CN115791297B - 一种提高降水检测质量的在线检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高降水检测质量的在线检测装置及检测方法，所述的在线检测装置包括有采集池一，所述的采集池上设有进水管路，所述的进水管一端连接有总管路，所述的总管路上分别连接有支管A、支管B、支管C、支管D，所述的支管A一端连接有多通道电动阀，所述的多通道电动阀通过管路分别连接有EC槽、PH槽、色谱检测A和色谱检测B，其特征还包括设置在进水管路上且与采集池一并联的采集池二、设置在总管路上的活动阀块，所述的采集池一和采集池二通过管路连接有氮气发生器和超纯水机，设置在总管路一端的缓冲罐A和缓冲罐B；本发明通过交替式雨水采集机构的设置，解决单采集池无法区别雨水日界限点的问题，提升了雨水在线检测精度。

Description

一种提高降水检测质量的在线检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及在线降水检测技术领域，特别涉及一种提高降水检测质量的在线检测装置及检测方法。

背景技术

降水监测是我国环境保护工作中的一项重要任务。随着我国自动化技术以及分析检测技术的发展，降水监测经历了人工采样监测、自动采样手工监测、在线监测三个阶段，如公开号CN105758890A一种降水在线监测系统及方法，通过接雨漏斗内雨水经样品抽取蠕动泵抽取输送至电导率测量槽及pH测量槽，通过电导率测量电极与pH测量电极完成雨水样品中pH值及电导率值的测定；通过留样/测量切换阀切换，部分雨水通过系统留样接口采集，并由监测人员带至实验室进一步分析雨水中的阴、阳离子组分，可实现降水样品中离子组分的在线自动测量功能，当前该方式存在以下几点不足：

1、采用注射泵抽取样品时，由于注射泵内含有玻璃器件，在抽取水样检测时，玻璃器件会影响水样中的离子造成影响，从而影响检测的准确性；

2、水样在进入EC槽或PH槽中进行检测时，首先会通过管道过滤器对水样进行过滤后，再通过蠕动泵将水样注入到EC槽或PH槽中，导致水样检测数据是不符合标准的，标准的检测是雨水样品在进入EC槽或PH槽前是不需要对水样进行过滤，才能更精准的获取水样的检测数据；

3、采用蠕动泵对EC槽或PH槽输送进样，水样会残留在蠕动泵中，下一次检测进样的水样容易和残留在蠕动泵中的水样混合，造成水样混合污染，影响水样检测质量。

4、雨水取样只设置单个采集池，当遇到每天的采集界限时间节点时，天气发生变化，单个采集池的开启或闭合无法有效的将水样进行区分存储，导致当天的水样和前一天的水样混合，影响雨水采集检测的准确性。

发明内容

本实用发明的目的是为了解决以上问题，而提出一种提高降水检测质量的在线检测装置及检测方法。

为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：包括总管路，所述的总管路上分别连接有进水管、支管A、支管B、支管C、支管D和支管E,所述的支管A上连接有多通道电动阀，所述的多通道电动阀通过管路连接有EC槽、PH槽、色谱检测A、色谱检测B和大气氮磷罐，所述的总管路末端设有排废口A，其特征还包括设置在进水管上的交替式雨水采集机构、设置在总管路上的活动阀块、设置在总管路一端的送样驱动机构、设置在多通道电动阀和送样驱动机构之间的样品罐，所述的送样驱动机构和交替式雨水采集机构上均连接有氮气发生器和真空泵，所述的送样驱动机构包括设置在总管路上的液体缓冲罐、与液体缓冲罐通过管路连接的气体缓冲罐A、气体缓冲罐B和气体缓冲罐C,所述的气体缓冲罐A和气体缓冲罐B一端通过管路与样品罐连通，所述的液体缓冲罐、气体缓冲罐A、气体缓冲罐B、气体缓冲罐C和样品罐之间的管路上设有电动阀G、电动阀H、电动阀I、电动阀J、电动阀K、电动阀L、电动阀M和电动阀N，所述的电动阀G和电动阀N一端与真空泵相连接，所述的电动阀J和电动阀K连通后连接有氮气发生器。

作为优选，所述的交替式雨水采集机构包括并联设置在进水管上的采集池A和采集池B，所述的采集池A和采集池B之间设有支管F和支管G，所述的支管G和多通道电动阀上均连接有超纯水机，所述的进水管、支管F和支管G上均设有电动阀A、电动阀B、电动阀C、电动阀D、电动阀E和电动阀F，所述的电动阀F一端连接有排废口B。

作为优选，所述的液体缓冲罐里设有液位传感器。

作为优选，所述的支管A上设有电动阀O和管道过滤器，所述的支管E上设有电动阀W和留样接口，所述的支管D上设有电动阀P，所述的EC槽和PH槽之间设有支管H，所述的支管B和支管H相连通，所述的支管C与PH槽相连通。

作为优选，所述的支管B、支管C和支管H之间的管路上设有电动阀Q、电动阀R、电动阀S、电动阀T和电动阀U。

作为优选，所述的电动阀S和电动阀T之间设有支管J，所述的支管J上设有电动阀Y、氯化钾溶液罐和电动阀V。

作为优选，所述的EC槽上设有溢流阀X。

作为优选，所述的总管路上设有与活动阀块相适配的阀块上公共端和阀块下公共端。

所述的检测方法如下：

第一步：进样，将采集池A或采集池B中的雨水样品通过氮气发

生器加压和真空泵抽吸的方式输送至液体缓冲罐A中；

第二步：EC槽进样检测，通过氮气发生器将液体缓冲罐A中的雨

水样品输送至EC槽中进行雨水样品EC值检测；

第三步：EC槽、PH槽排空和PH槽进样，使用超纯水对EC槽和PH

槽润洗后排空；将雨水样品通过氮气压入PH槽中进行雨水样品PH检测；

第四步：PH槽保护处理，通过氮气加压将氯化钾溶液输送至PH槽

内，便于保护PH槽；

第五步：色谱进样检测，将将采集池A或采集池B中的雨水样品

通过氮气加压和真空泵抽气的方式输送至色谱检测A和色谱检测B中进行检测；

第六步：留样，将液体缓冲罐A中的雨水样品通过电动阀W输送

出来后保存留样；

第七步：清洗，利用超纯水将所有管路和容器进行清洗。

本发明的有益效果：通过交替式雨水采集机构的设置，将采集池A

和采集池B交替使用，解决了在日界限时间节点时单个采集池无法有效区别的问题，从而使每天的雨水采集更精确，提升了在线检测装置的检测准确度；

通过送样驱动机构的设置，利用氮气发生器和真空泵来替代蠕动泵和注射泵对雨水样品的输送操作，避免了雨水样品残留在蠕动泵的内部或管路中，解决了注射泵中的玻璃器件对样品离子的影响，提升了雨水样品进样质量；

通过缓冲罐的设置，真空泵在抽取样品时通过缓冲罐的缓冲，防止液体缓冲罐中的样品直接进入真空泵，提升设备使用寿命；氮气发生器通过气体缓冲罐的设置，可以更好的控制气体的流速，通过气体缓冲罐可以更好对雨水样品定容，提升了雨水样品容量进样精准度。

附图说明

图1为本发明专利的整体结构示意图；

图2为本发明专利的交替式雨水采集机构结构放大示意图；

图3为本发明专利的H处结构放大示意图；

图4为本发明专利的L处结构放大示意图。

图中标识：1送样驱动机构、11液体缓冲罐、12气体缓冲罐A、13气体缓冲罐B、14气体缓冲罐C、2交替式雨水采集机构、21采集池A、22采集池B、3总管路、31排废口A、32活动阀块、321阀块上公共端、322阀块下公共端、33排废口B、301进水管、302支管A、303支管B、304支管C、305支管D、306支管E、310支管F、308支管H、309支管J、4多通道电动阀、41EC槽、42PH槽、43色谱检测A、44色谱检测B、45大气氮磷罐、46样品罐、47管道过滤器、48留样接口、49氯化钾溶液罐、401电动阀A、402电动阀B、403电动阀C、404电动阀D、405电动阀E、406电动阀F、411电动阀G、412电动阀H、413电动阀I、414电动阀J、415电动阀K、416电动阀L、417电动阀M、418电动阀N、421电动阀O、422电动阀P、423电动阀Q、424电动阀R、425电动阀S、426电动阀T、427电动阀U、428电动阀S、429电动阀W、430溢流阀X、431电动阀Y。

具体实施方式

下面我们结合附图对本发明所述的一种提高降水检测质量的在线检测装置及检测方法做进一步的详细说明。

参阅附图1至4所示，本实施例中一种提高降水检测质量的在线检测装置及检测方法，包括总管路3，所述的总管路3上分别连接有进水管301、支管A302、支管B303、支管C304、支管D305和支管E306,所述的支管A302上连接有多通道电动阀4，所述的多通道电动阀4通过管路连接有EC槽41、PH槽42、色谱检测A43、色谱检测B44和大气氮磷罐45，所述的总管路3末端设有排废口A31，其特征还包括设置在进水管301上的交替式雨水采集机构2、设置在总管路3上的活动阀块32、设置在总管路3一端的送样驱动机构1、设置在多通道电动阀4和送样驱动机构1之间的样品罐46，所述的送样驱动机构1和交替式雨水采集机构2上均连接有氮气发生器和真空泵；所述的交替式雨水采集机构2包括并联设置在进水管301上的采集池A21和采集池B22，所述的采集池A21和采集池B22之间设有支管F310和支管G307，所述的支管G307和多通道电动阀4上均连接有超纯水机，所述的进水管301、支管F310和支管G307上均设有电动阀A401、电动阀B402、电动阀C403、电动阀D404、电动阀E405和电动阀F406，所述的电动阀F406一端连接有排废口B33；所述的送样驱动机构1包括设置在总管路3上的液体缓冲罐11、与液体缓冲罐11通过管路连接的气体缓冲罐A12、气体缓冲罐B13和气体缓冲罐C14,所述的气体缓冲罐A12和气体缓冲罐B13一端通过管路与样品罐46连通，所述的液体缓冲罐11、气体缓冲罐A12、气体缓冲罐B13、气体缓冲罐C14和样品罐46之间的管路上设有电动阀G411、电动阀H412、电动阀I413、电动阀J414、电动阀K415、电动阀L416、电动阀M417和电动阀N418，所述的电动阀G411和电动阀N418一端与真空泵相连接，所述的电动阀J414和电动阀K415连通后连接有氮气发生器；所述的液体缓冲罐11里设有液位传感器；所述的支管A302上设有电动阀O421和管道过滤器47，所述的支管E306上设有电动阀W429和留样接口48，所述的支管D305上设有电动阀P422，所述的EC槽41和PH槽42之间设有支管H308，所述的支管B303和支管H308相连通，所述的支管C304与PH槽42相连通，所述的支管B303、支管C304和支管H308之间的管路上设有电动阀Q423、电动阀R424、电动阀S425、电动阀T426和电动阀U427；所述的电动阀S425和电动阀T426之间设有支管J309，所述的支管J309上设有电动阀Y431、氯化钾溶液罐49和电动阀V428；所述的EC槽41上设有溢流阀X430；所述的总管路3上设有与活动阀块32相适配的阀块上公共端321和阀块下公共端322；通过交替式雨水采集机构2的设置，假设日界限时间节点为每天早上8时整，在早上8时整，打开采集池A21的同时并关闭采集池B22，便于采集池A21收集当天的雨水，当时间到达第二天早上8时整，关闭采集池A21后同时打开采集池B22，使采集池B22收集第二天的雨水，这样就能避免日时间界点由于天气下雨，单个采集池内收集的雨水与第二天的雨水混合的问题，通过此种交替式收集雨水的方式，使每天收集到的雨水更精准，提升了在线检测装置的检测准确度；通过送样驱动机构1的设置，利用氮气发生器和真空泵来替代蠕动泵和注射泵对雨水样品的输送操作，避免了雨水样品残留在蠕动泵的内部或管路中，解决了注射泵中的玻璃器件对样品离子的影响，提升了雨水样品进样质量；通过气体缓冲罐C14的设置，真空泵在抽气时通过气体缓冲罐C14的缓冲，防止液体缓冲罐11中的雨水样品直接进入真空泵，提升设备使用寿命；通过气体缓冲罐A12和气体缓冲罐B13的设置，氮气发生器通过气体缓冲罐A12和气体缓冲罐B13的缓冲，可以更好的控制气体的流速，通过气体缓冲罐A12和气体缓冲罐B13可以更好对雨水样品定容，提升了雨水样品容量进样精准度；通过活动阀块32的设置，使活动阀块32在总管路3上的阀块上公共端321和阀块下公共端322之间灵活调整。

所述的检测方法如下：

第一步：进样，打开电动阀B402、电动阀D404、电动阀F406、电

动阀G411和电动阀H412，将活动阀块32移动至阀块下公共端322，打开氮气发生器和启动真空泵的开关，处于采集池A21中的雨水样品依靠重力和氮气发生器的氮气加压输送下，通过进水管301沿着总管路3流向液体缓冲罐11，处于液体缓冲罐11内的液位传感器111检测到样品容量符合时即停止，同时真空泵通过气体缓冲罐C14和液体缓冲罐11反向向总管路3和进水管路301中的样品进行抽吸，将管路中的雨水样品抽取至液体缓冲罐11中，完成进样作业。

第二步：EC槽41进样，打开电动阀I413、电动阀Q423和溢流阀

X430，打开氮气发生器的开关，将氮气从气体缓冲罐A12通过电动阀I413流向液体缓冲罐11并将液体缓冲罐11中的雨水样品向下挤压通过总管路3流向支管B303进入EC槽41，并对进入EC槽41中的雨水样品进行检测。

第三步：EC槽、PH槽排空和PH槽进样，打开电动阀M417和多通

道电动阀4与EC槽41的通道，超纯水机利用气压将超纯水打入多通道电动阀4进入EC槽41中，对EC槽41进行润洗，待EC槽41润洗完成后打开电动阀R424，将EC槽41中的液体依靠重力流入PH槽42中，并对PH槽42进行润洗，等PH槽42润洗完成后打开电动阀S425和电动阀T426，依靠重力将PH槽42排空至排废口A31；首先重复第二步，将液体缓冲罐11中的雨水样品注入到EC槽41中，打开电动阀M417和多通道电动阀4与EC槽41的通道，打开氮气发生器的开关，将氮气从气体缓冲罐A12经过样品罐46从多通道电动阀4进入EC槽41，将EC槽41中的雨水样品挤压流向支管H308并进入PH槽42，对进入PH槽42的雨水样品进行PH检测。

第四步：PH槽42保护处理，打开电动阀S428、电动阀Y431和电

动阀S425，打开氮气发生器的开关，将氮气通过电动阀S428把氯化钾溶液罐49中的氯化钾流向PH槽42，对PH槽42填充氯化钾保护液。

第五步：色谱进样检测，打开电动阀I413、电动阀O421和电动阀

N418，打开氮气发生器的开关，将氮气从气体缓冲罐A12通过电动阀I413流向液体缓冲罐11并将液体缓冲罐11中的雨水样品向下挤压通过支管A302经管道过滤器47过滤，经过多通道电动阀4后进入样品罐46，同时真空泵通过电动阀N418将液体缓冲罐11中的雨水样品从过滤器47、多通道电动阀4抽吸至样品罐46中，打开电动阀M417，使多通道电动阀4与色谱检测A43和色谱检测B44连通，打开氮气发生器的开关，通过氮气将样品罐46中的雨水样品通过多通道电动阀4打入色谱检测A43和色谱检测B44中，对雨水样品进行色谱检测。

第六步：留样，打开电动阀I413和电动阀W429，打开氮气发生器

的开关，将氮气从气体缓冲罐A12通过电动阀I413流向液体缓冲罐11，将液体缓冲罐11中的雨水样品通过电动阀W429进入留样接口48中，保存样品。

第七步：打开多通道电动阀4和电动阀C403，超纯水机利用气压

将超纯水通过多通道电动阀4和电动阀C403分别流入到EC槽41、PH槽42、采集池A21、采集池B22和各管路中，对其进行清洗。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种提高降水检测质量的在线检测装置，包括总管路（3），所述的总管路（3）上分别连接有进水管（301）、支管A（302）、支管B（303）、支管C（304）、支管D（305）和支管E（306）,所述的支管A（302）上连接有多通道电动阀（4），所述的多通道电动阀（4）通过管路连接有EC槽（41）、PH槽（42）、色谱检测A（43）、色谱检测B（44）和大气氮磷罐（45），所述的总管路（3）末端设有排废口A（31），其特征还包括设置在进水管（301）上的交替式雨水采集机构（2）、设置在总管路（3）上的活动阀块（32）、设置在总管路（3）一端的送样驱动机构（1）、设置在多通道电动阀（4）和送样驱动机构（1）之间的样品罐（46），所述的送样驱动机构（1）和交替式雨水采集机构（2）上均连接有氮气发生器和真空泵，所述的送样驱动机构（1）包括设置在总管路（3）上的液体缓冲罐（11）、与液体缓冲罐（11）通过管路连接的气体缓冲罐A（12）、气体缓冲罐B（13）和气体缓冲罐C（14）,所述的气体缓冲罐A（12）和气体缓冲罐B（13）一端通过管路与样品罐（46）连通，所述的液体缓冲罐（11）、气体缓冲罐A（12）、气体缓冲罐B（13）、气体缓冲罐C（14）和样品罐（46）之间的管路上设有电动阀G（411）、电动阀H（412）、电动阀I（413）、电动阀J（414）、电动阀K（415）、电动阀L（416）、电动阀M（417）和电动阀N（418），所述的电动阀G（411）和电动阀N（418）一端与真空泵相连接，所述的电动阀J（414）和电动阀K（415）连通后连接有氮气发生器。

2.根据权利要求1所述的一种提高降水检测质量的在线检测装置，其特征还在于：所述的交替式雨水采集机构（2）包括并联设置在进水管（301）上的采集池A（21）和采集池B（22），所述的采集池A（21）和采集池B（22）之间设有支管F（310）和支管G（307），所述的支管G（307）和多通道电动阀（4）上均连接有超纯水机，所述的进水管（301）、支管F（310）和支管G（307）上均设有电动阀A（401）、电动阀B（402）、电动阀C（403）、电动阀D（404）、电动阀E（405）和电动阀F（406），所述的电动阀F（406）一端连接有排废口B（33）。

3.根据权利要求1所述的一种提高降水检测质量的在线检测装置，其特征还在于：所述的液体缓冲罐（11）里设有液位传感器。

4.根据权利要求1所述的一种提高降水检测质量的在线检测装置，其特征还在于：所述的支管A（302）上设有电动阀O（421）和管道过滤器（47），所述的支管E（306）上设有电动阀W（429）和留样接口（48），所述的支管D（305）上设有电动阀P（422），所述的EC槽（41）和PH槽（42）之间设有支管H（308），所述的支管B（303）和支管H（308）相连通，所述的支管C（304）与PH槽（42）相连通。

5.根据权利要求4所述的一种提高降水检测质量的在线检测装置，其特征还在于：所述的支管B（303）、支管C（304）和支管H（308）之间的管路还设有电动阀Q（423）、电动阀R（424）、电动阀S（425）、电动阀T（426）和电动阀U（427）。

6.根据权利要求5所述的一种提高降水检测质量的在线检测装置，其特征还在于：所述的电动阀S（425）和电动阀T（426）之间设有支管J（309），所述的支管J（309）上设有电动阀Y（431）、氯化钾溶液罐（49）和电动阀V（428）。

7.根据权利要求4所述的一种提高降水检测质量的在线检测装置，其特征还在于：所述的EC槽（41）上设有溢流阀X（430）。

8.根据权利要求1所述的一种提高降水检测质量的在线检测装置，其特征还在于：所述的总管路（3）上设有与活动阀块（32）相适配的阀块上公共端（321）和阀块下公共端（322）。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的一种提高降水检测质量的在线检测装置的检测方法，其特征在于：所述的检测方法如下：

第一步：进样，将采集池A或采集池B中的雨水样品通过氮气发生器加压和真空泵抽吸的方式输送至液体缓冲罐A中；

第二步：EC槽进样检测，通过氮气发生器将液体缓冲罐A中的雨水样品输送至EC槽中进行雨水样品EC值检测；

第三步：EC槽、PH槽排空和PH槽进样，使用超纯水对EC槽和PH槽润洗后排空；将雨水样品通过氮气压入PH槽中进行雨水样品PH检测；

第四步：PH槽保护处理，通过氮气加压将氯化钾溶液输送至PH槽内，便于保护PH槽；

第五步：色谱进样检测，将将采集池A或采集池B中的雨水样品通过氮气加压和真空泵抽气的方式输送至色谱检测A和色谱检测B中进行检测；

第六步：留样，将液体缓冲罐A中的雨水样品通过电动阀W输送出来后保存留样；

第七步：清洗，利用超纯水将所有管路和容器进行清洗。

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