CN201503398U - 总磷在线监测仪 - Google Patents

Abstract

一种总磷在线监测仪，由采样模块、加药模块、加热反应模块、比色模块、控制模块及试剂储存柜组成，具体连接方式为采样模块与加药模块均连接到加热反应模块，加热反应模块连接到比色模块；采样模块、加药模块、加热反应模块和比色模块均与控制模块相连，采样模块包括溢流杯、采样泵，加药模块包括两个加药泵、多通阀，采样模块中的采样泵采用双向蠕动计量泵，加药模块中的两个加药泵采用的单向蠕动计量泵，加热反应模块由温控器、反应室、加热器组成，加热反应模块起到消解充分、快速反应的目的，很大程度上缩短测量周期。

Description

总磷在线监测仪

技术领域：

本实用新型属于一种环境在线监测仪，特别是用于测定地表水、污染源水质总磷指标的环境在线监测仪器。

背景技术：

水中磷可以元素磷、正磷酸盐、缩合硫酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐和有机团结合的磷酸盐等形式存在。其主要来源为生活污水、化肥、有机磷农药及近代洗涤剂所用的磷酸盐增洁剂等。水体中的磷是藻类生长需要的一种关键元素，过量磷是造成水体污秽异臭，使湖泊发生富营养化和海湾出现赤潮的主要原因。现有污水厂均有对磷处理的工艺。

鉴于社会的迅速发展，磷污染物的排放呈增长趋势，为更好地控制磷污染物的排放，必须有有效地检测环境中总磷指标的仪器。

现有国家标准检测总磷的方法是钼酸铵分光光度法。

在中性条件下用过硫酸钾(或硝酸-高氯酸)使试样消解，将所含磷全部氧化为正磷酸盐。在酸性介质中，正磷酸盐与钼酸铵反应，在锑盐存在下生成磷钼杂多酸后，立即被抗坏血酸还原，生成蓝色的络合物。

该方法的手工试验中需要的步骤主要包括消解、发色、分光光度测量、工作曲线绘制等。试验需要的时间大约为90分钟，过长的实验时间严重制约着总磷在线监测的发展。为更好地执行监测监督职能，环保监督部门特别需要测量周期短、测量准确可靠地总磷在线监测仪器。

发明内容

本实用新型就是提供了这样一种仪器，它采用国家标准方法，具有测量准确可靠、测量周期短等优点，实现了国标方法的仪器化。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种总磷在线监测仪，由采样模块、加药模块、加热反应模块、比色模块、控制模块及试剂储存柜组成，具体连接如下：

液路连接：采样模块与加药模块均连接到加热反应模块，加热反应模块连接到比色模块；

电路连接：采样模块、加药模块、加热反应模块和比色模块均与控制模块相连。

本实用新型总磷在线监测仪，其中所述的采样模块包括溢流杯、采样泵。

本实用新型总磷在线监测仪，其中所述的加药模块包括两个加药泵、多通阀。

本实用新型总磷在线监测仪，其中所述的采样模块中的采样泵采用双向蠕动计量泵，加药模块中的两个加药泵采用的单向蠕动计量泵。

本实用新型总磷在线监测仪，其中所述的加热反应模块由温控器、反应室、加热器组成，温控器控制加热器为反应室加热。

整个系统运行均由控制模块控制，根据运行程序，由控制模块发出控制指令，可控制电机及阀动作，达到水样的采集、试剂的提取、试剂混合反应，接着完成比色操作，再由控制模块计算得出最终的总磷值，采样模块中的水样管路、采试剂模块的试剂管路与反应器模块中的反应室通过多通阀实现管路切换，最终依次将采到试剂和水样加入到反应室中，同时反应器模块带加热装置，达到消解充分、快速反应的目的，很大程度上缩短测量周期。

消解的方法包括两种：过硫酸钾消解和硝酸高氯酸消解。

而硝酸高氯酸消解方法中有高氯酸，它与有机物的混合物经加热可能产生爆炸。而现实污水中大部分都含有有机物，采用此消解方式，发生爆炸的可能很大，不适合用于监测仪器。

而过硫酸钾消解方法，具有消解程度稳定，反应安全可靠，不存在大的安全隐患。

附图说明：以下结合附图对本实用新型作出说明。

图1为本实用新型实施例的结构原理示意图。

图2为本实用新型实施例的自动作数流程示意图。

图1中粗线为液体管路，细线为信号线，包括信号输出线、输入线。

具体实施方式：

如图1所示：总磷在线监测仪的实施例，在仪器的机壳内，有采样模块、加药模块、加热反应模块、比色模块、控制模块及试剂储存模块，控制模块控制仪器的运行，执行机构主要包括：采样泵6、多通阀8、加药泵9、加药泵10、放液阀14、放液阀17，均由控制模块4通过输出控制信号改变执行机构的状态。同时控制模块4还通过信号线获取由比色块16得到的比色信号，作为计算总磷值的重要依据。

首先讲述采样模块，主要包括溢流杯7、采样泵6，控制器4控制采样泵6启动时，水样进入溢流杯7，其主要作用是为分析提供更加稳定可靠的水样。本采样模块的稳定保证仪器反应分析运行。

上述的采样泵采用精确计量蠕动泵，采用配套的泵管，根据采样的流量要求选用不同的采样泵。由于泵管使用寿命有限，可以根据仪器的运行频率确定泵管的使用寿命，为用户提供泵管的更换周期。

而加药模块主要完成试剂的提取，由加药泵9从还原剂桶22、氧化剂桶21、蒸馏水桶20中分别提取还原剂、氧化剂、蒸馏水，由加药泵10从反应液桶19中提取反应液。所有以上所提试剂均提取到反应室12中。

加热反应模块主要由温控器11、反应室12、加热器13组成，由采样模块将实际水样加入到反应室12中，由加药模块完成试剂的提取，将提取的试剂依次加入到反应室12中，加水样、加药的同时加热器13开始工作，保证反应在较高温度下进行，使得反应充分消解，将各种其他存在方式的磷(负离子磷、固态磷等)全部转换成正磷酸盐的存在形式。

比色模块主要包括比色室15、比色块16，负责对反应混合液进行比色，完成最终的信号测量，配备配套的信号处理装置，由控制模块实现信号的采集，比色之前需要将反应混合液静置2分钟，之后执行比色过程，控制模块完成数据的采集，根据标定的曲线计算实际氨氮值。

控制模块是指控制器，其接口上连接外部设备，如图1中控制器4是仪器的控制核心，由CPU主板、数据采集器组成，可根据核心程序中规定的采样量，按照既定的采样顺序，由蠕动计量泵精确计量提取试剂。

试剂储存柜是用来存放还原剂桶22、氧化剂桶21、蒸馏水桶20、反应液桶19、废液桶18的，试剂桶在试剂储存柜内整齐排放，加药模块可以直接从试剂桶中取试剂。

外部设备主要包括显示键盘1和屏幕2，仪器的状态、数据等信息通过显示屏幕2展示给用户，通过键盘1实现各种功能操作，这是外设部分完成的功能。

如图1所示，外部接口3，即仪器的外围接口包括DB25打印口、(4～20)mA信号输出口和RS232通讯接口，通过外接相关设备可完成监测数据及状态的打印功能、模拟量信号的输出功能、串口指令的接收与发送，实现与外部的交互。

仪器的运行模式有四种：周期模式、定点模式、外部控制模式、手动模式。

下面讲述仪器的自动作数流程，如图2所示，从流程的分析上可以看出仪器的分析时间较实验室手工试验使用时间大大缩减，使更高效率的总磷在线分析成为可能。

仪器自动作数时，首先提取蒸馏水冲洗，预提试剂，保证在测数时试剂计量准确可靠，将预提到得试剂作为废液排掉，为计量测数做准备；接着开始采水样，通过溢流杯将水样加入到反应杯中，使用水样冲洗反应杯；然后提取蒸馏水进行冲洗，去除两次测量之间的各种干扰；接着开始提取水样、试剂，将反应所需水样、试剂加入到反应杯中，同时加热器开始工作，充分反应；等反应完全之后先放一部分反应混合液，加入到比色杯中，冲洗比色杯，冲洗完之后将剩余反应混合液全部加入到比色杯中，静置比色，之后排掉所有反应混合液。将采集到的信号通过计算处理，完成一次测量过程。

Claims (5)

1.一种总磷在线监测仪，其特征在于由采样模块、加药模块、加热反应模块、比色模块、控制模块及试剂储存柜组成，具体连接如下：

液路连接：采样模块与加药模块均连接到加热反应模块，加热反应模块连接到比色模块；

电路连接：采样模块、加药模块、加热反应模块和比色模块均与控制模块相连。

2.如权利要求1所述的总磷在线监测仪，其特征在于采样模块包括溢流杯、采样泵。

3.如权利要求2所述的总磷在线监测仪，其特征在于加药模块包括两个加药泵、多通阀。

4.如权利要求3所述的总磷在线监测仪，其特征在于采样模块中的采样泵采用双向蠕动计量泵，加药模块中的两个加药泵采用的单向蠕动计量泵。

5.如权利要求4所述的总磷在线监测仪，其特征在于加热反应模块由温控器、反应室、加热器组成，温控器控制加热器为反应室加热。

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