CN113984696A - 水质多参数自动在线同步检测光谱仪系统 - Google Patents

Abstract

水质多参数自动在线同步检测光谱仪系统，包括外壳、电磁阀、辅助试剂罐、主控电路板、供电电源、蠕动泵、检测机构、显示屏、电子计量器，检测机构包括安装在一起的检测管、电加热丝、温度传感器、物质紫外波长检测器、散热风机、内壳，检测管中部外有凹槽，温度传感器安装在凹槽内，电加热安装在检测管外；多只电磁阀安装在多通阀模板内，多只辅助试剂罐、蠕动泵、计量器、显示屏、多通阀模板、内壳、主控电路板安装在外壳内，蠕动泵、电子计量器、显示屏、主控电路板、供电电源、电磁阀电性连接。本发明能使检测管液体由下至上加热，温度传感器多角度感受液温，整体结构紧凑且美观，给检测人员带来了便利，提高了检测效率，并使得数据更有效。

Description

水质多参数自动在线同步检测光谱仪系统

技术领域

本发明涉及水质检测设备领域，特别是一种水质多参数自动在线同步检测光谱仪系统。

背景技术

水质检测仪是一种在环保部门及供水单位等使用较为广泛的一种设备。其主要结构包括物质紫外波长检测器、检测管、加热丝、散热风机等，检测时，检测人员把检测水放入检测管内，实际检测中，还需要为被检测的水中加入过硫酸钾、氢氧化钠、间苯二酚、浓硫酸、抗坏血酸、钼酸铵、酒石酸锑钾等辅助试剂，然后加热丝加热检测管内水及辅助试剂，物质紫外波长检测器检测加热后水透过紫外线波的数据，并将数据输出到主控电路板，主控电路板将数据处理后得出被检测水中的总磷总氮数据并经显示屏幕显示，这样检测人员就能直观得到被检测水的水质数据。

现有的水质检测仪受到结构所限，其多种辅助试剂罐体需要配备相应的电磁阀，这样，多只电磁阀分散安装不但结构不紧凑且也不美观，并增加了管路的成本。还有就是，现有的水质检测仪其为检测管内加入检测水、各种辅助试剂，包括清洗检测管内部，各种辅助试剂加入检测管内前经计量器计量至加入检测管内都是人为手动操作，上述操作模式不但给工作人员带来了极大不便，且也不利于提高工作效率，人为手动添加辅助试剂还存在不容易掌握好量的问题，这样无疑无法保证最后的水质分析数据能真实反应水质状态。现有的检测管外侧安装的加热丝一般位于检测管中部且加热丝的分布较为稀疏，这样对检测管内的液体加热效果会存在影响（热量从上至下作用于检测管内的被检测水、加热效果不佳），进而造成检测的时间延长且或多或少会对检测效果造成不利影响。最后就是，现有的检测仪其检测管安装的温度传感器位于检测管的平滑外壁，且安装位置一般偏于检测管的下端，这样，由于温度传感器检测面和检测管接触的面积相对少，且检测的水温不能真实反应检测管内水的温度，进而输出到主控电路板的信号由于存在偏差，会使检测器恒温加热得不到保证，同样的，会对后续的检测数据造成不利影响。

发明内容

为了克服现有水质检测仪因结构所限存在如背景所述弊端，本发明提供了一种将多只电磁阀集成到一起，多只电磁阀合用三个输入输出端口，整体结构更加紧凑，且更美观，在检测管的中部设置了内凹的槽安装温度传感器，增加了温度传感器的受热面，并能有效检测检测管内水温，检测管下部外增加了密绕电加热丝，能更加有效快速的加热检测管内的被检测水，被检测的水、多种检测辅助试剂在主控电路板内部的相应软件单元等作用下，能自动定量加入检测管内，由此达到给检测人员带来了便利，提高了检测效率，并使得检测数据更加真实有效的水质多参数自动在线同步检测光谱仪系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

水质多参数自动在线同步检测光谱仪系统 ，包括外壳、电磁阀、辅助试剂罐、主控电路板、供电电源、蠕动泵、检测机构、显示屏、电子计量器，检测机构包括检测管、电加热丝、温度传感器、物质紫外波长检测器、散热风机、内壳，物质紫外波长检测器的发射端及接收端分别面对面安装在检测管外侧两端，检测管安装在内壳中部，散热风机安装在内壳一侧外端；其特征在于检测管的中部外侧有凹槽，温度传感器安装在凹槽内，电加热丝环形分布安装在检测管中部到下部外侧之间、；所述电磁阀有多只，多只电磁阀的一端和一根连接管安装在一起且和连接管内互通，多只电磁阀安装在一个多通阀模板内，连接管的一端和电磁阀A一端连接，辅助试剂罐有多只，多只辅助试剂罐、蠕动泵、电子计量器、显示屏、多通阀模板、内壳、主控电路板、供电电源安装在外壳内；所述多只电磁阀的另一端和多只辅助试剂罐的排液管及自来水管、检测管下端分别连接，连接管的另一端和电子计量器的进出液管连接，计量器的通气管和电磁阀B一端连接，电磁阀B另一端和蠕动泵的气管连接；所述主控电路板的多路信号输入端分别和计量器、物质紫外波长检测器、温度传感器的信号输出端分别电性连接，主控电路板的信号输出端和显示屏的信号输入端电性连接。

进一步地，所述电磁阀、电磁阀A、电磁阀B内部阀芯是常闭式结构。

进一步地，所述温度传感器其感温面紧贴凹槽内，检测管下端的电加热丝环绕密度大于中部的环绕密度。

进一步地，所述主控电路板具有数据采集单元、数据分析单元、数据控制单元，数据采集单元能分别采集计量器、温度传感器、物质紫外波长检测器输出的数据，数据分析单元能对各种数据进行分析，数据控制单元能分别控制电加热丝、物质紫外波长检测器、散热风机、十二只电磁阀及计量器、蠕动泵的工作方式。

本发明有益效果是：本发明其他检测方法及流程和现有种水质总磷总氮检测仪完全一致。本发明中，在主控电路板相关应用单元等作用下，蠕动泵能分别将需要检测的水及多种辅助试剂按比例精确泵入检测管内，由于检测管下端环形密绕有电加热丝，这样更能使检测管内液体得到由下至上的加热，由于温度传感器位于内凹的凹槽内，温度传感器的感温面能多角度（前端及侧端）感受检测管内液体温度，传给主控电路板的温度数据更加贴近实际液体温度。本发明中，其中十只电磁阀合用三个输入输出端口，整体结构更加紧凑，且更美观。本发明给检测人员带来了便利，提高了检测效率，并使得检测数据更加真实有效。基于上述，本发明具有好的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明局部结构示意图。

具体实施方式

图1、2中所示，水质多参数自动在线同步检测光谱仪系统，包括外壳1、电磁阀2、辅助试剂罐（图中未画出）、主控电路板3、蠕动泵4、显示屏（图中未画出）、供电电源（图中未画出）、电子计量器10、检测机构，检测机构包括检测管5（透明钢化玻璃管）、电加热丝6、温度传感器7、物质紫外波长检测器8、散热风机9（恒温控制检测管内温度）、内壳11，物质紫外波长检测器8的发射端及接收端分别面对面安装在检测管5的中部外侧两端，物质紫外波长检测器8安装在内壳11中部两侧，检测管5垂直分布安装在内壳11中部，检测管5的上端排气口位于内壳11及外壳1上端外，散热风机9安装在内壳11后端中部的开孔外，内壳11安装在外壳1内中部；检测管5的中部外侧有一个内径略大于温度传感器外径内凹的圆形槽51，温度传感器7紧套在凹槽51内，电加热丝6环形分布安装在检测管5中部到下部外侧之间；所述电磁阀2有十二只，其中十只电磁阀2的一端和一根连接管12侧端焊接在一起且和连接管12内互通，其中十只电磁阀2安装在一个多通阀模板13内且连接管12上下端分别位于多通阀模板13上下端外侧，连接管12的一端和第十一只电磁阀2一端连接，第十一只电磁阀2的另一端连接有排污管14，多通阀模板13安装在外壳1内左部，辅助试剂罐有八只，分别安装在安装与外壳1下端底部外端且其加液盖位于外壳1中部上端外，供电电源、蠕动泵4、电子计量器10安装在外壳1内右部，显示屏的显示界面位于外壳1上端外；所述排污管14位于外壳后外端，其中九只电磁阀2另一端和八只辅助试剂罐的下端中部排液管及自来水管分别经软管连接，第十只电磁阀2另一端和检测管3下端经软管连接，连接管12的另一端和电子计量器10的进出液管经软管连接，计量器10的通气管和第十二只电磁阀2一端经软管连接，第十二只电磁阀2另一端和蠕动泵4的气管经软管连接；所述蠕动泵4、十二只电磁阀2、计量器10、物质紫外波长检测器8、显示屏、散热风机9、电加热丝6、散热风扇9的电源输入端分别和主控电路板3的电源输出端经导线连接，主控电路板3的三路信号输入端分别和计量器10、物质紫外波长检测器8、温度传感器7的信号输出端经导线连接，主控电路板3的信号输出端和显示屏的信号输入端经导线连接。供电电源的电源输出端和主控电路板3、显示屏、温度传感器7、物质紫外波长检测器8的电源输入端经导线连接。

图1、2所示，十二只电磁阀2内部阀芯是常闭式结构。温度传感器7其感温面紧贴凹槽51内，电加热丝6环形分布安装在检测管5中部到下部外侧之间后，下端的电加热丝6环绕密度大于中部的环绕密度。

主控电路板3具有数据采集单元、数据分析单元、数据控制单元，数据采集单元能分别采集计量器、温度传感器、物质紫外波长检测器输出的数据，数据分析单元能对各种数据进行分析，数据控制单元能分别控制电加热丝6、物质紫外波长检测器8、散热风机9、十二只电磁阀2及计量器10、蠕动泵4的工作方式。

图1、2所示，本发明其他检测方法及流程和现有种水质总磷总氮检测仪完全一致。本发明使用前分别打开多只辅助试剂罐的上盖为其内部加入检测水质所需的过硫酸钾、氢氧化钠、间苯二酚、浓硫酸、抗坏血酸、钼酸铵、酒石酸锑钾等辅助试剂（包括检测样水）。主控电路板3得电工作后会先控制蠕动泵4正负两极得电，同时控制和检测样水试剂罐相连的一只电磁阀2得电阀芯打开，并控制和蠕动泵4气管相连的电磁阀得电阀芯打开，这样，蠕动泵4产生负压吸力，将检测样水吸入计量器10内，计量器10对进入的样水进行计量，并将输出传递给数据采集单元。达到主控电路板数据控制单元设定的水量后，主控电路板控制和样水试剂罐相连的电磁阀2失电，并控制和检测管3下端相连的电磁阀2得电，同时控制蠕动泵4负正两极得电，其气管输出空气进入计量器10内，将计量器10内的检测水泵入检测管内，水泵入检测管5内后，主控电路板控制蠕动泵4、和样水试剂罐相连的电磁阀2、和蠕动泵4气管相连的电磁阀、和检测管3下端相连的电磁阀失电阀芯关闭。和上述方式完全一致，主控电路板能根据编程依次按量将多个辅助试剂罐内、检测水质所需的过硫酸钾、氢氧化钠、间苯二酚、浓硫酸、抗坏血酸、钼酸铵、酒石酸锑钾等辅助试剂泵入检测管内，全部辅助试剂及检测水进入检测管后就开始进行检测流程。

图1、2所示，所有辅料及检测水进入检测管5内后，主控电路板控制电加热丝6得电由上至下加热检测管内的样品水，温度传感器7实时输出温度信号到主控电路板，主控电路板在水温超高时暂时断开电加热丝的电源（并利用散热风机降温），温度低时接通电加热丝的电源，这样就能保证检测管内的检测样水处于恒温状态（60℃左右）。水和物质反应时间够后，主控电路板控制物质紫外波长检测器得电工作，对此刻加热后样品水透过紫外线波长的数据传递给数据分析单元，数据分析单元在自身功能作用下分析出水中总磷总氮等数据在显示屏上显示，工作人员可通过打印机方式将数据打印出来，后续也可以通过触摸显示屏的操作界面查询目前以及历史检测数据记录。检测完毕后，主控电路板先控制蠕动泵4负正两极得电，和蠕动泵通气管相连的电磁阀2得电，和污水管相连的电磁阀2得电，和检测管3下端相连的电磁阀得电，这样，蠕动泵排出的高流速空气从计量器10内，连接管12内高速从排污管14流出，连接管12产生负压将检测后检测管内废水经排污管排出。最后主控电路板分别控制和自来水管相连的电磁阀2、和蠕动泵通气管相连的电磁阀2、和排污管相连的电磁阀2、和检测管3下端相连的电磁阀失电阀芯循环依次得电三次，这样自来水会三次进入连接管12内、计量器10内及检测管内，然后再经排污管排出，对检测管及计量器、连接管等内进行清洗，防止残留液体对下次检测带来影响。

图1、2所示，通过上述所有机构共同作用，本发明在主控电路板相关应用单元等作用下， 蠕动泵能分别将需要检测的水及多种辅助试剂按比例精确泵入检测管内，由于检测管下端环形密绕有电加热丝，这样更能是检测管内液体得到由下至上的加热，由于温度传感器位内凹的凹槽内，温度传感器的感温面能多角度（前端及侧端）感受检测管内液体温度，传给主控电路板的温度数据更加贴近实际液体温度。本发明中，其中十只电磁阀合用三个输入输出端口，整体结构更加紧凑，且更美观。本发明给检测人员带来了便利，提高了检测效率，并使得检测数据更加真实有效。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，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。

Claims (4)

1.水质多参数自动在线同步检测光谱仪系统，包括外壳、电磁阀、辅助试剂罐、主控电路板、供电电源、蠕动泵、检测机构、显示屏、电子计量器，检测机构包括检测管、电加热丝、温度传感器、物质紫外波长检测器、散热风机、内壳，物质紫外波长检测器的发射端及接收端分别面对面安装在检测管外侧两端，检测管安装在内壳中部，散热风机安装在内壳一侧外端；其特征在于检测管的中部外侧有凹槽，温度传感器安装在凹槽内，电加热丝环形分布安装在检测管中部到下部外侧之间、；所述电磁阀有多只，多只电磁阀的一端和一根连接管安装在一起且和连接管内互通，多只电磁阀安装在一个多通阀模板内，连接管的一端和电磁阀A一端连接，辅助试剂罐有多只，多只辅助试剂罐、蠕动泵、电子计量器、显示屏、多通阀模板、内壳、主控电路板、供电电源安装在外壳内；所述多只电磁阀的另一端和多只辅助试剂罐的排液管及自来水管、检测管下端分别连接，连接管的另一端和电子计量器的进出液管连接，计量器的通气管和电磁阀B一端连接，电磁阀B另一端和蠕动泵的气管连接；所述主控电路板的多路信号输入端分别和计量器、物质紫外波长检测器、温度传感器的信号输出端分别电性连接，主控电路板的信号输出端和显示屏的信号输入端电性连接。

2.根据权利1所述的水质多参数自动在线同步检测光谱仪系统，其特征在于，电磁阀、电磁阀A、电磁阀B内部阀芯是常闭式结构。

3.根据权利1所述的水质多参数自动在线同步检测光谱仪系统，其特征在于，温度传感器其感温面紧贴凹槽内，检测管下端的电加热丝环绕密度大于中部的环绕密度。

4.根据权利1所述的水质多参数自动在线同步检测光谱仪系统，其特征在于，主控电路板具有数据采集单元、数据分析单元、数据控制单元，数据采集单元能分别采集计量器、温度传感器、物质紫外波长检测器输出的数据，数据分析单元能对各种数据进行分析，数据控制单元能分别控制电加热丝、物质紫外波长检测器、散热风机、十二只电磁阀及计量器、蠕动泵的工作方式。

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