CN201392314Y - 水体总磷自动在线分析装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水体总磷自动在线分析装置，包括依次管路连接的样品提供装置、反应装置，其特征在于在所述的样品提供装置前设置计量装置，所述的计量装置为外侧设置加热装置蒸发的光电计量管。该发明适用于测量浓度为0.005～15.0mg/L的水体，可以用于废水、污水排放点源、地表水以及源头水、国家自然保护区等I类水等总磷浓度的在线自动检测。
Description
技术领域
本实用新型属于水质检测仪器领域，更具体的说，涉及一种计算机控制的检测水体极低浓度总磷的自动分析装置。
背景技术
磷是生物生长必需的元素之一，较低浓度的磷对人体并无直接危害，对水生生物也无多大影响。天然水中磷酸盐含量不高。化肥、冶炼、合成洗涤剂等行业的工业废水以及生活污水中含有较大量的磷。但是水体中含有过量的磷(如超过0.2mg/L)，会造成水中藻类的过度繁殖，直至数量上达到有害的程度(称为富营养化)，造成湖泊、河流的透明度降低，水质变坏，使水资源丧失了饮用、养殖和游览等方面的利用价值。由于磷是水富营养化的关键元素，为了保护水质，控制危害，在水环境监测中总磷已正式列入监测项目。
总磷包括水溶解的、悬浮物的、有机磷的和无机磷。将水中各形态磷转化成可溶态的无机磷酸盐的消解方法很多。常用的总磷测定方法有磷钼蓝分光光度法、氯化亚锡还原光度法、离子色谱法、ICP-MS等。
目前在线总磷监测类仪器的主选方案，也是国际通用的方法《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》(GB11893-89)。在中性条件下用过硫酸钾式样消解，将所含磷全部氧化成正磷酸盐，在酸性介质中，正磷酸盐与钼酸酸铵反应，生成的磷钼杂多酸立即被氯化亚锡还原，生成蓝色络合物的吸光度值测定样品的总磷含量。《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》(GB11893-89)中规定该标准的最低检测浓度为0.01mg/L。而根据《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中规定，I类水总磷的标准限值≤0.02(湖、库0.01)mg/L，如今还没有一款总磷在线监测仪的检测下限能小于其标准限值(湖、库0.01mg/L)。现有的总磷在线监测仪的检测下限和I类水总磷的标准限值(湖、库0.01mg/L)相同，用现有总磷在线监测仪测量I类水总磷时，所测的结果误差较大。本发明由此而来。
发明内容
本实用新型主要目的在于提供一种水体总磷自动在线分析装置，解决了现有技术的总磷在线监测仪对极低浓度(浓度在0.1mg/L以下)的总磷检测结果误差较大的技术难题。
为了解决以上技术难题，本实用新型的技术方案如下：
一种水体总磷自动在线分析装置，包括依次管路连接的样品提供装置、反应装置，其特征在于在所述的样品提供装置前设置计量装置，所述的计量装置为可浓缩液体的光电计量管。
优选的，所述的光电计量管包括确定容积的计量管，所述计量管外侧设置加热蒸发装置；所述计量管量程两端固定设置有光电检测器，光电检测器通过线路与控制蠕动泵的可编程逻辑控制器相连；。
优选的，所述的光电检测器包括处于计量管外侧分布的发射源和接受源，接受源接受发射源发出的光信号后通过光电转换电路传送给可编程逻辑控制器。
优选的，所述的计量管量程两端设有固定体积标识，光电检测器的发射源与接受源设置在固定体积标识的两侧并与固定体积标识水平。
优选的，所述的固定体积标识为100ml标识和5ml标识，所述固定体积标识两侧同一水平设置光电检测器的发射源与接受源。
优选的，所述的光电计量管前端设置可将水体泵入计量管的蠕动泵；所述反应装置外侧为消解比色管，所述消解比色管外侧设置光电比色检测器，所述的光电比色检测器包括处于反应装置外侧分布的发射源和接受源，接受源接受发射源发出的光信号后通过光电转换电路传送给可编程逻辑控制器。
优选的，所述的蠕动泵内设置有泵壳通道内的弹性管，弹性管内侧为八轴步进电机的滚轮，所述的可编程逻辑控制器连接在所述多轴步进电机上；所述的弹性管为聚四氟乙烯透明软管。
优选的，所述样品提供装置为多向选择阀，所述多向选择阀单向选择启闭计量装置、蒸馏水瓶、废液瓶、标准样品瓶、过硫酸钾试剂瓶、抗坏血酸试剂瓶、钼酸盐试剂瓶的连通。
优选的，在所述的反应装置内设置有用于混合液体的鼓泡；所述的加热蒸发装置为缠绕在计量管外侧的热电偶。
优选的，所述的水体总磷自动在线分析装置通过数据传输装置与远程控制系统联络；所述的数据传输装置包括电话网络、GSM手机短信息网、GPRS或CDMA网络。
本发明技术方案中在原有总磷监测仪的基础上，通过将加热蒸发水体，将水体进行成倍浓缩，使其达到现有仪器能检测分析的水平。优选技术方案中将水样浓缩20倍，通过将100ml的水样使其蒸发至5ml，(或蒸发至5ml以下，通过无磷水调准稀释至5ml)，从而水样中总磷的浓度提高20倍，可以达到检测下限0.005mg/L，小于0.01mg/L这一要求，提高了仪器的适用范围。
本实用新型优点是：
1.本发明的技术方案主要利用了总磷在水体中比较稳定，不易挥发这一性质。在现有技术中总磷监测仪的基础上，通过在计量管外侧设置加热装置，使计量管中样品按比例进行浓缩或通过光电检测器判定浓缩终点。与目前市场上的总磷在线监测仪相比，增加了水样蒸发浓缩这一环节，大大降低了检测下限，打破了总磷在线监测仪不适于检测源头水、国家自然保护区等I类水的现有情况，提高了现有仪器的适用范围。
2、本发明技术方案中由于采用后端设置有光电计量管的蠕动泵的计量装置，克服了蠕动泵由于一段时间使用或其它原因磨损导致的流量不稳定造成的误差；同时实现了微量实际的精确定量。而且采用蠕动泵负压吸入方式进行采集样品和试剂，在试剂与泵管之间总是存在空气缓冲区，保证液体不和泵管接触，从根本上杜绝了泵管对液体的污染，同时也避免了泵管腐蚀，延长了蠕动泵的寿命。
3、本发明的技术方案基于中国国家标准《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》(GB/T 11893-89)，本发明采用光电比色法实现标准中分光光度法类似的测量结果。而光电比色法实现更为简单。本发明的优选技术方案中在装置中采用可编程逻辑控制器控制装置的运行，从而方便仪器的自动化操作，又能达到比现有技术更高的精度。
4、本发明人设计的水体总磷在线自动监测装置可以通过远程数据传输技术灵活组网，可以实现电话网络、GSM手机短信息网、GPRS或CDMA网络实时监控中心对监测点的远程遥控、遥测以及监测点对监控中心的逆向报警，这样可实现在线监测的技术要求。
5、另外，本发明优选方案中采用多向选择阀，通道灵活多样，摒弃了昂贵的隔膜电磁阀，大大降低了维护量和维护成本。
本发明的技术方案适用于测量浓度为0.005～15.0mg/L的水体，因而本发明的技术方案不仅可以用于废水、污水排放点源、地表水的自动检测还可以用于源头水、国家自然保护区等I类水等总磷浓度的在线自动检测。
附图说明
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
图1是本实用新型实施例水体极低浓度总磷自动分析仪的结构示意图；
图2是本实用新型实施例光电计量管取样100ml的状态图；
图3为本实用新型实施例光电计量管中样品浓缩成5ml的状态图。
其中，1为蠕动泵，2为光电计量管，3为多向选择阀，4为消解比色管，5为标准样品瓶，6为过硫酸钾试剂瓶，7为废液瓶，8为钼酸盐试剂瓶，8为蒸馏水瓶、10为抗坏血酸瓶。
具体实施方式
实施例：
为了更详尽的表述上述发明的技术方案，以下本发明人列举出具体的实施例来明技术效果；需要强调的是，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。
实施例如图，该水体极低浓度总磷自动分析仪，包括依次管路连接的多向选择阀3、消解比色管4，在多向选择阀前设置外侧设置加热装置蒸发的光电计量管2。光电计量管前端设置可将水体泵入计量管的蠕动泵1；在光电计量管外侧设置加热套。多向选择阀单向选择启闭光电计量管2、蒸馏水瓶9、废液瓶7、标准样品瓶5、过硫酸钾试剂瓶6、抗坏血酸试剂瓶10、钼酸盐试剂瓶8的连通。
光电计量管包括确定容积的计量管，计量管外侧设置有光电检测器，光电检测器包括处于计量管外侧分布的发射源和接受源，光电检测器通过线路与控制蠕动泵的可编程逻辑控制器相连。计量管设有固定体积标识：100ml标识和5ml标识，光电检测器的发射源与接受源设置在固定体积标识的两侧并与固定体积标识水平。
消解比色管外侧设置光电比色检测器，光电比色检测器包括处于反应装置外侧分布的发射源和接受源，接受源接受发射源发出的光信号后通过光电转换电路传送给可编程逻辑控制器。消解比色管内设置有用于混合液体的鼓泡。
蠕动泵内设置有泵壳通道内的弹性管，弹性管内侧为八轴步进电机的滚轮，所述的可编程逻辑控制器连接在所述多轴步进电机上；所述的弹性管为聚四氟乙烯透明软管。
水体总磷自动在线分析装置通过数据传输装置与远程控制系统联络；所述的数据传输装置包括电话网络、GSM手机短信息网、GPRS或CDMA网络。
如图2，图3；对源头水进行检测分析时，自动分析仪通过蠕动泵将水样泵入光电计量管，通过100ml标识处的光电检测器判定加样终点；开始对光电计量管进行加热蒸发浓缩，使计量管内水样浓缩到5ml以下，停止加热，通过蠕动泵泵入无磷水进行校准，使计量管内水样体积调整到5ml，由5ml标识处外侧的光电检测器判定调准终点。这样水样就被浓缩了20倍，从而水样中总磷的浓度提高20倍，可以达到检测下限达到0.005mg/L，小于0.01mg/L这一要求，提高了仪器的适用范围。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种水体总磷自动在线分析装置，包括依次管路连接的样品提供装置、反应装置，其特征在于在所述的样品提供装置前设置计量装置，所述的计量装置为可浓缩液体的光电计量管。
2、根据权利要求1所述的水体总磷自动在线分析装置，其特征在于所述的光电计量管包括确定容积的计量管，所述计量管外侧设置加热蒸发装置；所述计量管量程两端固定设置有光电检测器，光电检测器通过线路与控制蠕动泵的可编程逻辑控制器相连。
3、根据权利要求2所述的水体总磷自动在线分析装置，其特征在于所述的光电检测器包括处于计量管外侧分布的发射源和接受源，接受源接受发射源发出的光信号后通过光电转换电路传送给可编程逻辑控制器。
4、根据权利要求2所述的水体总磷自动在线分析装置，其特征在于所述的计量管量程两端设有固定体积标识，光电检测器的发射源与接受源设置在固定体积标识的两侧并与固定体积标识水平。
5、根据权利要求2所述的水体总磷自动在线分析装置，其特征在于所述的固定体积标识为100ml标识和5ml标识，所述固定体积标识两侧同一水平设置光电检测器的发射源与接受源。
6、根据权利要求1所述的水体总磷自动在线分析装置，其特征在于所述的光电计量管前端设置可将水体泵入计量管的蠕动泵；所述反应装置外侧为消解比色管，所述消解比色管外侧设置光电比色检测器，所述的光电比色检测器包括处于反应装置外侧分布的发射源和接受源，接受源接受发射源发出的光信号后通过光电转换电路传送给可编程逻辑控制器。
7、根据权利要求6所述的水体总磷自动在线分析装置，其特征在于所述的蠕动泵内设置有泵壳通道内的弹性管，弹性管内侧为八轴步进电机的滚轮，所述的可编程逻辑控制器连接在所述多轴步进电机上；所述的弹性管为聚四氟乙烯透明软管。
8、根据权利要求1所述的水体总磷自动在线分析装置，其特征在于所述样品提供装置为多向选择阀，所述多向选择阀单向选择启闭计量装置、蒸馏水瓶、废液瓶、标准样品瓶、过硫酸钾试剂瓶、抗坏血酸试剂瓶、钼酸盐试剂瓶的连通。
9、根据权利要求1所述的水体总磷自动在线分析装置，其特征在于在所述的反应装置内设置有用于混合液体的鼓泡；所述的加热蒸发装置为缠绕在计量管外侧的热电偶。
10、根据权利要求1所述的水体总磷自动在线分析装置，其特征在于所述的水体总磷自动在线分析装置通过数据传输装置与远程控制系统联络；所述的数据传输装置包括电话网络、GSM手机短信息网、GPRS或CDMA网络。
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