CN114062291A - 饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备及其使用方法，涉及水质检测技术领域。本发明包括光度计外壳和前壳体，光度计外壳的前端固定有前壳体，前壳体的内部分别设置有样品架、平移机构、超声振动机构、加液机构和取样机构，样品架的顶部凹槽内放置有多个样品皿，样品架通过平移机构实现在光度计外壳与前壳体之间穿梭。本发明通过设置平移机构、取样机构和加液机构，加液、取样、测定一体化设计，使得样品皿的加液更加方便，可测定水域内各个高度的数据，且通过超声进行辅助，使得样品溶液的均匀性更加理想，提高测定准确性，解决了现有的硝酸盐氮测定设备功能单一，使用不方便，且测试结果不够准确的问题。
Description
技术领域
本发明属于水质检测技术领域，特别是涉及饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备及其使用方法。
背景技术
硝酸盐氮是含氮有机物氧化分解的最终产物，水中之氮以硝酸盐形态存在者，属低毒性或无毒性，水中的硝酸盐氮含量过高对人体造成危害，如果长期饮用被硝酸盐氮或亚硝酸盐氮污染的水，会造成儿童智力下降，反应迟钝等身体疾病，硝酸盐在人体内经过体内相关酶的作用下可转化为亚硝酸盐，在一些含氮有机化合物的作用下会形成具有化学稳定性亚硝基化合物，这些化合物能直接导致人体细胞癌变、畸形和突变，由此损坏人体的正常运作及健康。
水中硝酸盐氮的测定方法较多，常用的有酚二磺酸光度法、紫外分光光度法、离子色谱法等。紫外分光光度法是利用硝酸根离子在紫外区220nm波长处的吸收而定量测定硝酸盐氮，溶解的有机物在220nm处和275nm处均有吸收，而硝酸根离子在275nm处没有吸收，因此,在275nm处作另一次测量,以校正硝酸盐氮值。
经检索，公告号CN102262065A，公告日期2011-11-30公开了一种在线测定水中硝酸盐氮的仪器，属于水质监测仪器设备技术领域，用于在线测定水中硝酸盐氮，其技术方案是：它由外壳体、检测池、光源、检测部分、控制电路组成，检测池安装在外壳体的中部，检测池分为上下两部分，在上检测池一侧的上外壳体内安装有光源，在下检测池一侧的下外壳体内安装检测部分和控制电路，在下检测池与上检测池相对的端面上有进水凹槽，沿着检测池的轴线有对应的通光孔，通光孔上安装有石英镜片，检测部分安装在与通光孔轴线相对应的位置。本发明采用双波长紫外吸收法，进行防水设计，可投入水中对水体进行原位检测，对环境无二次污染，能够快速、高效、准确地在线测定水中硝酸盐氮浓度，填补了国内外的空白。
该专利存在以下不足之处：
1.该测定设备需要投入水中对水体进行原位检测，使用不方便，操作较为复杂；
2.该测定设备功能单一，不具有取样功能，且测定干扰大，测试结果不够准确。
因此，现有的硝酸盐氮测定设备，无法满足实际使用中的需求，所以市面上迫切需要能改进的技术，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备及其使用方法，通过设置平移机构、取样机构和加液机构，加液、取样、测定一体化设计，使得样品皿的加液更加方便，可测定水域内各个高度的数据，且通过超声进行辅助，使得样品溶液的均匀性更加理想，提高测定准确性，解决了现有的硝酸盐氮测定设备功能单一，使用不方便，且测试结果不够准确的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备，包括光度计外壳和前壳体，所述光度计外壳的前端固定有前壳体，所述前壳体的内部分别设置有样品架、平移机构、超声振动机构、加液机构和取样机构，所述样品架的顶部凹槽内放置有多个样品皿，所述样品架通过平移机构实现在光度计外壳与前壳体之间穿梭，所述样品架的侧面设置有超声振动机构，通过超声振动机构实现对样品皿内的饮用水样品的震荡，所述加液机构用于给样品皿添加饮用水样品，所述取样机构用于收集饮用水样品。
进一步地，所述光度计外壳的外部铰接有提手，所述光度计外壳的顶面上分别设置有控制面板和防尘盖，所述光度计外壳的内部分别设置有紫外分光光度计本体和样品室，所述平移机构插入至样品室内。
进一步地，所述前壳体的前侧面上设置有前盖板，所述平移机构上方的前壳体的顶面上设置有上盖板。
进一步地，所述平移机构包括第一螺母座、第一丝杆、第一平移电机、第一轴承座和第一导杆，所述第一螺母座的顶部与样品架的底部固定连接，所述第一螺母座活动套设在第一丝杆上，所述第一丝杆的一端与第一平移电机的输出轴固定连接，所述第一丝杆的另一端与第一轴承座转动连接，所述第一平移电机和第一轴承座均固定在前壳体内部的支撑台上，所述第一平移电机与第一轴承座之间固定有第一导杆，所述第一导杆贯穿第一螺母座设置。
进一步地，所述超声振动机构包括超声振动头、第二螺母座、第二丝杆、第二平移电机、第二轴承座和第二导杆，所述样品架的两侧设置有两个对称分布的超声振动头，所述超声振动头的底部与第二螺母座的顶部固定连接，所述第二螺母座活动套设在第二丝杆上，所述第二丝杆的一端与第二平移电机的输出轴固定连接，所述第二丝杆的另一端与第二轴承座转动连接，所述第二平移电机和第二轴承座均固定在前壳体内部的支撑台上，所述第二平移电机与第二轴承座之间固定有第二导杆，所述第二导杆贯穿第二螺母座设置。
进一步地，所述第二丝杆设置为双向型丝杆，所述第二螺母座设置有两个，两个所述第二螺母座对称设置在第二丝杆的不同旋向上。
进一步地，所述超声振动机构还包括超声发生器，所述超声发生器固定在前壳体内部的支撑台上，且所述超声振动头与超声发生器电性连接。
进一步地，所述加液机构包括收卷筒，所述收卷筒转动设置在前壳体的内部，所述收卷筒通过收卷电机实现收卷，所述收卷筒上缠绕有抽水管，所述抽水管的进水端设置有配重块，所述配重块上安装有液位传感器，所述抽水管的出水端与计量泵的进口固定连接，所述计量泵的出口与出水主管的一端固定连接，所述出水主管的另一端与出水横管的中部相连通，所述出水横管上设置有多个等间距分布的L型出水支管，所述L型出水支管上设置有第一电磁阀，所述L型出水支管的出水口设置在样品皿的正上方。
进一步地，所述取样机构包括取样主管、取样横管、取样支管、第二电磁阀和取样瓶，所述取样主管的上端与出水主管相连通，所述取样主管的下端与取样横管的中部相连通，所述取样横管上设置有多个等间距分布的取样支管，所述取样支管上设置有第二电磁阀，所述取样支管的出水口正下方设置有取样瓶，所述取样瓶放置在前壳体内部的支撑台上。
本发明亦提供饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备的使用方法，包括以下步骤：
S1：通过提手将该设备提至饮用水监测地点并放置好；
S2：将抽水管放入至饮用水水域内，通过液位传感器进行液位的监测，直至抽水管的进水端到达指定液位高度，通过加液机构将水域内的饮用水抽入至样品皿内；
S3：当样品皿内的饮用水样品填满后，再通过取样机构将该液位的样品抽入至取样瓶内存储起来；
S4：然后通过超声振动机构对样品皿内的饮用水样品进行震荡，使其均匀；
S5：震荡完成后，松开超声振动机构，然后通过平移机构将样品架移动至样品室内，通过紫外分光光度计本体进行正常的光度分析；
S6：当该液位的饮用水样品分析完毕后，将样品皿取出并倒掉已经测定完毕的水体，通过收卷电机带动收卷筒转动，将抽水管的进水端移动到另一液位高度，继续进行测定。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过设置平移机构和加液机构，加液测定一体化设计，使得样品皿的加液更加方便，避免手动加液，准确性、安全性均不足的问题，多个样品可同时测定，且该测定设备不需要投入水中对水体进行原位检测，通过将抽水管插入水域内的不同高度，操作简单，可测定水域内各个高度的数据。
2、本发明通过设置取样机构，使得该设备具有取样功能，可将不同液位的样品抽入至多个取样瓶内存储起来，方便后续带回实验室进行详细的研究。
3、本发明通过设置超声振动机构，对样品皿内的饮用水样品进行震荡，使得样品溶液的均匀性更加理想，从而使得测定的结果更加准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构外观示意图；
图2为本发明的前壳体内部结构示意图一；
图3为本发明的前壳体内部结构示意图二；
图4为本发明的平移机构结构示意图；
图5为本发明的超声振动机构结构示意图一；
图6为本发明的超声振动机构结构示意图二；
图7为本发明的加液机构结构示意图；
图8为本发明的取样机构结构示意图；
图9为本发明的光度计外壳结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、光度计外壳；2、前壳体；3、样品架；4、样品皿；5、平移机构；6、超声振动机构；7、加液机构；8、取样机构；11、控制面板；12、防尘盖；13、提手；14、紫外分光光度计本体；15、样品室；21、前盖板；22、上盖板；51、第一螺母座；52、第一丝杆；53、第一平移电机；54、第一轴承座；55、第一导杆；61、超声振动头；62、第二螺母座；63、第二丝杆；64、第二平移电机；65、第二轴承座；66、第二导杆；67、超声发生器；71、收卷筒；72、收卷电机；73、抽水管；74、配重块；75、液位传感器；76、计量泵；77、出水主管；78、出水横管；79、L型出水支管；710、第一电磁阀；81、取样主管；82、取样横管；83、取样支管；84、第二电磁阀；85、取样瓶。
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。
请参阅图1-3所示，本发明为饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备，包括光度计外壳1和前壳体2，光度计外壳1的前端固定有前壳体2，前壳体2的内部分别设置有样品架3、平移机构5、超声振动机构6、加液机构7和取样机构8，样品架3的顶部凹槽内放置有多个样品皿4，样品架3通过平移机构5实现在光度计外壳1与前壳体2之间穿梭，样品架3的侧面设置有超声振动机构6，通过超声振动机构6实现对样品皿4内的饮用水样品的震荡，加液机构7用于给样品皿4添加饮用水样品，取样机构8用于收集饮用水样品。
其中如图9所示，光度计外壳1的外部铰接有提手13，光度计外壳1的顶面上分别设置有控制面板11和防尘盖12，光度计外壳1的内部分别设置有紫外分光光度计本体14和样品室15，平移机构5插入至样品室15内。
其中如图1-3所示，前壳体2的前侧面上设置有前盖板21，平移机构5上方的前壳体2的顶面上设置有上盖板22。
其中如图4所示，平移机构5包括第一螺母座51、第一丝杆52、第一平移电机53、第一轴承座54和第一导杆55，第一螺母座51的顶部与样品架3的底部固定连接，第一螺母座51活动套设在第一丝杆52上，第一丝杆52的一端与第一平移电机53的输出轴固定连接，第一丝杆52的另一端与第一轴承座54转动连接，第一平移电机53和第一轴承座54均固定在前壳体2内部的支撑台上，第一平移电机53与第一轴承座54之间固定有第一导杆55，第一导杆55贯穿第一螺母座51设置。
平移机构5具体使用时，启动第一平移电机53，第一平移电机53带动第一丝杆52转动，第一丝杆52带动第一螺母座51沿着第一导杆55移动，第一螺母座51带动样品架3移动，直至将样品架3移动至样品室15内。
其中如图5-6所示，超声振动机构6包括超声振动头61、第二螺母座62、第二丝杆63、第二平移电机64、第二轴承座65和第二导杆66，样品架3的两侧设置有两个对称分布的超声振动头61，超声振动头61的底部与第二螺母座62的顶部固定连接，第二螺母座62活动套设在第二丝杆63上，第二丝杆63设置为双向型丝杆，第二螺母座62设置有两个，两个第二螺母座62对称设置在第二丝杆63的不同旋向上，第二丝杆63的一端与第二平移电机64的输出轴固定连接，第二丝杆63的另一端与第二轴承座65转动连接，第二平移电机64和第二轴承座65均固定在前壳体2内部的支撑台上，第二平移电机64与第二轴承座65之间固定有第二导杆66，第二导杆66贯穿第二螺母座62设置，超声振动机构6还包括超声发生器67，超声发生器67固定在前壳体2内部的支撑台上，且超声振动头61与超声发生器67电性连接。
超声振动机构6具体使用时，启动第二平移电机64，第二平移电机64带动第二丝杆63转动，第二丝杆63带动两个第二螺母座62沿着第二导杆66同时移动，两个第二螺母座62分别带动各自的超声振动头61移动，直至超声振动头61与样品架3抵触，启动超声发生器67，超声发生器67发出超声波，并通过超声振动头61散出对样品皿4内的饮用水样品进行震荡，使得样品溶液的均匀性更加理想，从而使得测定的结果更加准确。
其中如图7所示，加液机构7包括收卷筒71，收卷筒71转动设置在前壳体2的内部，收卷筒71通过收卷电机72实现收卷，收卷筒71上缠绕有抽水管73，抽水管73的进水端设置有配重块74，配重块74上安装有液位传感器75，抽水管73的出水端与计量泵76的进口固定连接，计量泵76的出口与出水主管77的一端固定连接，出水主管77的另一端与出水横管78的中部相连通，出水横管78上设置有多个等间距分布的L型出水支管79，L型出水支管79上设置有第一电磁阀710，L型出水支管79的出水口设置在样品皿4的正上方。
其中如图8所示，取样机构8包括取样主管81、取样横管82、取样支管83、第二电磁阀84和取样瓶85，取样主管81的上端与出水主管77相连通，取样主管81的下端与取样横管82的中部相连通，取样横管82上设置有多个等间距分布的取样支管83，取样支管83上设置有第二电磁阀84，取样支管83的出水口正下方设置有取样瓶85，取样瓶85放置在前壳体2内部的支撑台上。
加液机构7、取样机构8具体使用时，将抽水管73放入至饮用水水域内，通过收卷电机72进行放卷，通过液位传感器75进行液位的监测，直至抽水管73的进水端到达指定液位高度，打开第一电磁阀710，通过计量泵76将水域内的饮用水抽入至样品皿4内，当样品皿4内的饮用水样品填满后，关闭第一电磁阀710，打开其中一个取样支管83上的第二电磁阀84，将该液位的样品抽入至取样瓶85内存储起来，加液、取样、测定一体化设计，使得样品皿4的加液更加方便，避免手动加液，准确性、安全性均不足的问题，且该测定设备不需要投入水中对水体进行原位检测，操作简单，可测定水域内各个高度的数据。
本发明亦提供饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备的使用方法，包括以下步骤：
S1：通过提手13将该设备提至饮用水监测地点并放置好；
S2：将抽水管73放入至饮用水水域内，通过液位传感器75进行液位的监测，直至抽水管73的进水端到达指定液位高度，通过加液机构7将水域内的饮用水抽入至样品皿4内；
S3：当样品皿4内的饮用水样品填满后，再通过取样机构8将该液位的样品抽入至取样瓶85内存储起来；
S4：然后通过超声振动机构6对样品皿4内的饮用水样品进行震荡，使其均匀；
S5：震荡完成后，松开超声振动机构6，然后通过平移机构5将样品架3移动至样品室15内，通过紫外分光光度计本体14进行正常的光度分析；
S6：当该液位的饮用水样品分析完毕后，将样品皿4取出并倒掉已经测定完毕的水体，通过收卷电机72带动收卷筒71转动，将抽水管73的进水端移动到另一液位高度，继续进行测定。
以上仅为本发明的优选实施例，并不限制本发明，任何对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，对其中部分技术特征进行等同替换，所作的任何修改、等同替换、改进，均属于在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备，包括光度计外壳(1)和前壳体(2)，其特征在于：所述光度计外壳(1)的前端固定有前壳体(2)，所述前壳体(2)的内部分别设置有样品架(3)、平移机构(5)、超声振动机构(6)、加液机构(7)和取样机构(8)，所述样品架(3)的顶部凹槽内放置有多个样品皿(4)，所述样品架(3)通过平移机构(5)实现在光度计外壳(1)与前壳体(2)之间穿梭，所述样品架(3)的侧面设置有超声振动机构(6)，通过超声振动机构(6)实现对样品皿(4)内的饮用水样品的震荡，所述加液机构(7)用于给样品皿(4)添加饮用水样品，所述取样机构(8)用于收集饮用水样品。
2.根据权利要求1所述的饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备，其特征在于，所述光度计外壳(1)的外部铰接有提手(13)，所述光度计外壳(1)的顶面上分别设置有控制面板(11)和防尘盖(12)，所述光度计外壳(1)的内部分别设置有紫外分光光度计本体(14)和样品室(15)，所述平移机构(5)插入至样品室(15)内。
3.根据权利要求1所述的饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备，其特征在于，所述前壳体(2)的前侧面上设置有前盖板(21)，所述平移机构(5)上方的前壳体(2)的顶面上设置有上盖板(22)。
4.根据权利要求1所述的饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备，其特征在于，所述平移机构(5)包括第一螺母座(51)、第一丝杆(52)、第一平移电机(53)、第一轴承座(54)和第一导杆(55)，所述第一螺母座(51)的顶部与样品架(3)的底部固定连接，所述第一螺母座(51)活动套设在第一丝杆(52)上，所述第一丝杆(52)的一端与第一平移电机(53)的输出轴固定连接，所述第一丝杆(52)的另一端与第一轴承座(54)转动连接，所述第一平移电机(53)和第一轴承座(54)均固定在前壳体(2)内部的支撑台上，所述第一平移电机(53)与第一轴承座(54)之间固定有第一导杆(55)，所述第一导杆(55)贯穿第一螺母座(51)设置。
5.根据权利要求1所述的饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备，其特征在于，所述超声振动机构(6)包括超声振动头(61)、第二螺母座(62)、第二丝杆(63)、第二平移电机(64)、第二轴承座(65)和第二导杆(66)，所述样品架(3)的两侧设置有两个对称分布的超声振动头(61)，所述超声振动头(61)的底部与第二螺母座(62)的顶部固定连接，所述第二螺母座(62)活动套设在第二丝杆(63)上，所述第二丝杆(63)的一端与第二平移电机(64)的输出轴固定连接，所述第二丝杆(63)的另一端与第二轴承座(65)转动连接，所述第二平移电机(64)和第二轴承座(65)均固定在前壳体(2)内部的支撑台上，所述第二平移电机(64)与第二轴承座(65)之间固定有第二导杆(66)，所述第二导杆(66)贯穿第二螺母座(62)设置。
6.根据权利要求5所述的饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备，其特征在于，所述第二丝杆(63)设置为双向型丝杆，所述第二螺母座(62)设置有两个，两个所述第二螺母座(62)对称设置在第二丝杆(63)的不同旋向上。
7.根据权利要求6所述的饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备，其特征在于，所述超声振动机构(6)还包括超声发生器(67)，所述超声发生器(67)固定在前壳体(2)内部的支撑台上，且所述超声振动头(61)与超声发生器(67)电性连接。
8.根据权利要求1所述的饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备，其特征在于，所述加液机构(7)包括收卷筒(71)，所述收卷筒(71)转动设置在前壳体(2)的内部，所述收卷筒(71)通过收卷电机(72)实现收卷，所述收卷筒(71)上缠绕有抽水管(73)，所述抽水管(73)的进水端设置有配重块(74)，所述配重块(74)上安装有液位传感器(75)，所述抽水管(73)的出水端与计量泵(76)的进口固定连接，所述计量泵(76)的出口与出水主管(77)的一端固定连接，所述出水主管(77)的另一端与出水横管(78)的中部相连通，所述出水横管(78)上设置有多个等间距分布的L型出水支管(79)，所述L型出水支管(79)上设置有第一电磁阀(710)，所述L型出水支管(79)的出水口设置在样品皿(4)的正上方。
9.根据权利要求8所述的饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备，其特征在于，所述取样机构(8)包括取样主管(81)、取样横管(82)、取样支管(83)、第二电磁阀(84)和取样瓶(85)，所述取样主管(81)的上端与出水主管(77)相连通，所述取样主管(81)的下端与取样横管(82)的中部相连通，所述取样横管(82)上设置有多个等间距分布的取样支管(83)，所述取样支管(83)上设置有第二电磁阀(84)，所述取样支管(83)的出水口正下方设置有取样瓶(85)，所述取样瓶(85)放置在前壳体(2)内部的支撑台上。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的饮用水中硝酸盐氮光度法测定模拟设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过提手(13)将该设备提至饮用水监测地点并放置好；
S2：将抽水管(73)放入至饮用水水域内，通过液位传感器(75)进行液位的监测，直至抽水管(73)的进水端到达指定液位高度，通过加液机构(7)将水域内的饮用水抽入至样品皿(4)内；
S3：当样品皿(4)内的饮用水样品填满后，再通过取样机构(8)将该液位的样品抽入至取样瓶(85)内存储起来；
S4：然后通过超声振动机构(6)对样品皿(4)内的饮用水样品进行震荡，使其均匀；
S5：震荡完成后，松开超声振动机构(6)，然后通过平移机构(5)将样品架(3)移动至样品室(15)内，通过紫外分光光度计本体(14)进行正常的光度分析；
S6：当该液位的饮用水样品分析完毕后，将样品皿(4)取出并倒掉已经测定完毕的水体，通过收卷电机(72)带动收卷筒(71)转动，将抽水管(73)的进水端移动到另一液位高度，继续进行测定。
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