CN115372280B - 一种自动取样、制样的光谱检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种自动取样、制样的光谱检测装置，包括蠕动泵a、多路选择流通模块a、定量模块、截止阀a、制样容器、截止阀b、检测容器、光谱检测模块、截止阀c、双路选择流通模块b、蠕动泵b、双路选择流通模块c以及多路选择流通模块b。采用本申请的光谱检测装置，减少了人力成本，提高了检测效率和检测结果的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于自动化检测装置领域，尤其涉及一种自动取样、制样的光谱检测装置。
背景技术
净化工序是湿法冶金过程中影响产品质量的重要工序，如果该工序没有准确有效去除料液中的杂质金属离子，在电解过程中可能导致极板“烧板”。净化工序的基本原理是添加试剂使杂质金属离子沉淀，从而达到去杂的目的，因此实现对料液中多种杂质金属离子浓度的快速、高效、准确检测是保证净化效果和减少试剂消耗的关键。然而，目前在湿法冶金行业仍采用的是人工取样、制样、光谱检测的离线检测模式，这不仅导致检测时间长、信息反馈滞后大，而且不容易保证检测结果的准确性和稳定性。因此，研发一种能高效自动取样、制样和光谱检测的装置非常具有工业价值。
现有自动取样、制样的光谱检测装置的方案如图11所示，工作原理：启动蠕动泵，将试剂抽到定量管路中，通过双路选择流通模块A和双路选择流通模块B的切换进行定量，完成后蠕动泵将试剂挤入反应容器中，重复上述操作，完成各种试剂的添加，待到试剂反应完全，检测装置直接在反应容器检测溶液，最后排空溶液并进行清洗。现有装置的主要问题是：
1.试剂全是从下往上注入，由于重力作用，各试剂容易在管壁形成大量残留，停机时，部分试剂凝固，容易造成管路阻塞。
2.所有试剂进入反应容器的管路都是公共的，各试剂流入反应容器前就会有交叉污染，造成定量不准，而且取样效率慢。
3.试剂进入反应容器时，会流过蠕动泵，若试剂有腐蚀性，可能会损坏蠕动泵内部管路，增加了维护成本。
4.直接用反应容器作为检测容器，而在反应的过程中容易产生热量和气泡，会直接影响检测设备，另外用反应容器作为检测容器，就无法进行检测前的润洗操作，会造成检测偏差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自动取样、制样的光谱检测装置，以便减少人力成本，提高检测效率和检测结果的稳定性。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一种自动取样、制样的光谱检测装置，包括蠕动泵a、多路选择流通模块a、定量模块、截止阀a、制样容器、截止阀b、检测容器、光谱检测模块、截止阀c、双路选择流通模块b、蠕动泵b、双路选择流通模块c以及多路选择流通模块b；所述多路选择流通模块a和多路选择流通模块b均有一个总通道和多个分通道，总通道可以与各个分通道选择流通；所述双路选择流通模块b和双路选择流通模块c均有一个总通道和两个分通道，总通道可以与各个分通道选择流通；所述制样容器包含一个排气通道、多个进样通道、一个清洗通道和一个出样通道；所述检测容器包含一个进样入口、一个溢流出口和一个排空出口；所述蠕动泵a一端连通外界空气，另一端连通多路选择流通模块a的总通道；所述多路选择流通模块a的每个分通道上都连接了一个定量模块，各定量模块分别通过制样容器的进样通道连通制样容器；所述制样容器的排气通道上安装有截止阀a，用于控制制样容器内部与外界空气通断；所述制样容器的出样通道与检测容器的进样入口相通，中间安装有截止阀b，制样容器的清洗通道与双路选择模块b的一个分通道相连；所述检测容器旁安装有光谱检测模块，检测容器的排空出口通向废液池，中间安装有截止阀c，检测容器的溢流出口与双路选择流通模块c的总通道相通；所述双路选择流通模块c的两个分通道一个通向废液池，另一个连通双路选择流通模块b的分通道；所述蠕动泵b一端连通双路选择流通模块b的总通道，另一端连通多路选择流通模块b的总通道；所述多路选择流通模块b的分通道分别通向各种清洗剂池和外界空气；
可选地，所述定量模块包括缓冲容器、双路选择流通模块aa、定量容器和双路选择流通模块ab；所述双路选择流通模块aa和双路选择流通模块ab均有一个总通道和两个分通道，总通道可以与各个分通道选择流通；所述缓冲容器和定量容器均有上通道和下通道；所述缓冲容器的上通道连通多路选择流通模块a的分通道，缓冲容器的下通道连通双路选择流通模块aa的总通道；所述双路选择流通模块aa的两个分通道分别通向样品试剂池和定量容器的上通道；所述双路选择流通模块ab的总通道连通定量容器的下通道，双路选择流通模块ab的两个分通道分别通向样品试剂池和制样容器的进样通道。
可选地,所述双路选择流通模块aa与缓冲容器之间安装有液位检测器，用于检测是否有样品试剂将流入缓冲容器。
可选地，所述制样容器上安装有加热散热模块，用于促进样品试剂反应。
可选地，所述缓冲容器和定量容器可以是固定容积的常规器皿形式，也可以是一段管路的形式。
可选地，所述定量容器分为上下两个活动部分，两个活动部分通过螺纹连接，这样可以通过改变两个活动部分的螺纹旋合深度来改变定量容器的体积。
可选地，所述定量容器的上通道为一个伸入定量容器内部的可滑动的管道，这样可以通过改变管道的插入深度来调整定量容器能吸入液体的体积。
可选地，所述双路选择流通模块和多路选择流通模块可以一个整体的功能模块，也可以是由多个截止阀组合而成。
可选地，所述多路选择流通模块a和多路选择流通模块b的分通道可是两个及两个以上。
可选地，所述缓冲容器、定量容器、制样容器和检测容器的底部都为斜坡形，可避免残液淤积。
本发明的有益效果：
本发明的自动取样、制样的光谱检测装置，一方面可以自动完成溶液的取样、制样、光谱检测过程，减少了人力成本，提高了检测效率；另一方面，各种样品试剂在对应的定量模块的定量作用下，通过各自对应的管路添加至制样容器，避免了各试剂流入制样容器前产生交叉污染，同时，分开配备制样容器和检测容器，克服了制样容器作为检测容器，在反应的过程中容易产生热量和气泡，会直接影响检测设备的弊端，另外用制样容器作为检测容器，无法进行检测前的润洗操作，会造成检测偏差，，因此，有效提高了检测结果的稳定性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的原理图。
图2为定量模块的原理图。
图3为制样容器的结构示意图。
图4为检测容器的结构示意图。
图5为双路选择流通模块的结构示意图。
图6为多选择流通模块的结构示意图。
图7为缓冲容器的结构示意图。
图8为固定容积的定量容器的结构示意图。
图9为可变容积的定量容器的一种结构示意图。
图10为可变容积的定量容器的另一种结构示意图；
图11为现有的自动取样、制样的光谱检测装置的示意图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。
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该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1至图10所示，本实施例第一方面提供了一种自动取样、制样的光谱检测装置，包括蠕动泵a1、多路选择流通模块a2、定量模块3、截止阀a4、制样容器5、截止阀b7、检测容器9、光谱检测模块8、截止阀c10、双路选择流通模块b14、蠕动泵b13、双路选择流通模块c11以及多路选择流通模块b12；所述多路选择流通模块a2和多路选择流通模块b12均有一个总通道和多个分通道，总通道可以与各个分通道选择流通；所述双路选择流通模块b14和双路选择流通模块c11均有一个总通道和两个分通道，总通道可以与各个分通道选择流通；所述制样容器5包含一个排气通道501、多个进样通道502、一个清洗通道503和一个出样通道504；所述检测容器包含一个进样入口901、一个溢流出口902和一个排空出口903；所述蠕动泵a一端连通外界空气，另一端连通多路选择流通模块a的总通道；所述多路选择流通模块a的每个分通道上都连接了一个定量模块，各定量模块分别通过制样容器的进样通道连通制样容器；所述制样容器的排气通道上安装有截止阀a，用于控制制样容器内部与外界空气通断；所述制样容器的出样通道与检测容器的进样入口相通，中间安装有截止阀b，制样容器的清洗通道与双路选择模块b的一个分通道相连；所述检测容器旁安装有光谱检测模块，检测容器的排空出口通向废液池，中间安装有截止阀c，检测容器的溢流出口与双路选择流通模块c的总通道相通；所述双路选择流通模块c的两个分通道一个通向废液池，另一个连通双路选择流通模块b的分通道；所述蠕动泵b一端连通双路选择流通模块b的总通道，另一端连通多路选择流通模块b的总通道；所述多路选择流通模块b的分通道分别通向各种清洗剂池和外界空气。
可选地，所述定量模块包括缓冲容器301、双路选择流通模块aa303、定量容器304和双路选择流通模块ab305；所述双路选择流通模块aa303和双路选择流通模块ab305均有一个总通道和两个分通道，总通道可以与各个分通道选择流通；所述缓冲容器301和定量容器304均有上通道和下通道；所述缓冲容器的上通道连通多路选择流通模块a的分通道，缓冲容器的下通道连通双路选择流通模块aa的总通道；所述双路选择流通模块aa的两个分通道分别通向样品试剂池和定量容器的上通道；所述双路选择流通模块ab的总通道连通定量容器的下通道，双路选择流通模块ab的两个分通道分别通向样品试剂池和制样容器的进样通道。
可选地,所述双路选择流通模块aa303与缓冲容器301之间安装有液位检测器302，用于检测是否有样品试剂将流入缓冲容器。
可选地，所述制样容器上安装有加热散热模块6，用于促进样品试剂反应。
可选地，所述缓冲容器和定量容器可以是固定容积的常规器皿形式，也可以是一段管路的形式。
可选地，所述定量容器分为上下两个活动部分，两个活动部分通过螺纹连接，这样可以通过改变两个活动部分的螺纹旋合深度来改变定量容器的体积。
可选地，所述定量容器的上通道为一个伸入定量容器内部的可滑动的管道，这样可以通过改变管道的插入深度来调整定量容器能吸入液体的体积。
可选地，所述双路选择流通模块和多路选择流通模块可以一个整体的功能模块，也可以是由多个截止阀组合而成。
可选地，所述多路选择流通模块a和多路选择流通模块b的分通道可是两个及两个以上。
可选地，所述缓冲容器、定量容器、制样容器和检测容器的底部都为斜坡形，可避免残液淤积。
本发明的工作原理：本发明的总体流程是利用各个定量模块依次定量取样，然后将样品试剂注入制样容器中进行反应，充气搅拌，加热散热模块提供合适的反应温度(可选)，制样完成后将制样容器的样品试剂润洗检测容器几次，然后注入检测容器中，让光谱检测模块检测，检测完成后排空制样容器和检测容器中的所有样品试剂，最后清洗制样容器和检测容器。其中，定量取样的具体过程为：接通对应的多路选择流通模块a分通道、双路选择流通模块aa通向定量容器的分通道和双路选择流通模块ab通向样品试剂池的分通道，关闭其它分通道，启动蠕动泵a吸取样品试剂，使样品试剂从样品试剂池依次通过双路选择流通模块ab、定量容器和双路选择流通模块aa进入缓冲容器，然后根据液位检测器触发或者定时机制停止抽样，并让蠕动泵a反转和切换双路选择流通模块aa的分通道，将缓冲容器中多余样品试剂从双路选择流通模块aa注回样品试剂池，这样只有定量容器中才有样品试剂；将样品注入制样容器的具体过程为：关闭双路选择流通模块aa和双路选择流通模块ab流向样品试剂池的分通道，打开另一个分通道，打开截止阀a，关闭截止阀b，启动蠕动泵a将定量容器中的样品试剂注入制样容器中；充气搅拌的具体过程为：打开截止阀a和截止阀b，关闭截止阀c，接通双路选择流通模块c通向双路选择流通模块b的分通道和多路选择流通模块b通向外界空气的分通道，关闭其它分通道，启动蠕动泵b，将空气顺着双路选择流通模块b、双路选择流通模块c、检测容器和截止阀b注入制样容器，达到搅拌制样容器内样品试剂的效果，由于是在检测容器最低处充气搅拌，因此搅拌效果会更好；润洗检测容器的具体过程为：关闭截止阀a和截止阀c，打开截止阀b，接通双路选择流通模块b通向制样容器的分通道、双路选择流通模块c通向外界空气的分通道和多路选择流通模块b通向外界空气的分通道，关闭其它分通道，启动蠕动泵b，将制样容器内制好样品试剂注入一部分到检测容器中进行润洗，然后关闭截止阀b，打开截止阀c，切换双路选择流通模块b和双路选择流通模块c的流通通道，使蠕动泵b将空气注入检测容器，达到排空检测容器的效果，至此完成一次润洗操作，接着可以重复以上操作，进行多次润洗，提高检测精度；将制样容器的样品试剂注入检测容器的具体过程为：关闭截止阀a和截止阀c，打开截止阀b，接通双路选择流通模块b通向制样容器的分通道、双路选择流通模块c通向外界空气的分通道和多路选择流通模块b通向外界空气的分通道，关闭其它分通道，启动蠕动泵b，将制样容器内的样品试剂注入检测容器中；排空制样容器和检测容器中的所有样品试剂的具体过程为：关闭截止阀a，打开截止阀b和截止阀c，接通双路选择流通模块b通向制样容器的分通道和多路选择流通模块b通向外界空气的分通道，关闭其它分通道，启动蠕动泵b，将制样容器和检测容器内的样品试剂全部挤入废液池；排空制样容器和检测容器中的所有样品试剂的具体过程还可以这样实现，关闭截止阀a，打开截止阀b和截止阀c，接通多路选择流通模块a的所有分通道、双路选择流通模块aa通向定量容器的分通道和双路选择流通模块ab通向样品试剂池的分通道，关闭其它分通道，启动蠕动泵a，将制样容器和检测容器内的样品试剂全部挤入废液池；清洗制样容器和检测容器的具体过程为：关闭截止阀a，打开截止阀b和截止阀c，接通双路选择流通模块b全部分通道和双路选择流通模块c通向双路选择流通模块b的分通道，关闭其它分通道，启动蠕动泵b，通过控制多路选择流通模块b依次将清洗剂和空气注入制样容器和检测容器，完成清洗。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种自动取样、制样的光谱检测装置，其特征在于：包括蠕动泵a、多路选择流通模块a、定量模块、截止阀a、制样容器、截止阀b、检测容器、光谱检测模块、截止阀c、双路选择流通模块b、蠕动泵b、双路选择流通模块c以及多路选择流通模块b；所述多路选择流通模块a和多路选择流通模块b均有一个总通道和多个分通道，总通道可以与各个分通道选择流通；所述双路选择流通模块b和双路选择流通模块c均有一个总通道和两个分通道，总通道可以与各个分通道选择流通；所述制样容器包含一个排气通道、多个进样通道、一个清洗通道和一个出样通道；所述检测容器包含一个进样入口、一个溢流出口和一个排空出口；所述连通多路选择流通模块a的总通道；所述多路选择流通模块a的每个分通道上都连接了一个定量模块，各定量模块分别通过制样容器的进样通道连通制样容器；所述制样容器的排气通道上安装有截止阀a；所述制样容器的出样通道与检测容器的进样入口相通，中间安装有截止阀b，制样容器的清洗通道与双路选择模块b的一个分通道相连；所述检测容器旁安装有光谱检测模块，检测容器的排空出口通向废液池，中间安装有截止阀c，检测容器的溢流出口与双路选择流通模块c的总通道相通；所述双路选择流通模块c的两个分通道一个通向废液池，另一个连通双路选择流通模块b的分通道；所述蠕动泵b一端连通双路选择流通模块b的总通道，另一端连通多路选择流通模块b的总通道；所述多路选择流通模块b的分通道分别通向各种清洗剂池和外界空气。
2.根据权利要求1所述的自动取样、制样的光谱检测装置，其特征在于：所述定量模块包括缓冲容器、双路选择流通模块aa、定量容器和双路选择流通模块ab；所述双路选择流通模块aa和双路选择流通模块ab均有一个总通道和两个分通道，总通道可以与各个分通道选择流通；所述缓冲容器和定量容器均有上通道和下通道；所述缓冲容器的上通道连通多路选择流通模块a的分通道，缓冲容器的下通道连通双路选择流通模块aa的总通道；所述双路选择流通模块aa的两个分通道分别通向样品试剂池和定量容器的上通道；所述双路选择流通模块ab的总通道连通定量容器的下通道，双路选择流通模块ab的两个分通道分别通向样品试剂池和制样容器的进样通道。
3.根据权利要求2所述的自动取样、制样的光谱检测装置，其特征在于：所述双路选择流通模块aa与缓冲容器之间安装有液位检测器。
4.根据权利要求3所述的自动取样、制样的光谱检测装置，其特征在于：所述制样容器上安装有加热散热模块。
5.根据权利要求4所述的自动取样、制样的光谱检测装置，其特征在于：所述缓冲容器和定量容器可以是固定容积的常规器皿形式，也可以是一段管路的形式。
6.根据权利要求2所述的自动取样、制样的光谱检测装置，其特征在于：所述定量容器分为上下两个活动部分，两个活动部分通过螺纹连接。
7.根据权利要求2所述的自动取样、制样的光谱检测装置，其特征在于：所述定量容器的上通道为一个伸入定量容器内部的可滑动的管道。
8.根据权利要求2所述的自动取样、制样的光谱检测装置，其特征在于：所述双路选择流通模块和多路选择流通模块可以一个整体的功能模块，也可以是由多个截止阀组合而成。
9.根据权利要求2所述的自动取样、制样的光谱检测装置，其特征在于：所述多路选择流通模块a和多路选择流通模块b的分通道可是两个及两个以上。
10.根据权利要求2所述的自动取样、制样的光谱检测装置，其特征在于：所述缓冲容器、定量容器、制样容器和检测容器的底部都为斜坡形。
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