显示与存储机构均与主控器连接，由主控器控制。
为了实现不同溶液的批量检测，所述样品池包括固定设置的机械转动固定杆21、中心位置设置在所述机械转动固定杆21上并可绕所述机械转动固定杆21旋转的旋转机械臂22、围绕所述旋转机械臂22的边缘设置在所述旋转机械臂22上的至少一个多孔旋转样品放置台23，所述样品池还包括固定设置的比色皿24，所述一个多孔旋转样品放置台23与一个萃取装置和一个过滤脱色装置一一对应使用，在每个所述出液管的排液口固定连接有排液盖25；经过某一个萃取装置和某一个过滤脱色装置处理后的溶液经过出液管和排液盖25排到对应的多孔旋转样品放置台23内，然后所述旋转机械臂22带动该多孔旋转样品放置台23旋转至所述比色皿24的上方，该多孔旋转样品放置台23内的溶液进入所述比色皿24内，进行检测。通过设置旋转机械臂22和在所述旋转机械臂22上设置多个多孔旋转样品放置台23，然后每个多孔旋转样品放置台23配合一个萃取装置和一个过滤脱色装置对应使用（所述检测分析装置的其他部件只需配置一个即可），这样，就可以对多种不同的待测溶液进行批量检测，提高检测效果。
为了避免溶液回流，所述出液管与所述排液盖25之间通过硅胶单向阀连接。
本溶液中六价铬批量自动处理与分析装置的操作过程如下：操作时，含六价铬的涂料和萃取剂经进料口进入萃取筒11，搅拌装置中的搅拌桨和加热装置的加热丝通过加热搅拌加速了萃取筒11内溶液的萃取过程；经过萃取的溶液利用真空负压作用，使含六价铬的溶液通过过滤脱色装置后形成澄清透明的溶液；脱色后的溶液流通至检测分析装置，通过旋转机械臂22和旋转机械臂22上多孔旋转样品放置台23的实现样品的批量自动检测。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种溶液中六价铬批量自动处理与分析装置，其特征在于，包括：
主控制器，用于控制整个自动处理与分析装置的自动运行；
萃取装置，对待分析的溶液进行萃取，得到含六价铬的溶液；
过滤脱色装置，对所述含六价铬的溶液进行过滤脱色，得到澄清透明的溶液；
检测分析装置，对所述澄清透明的溶液进行批量自动检测，得到检测结果；
所述萃取装置、过滤脱色装置和过滤脱色装置均与主控制器连接，由主控制器控制。
2.根据权利要求1所述的溶液中六价铬批量自动处理与分析装置，其特征在于，所述萃取装置包括对待分析的溶液进行萃取、得到含六价铬的溶液的萃取筒，所述萃取筒包括用于输入待分析的溶液的进料口和用于输出含六价铬的溶液的出料口，所述萃取筒通过出料口与所述过滤脱色装置的进液口连接。
3.根据权利要求2所述的溶液中六价铬批量自动处理与分析装置，其特征在于，所述萃取装置还包括用于对萃取筒内的溶液进行搅拌的搅拌装置和用于萃取筒内的溶液进行加热的加热装置，所述搅拌装置和加热装置均与主控制器连接，由主控制器控制。
4.根据权利要求3所述的溶液中六价铬批量自动处理与分析装置，其特征在于，在所述萃取筒的顶端设置有上盖，所述搅拌装置包括安装在所述上盖上的搅拌杆，所述搅拌杆的上端穿过所述上盖后向上延伸与电机连接，所述搅拌杆的下端穿过所述上盖后向下延伸进入所述萃取筒内，所述电机与所述主控器连接；在所述搅拌杆的周向表面交错设置有扇形搅拌桨。
5.根据权利要求4所述的溶液中六价铬批量自动处理与分析装置，其特征在于，所述搅拌杆和所述扇形搅拌桨的内部中空且互相连通，所述加热装置包括设置在中空的所述搅拌杆和所述扇形搅拌桨内的加热丝，所述加热丝与所述主控器连接。
6.根据权利要求1所述的溶液中六价铬批量自动处理与分析装置，其特征在于，所述过滤脱色装置包括用于对所述含六价铬的溶液进行过滤的过滤机构和对过滤后的含六价铬的溶液进行脱色的脱色机构，在所述过滤机构的顶部设置有进液口，在所述脱色机构的底部设置有出液口，所述过滤机构置于所述脱色机构的上方且所述过滤机构和所述脱色机构连通，所述含六价铬的溶液经过过滤机构的过滤后进入脱色机构进行脱色处理，最终得到澄清透明的溶液。
7.根据权利要求6所述的溶液中六价铬批量自动处理与分析装置，其特征在于，在所述脱色机构的出液口处连接有T型单向阀，所述T型单向阀的第一出口连接出液管，所述T型单向阀的第二出口连接真空泵，所述真空泵与所述主控器连接。
8.根据权利要求7所述的溶液中六价铬批量自动处理与分析装置，其特征在于，在所述出液管的侧壁处开设有可打开关闭的活动门，在所述出液管内放置有用于检测经过滤脱色装置处理后排出的溶液的脱色效果的色度检测仪，所述色色度检测仪与报警机构连接，所述报警机构与主控器连接。
9.根据权利要求1所述的溶液中六价铬批量自动处理与分析装置，其特征在于，所述检测分析装置包括用于承装脱色后溶液的样品池、用于发出单色光照射所述脱色后溶液的单色器、用于检测脱色后溶液对于单色光的吸光度的检测器、用于对所述检测器检测的信号进行处理分析的信号处理器、用于对信号处理器处理后的信号进行存储和显示的显示与存储机构，所述样品池置于所述脱色机构下方，所述单色器、检测器、信号处理器、显示与存储机构均与主控器连接，由主控器控制。
10.根据权利要求9所述的溶液中六价铬批量自动处理与分析装置，其特征在于，所述样品池包括固定设置的机械转动固定杆、中心位置设置在所述机械转动固定杆上并可绕所述机械转动固定杆旋转的旋转机械臂、围绕所述旋转机械臂的边缘设置在所述旋转机械臂上的至少一个多孔旋转样品放置台，所述样品池还包括固定设置的比色皿，所述一个多孔旋转样品放置台与一个萃取装置和一个过滤脱色装置一一对应使用，在每个所述出液管的排液口固定连接有排液盖；经过某一个萃取装置和某一个过滤脱色装置处理后的溶液经过出液管和排液盖排到对应的多孔旋转样品放置台内，然后所述旋转机械臂带动该多孔旋转样品放置台旋转至所述比色皿的上方，该多孔旋转样品放置台内的溶液进入所述比色皿内，进行检测。
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