CN201935868U - 采集光总量的臭氧法水质化学需氧量测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种采集光总量的臭氧法水质化学需氧量测量装置，测量装置的主体是一密光的反应腔体，反应腔体上设有进水口、出水口和通气孔，反应腔体的一侧是透镜，反应腔体的下面为所述暴气片，暴气片与臭氧气室连通，进水口和出水口与水样换路装置连接，光电传感器安装在反应腔体之外透镜的焦点处，光电传感器的输出信号端口连接到数据处理电路，数据处理电路与控制电路连接，控制电路的控制信号输出端连接所述水样换路装置。通过对固定体积的水样持续不断地施加臭氧，使其进行化学需氧反应，通过测量反应过程中产生的总光强来精确地测算出水质化学需氧量。适应于高COD值水样的测量，测量结果不依赖泵的流量，测试精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水质化学需氧量的实时测量装置，属于环境监测技术领域中的水质监测技术，具体说是一种采集光总量的臭氧法水质化学需氧量测量装置。
背景技术
目前国内外测量水质化学需氧量(简称“COD”)仍以实验室分析法为主。近年来随着新材料、新工艺、新技术的不断发展，尤其是计算机技术的飞速发展，出现了一些新的水质参数分析测试仪器。这些分析测试仪器主要分为两种形式：一种是利用传感器在水下直接测量，另一种是利用“微型实验室”法将化学实验室方法集成在仪器中进行测量。传感器法有电极式传感器法和光纤传感器法，电极传感器法受环境影响较大，如温度、酸度、离子强度和悬浮物等；光纤传感器法的传感器长期稳定性不够、使用寿命短和选择性不好。利用“微型实验室”法开发的仪器体积庞大、结构复杂不适于进行连续、实时的测量。
利用臭氧氧化化学发光原理研制的水质化学需氧量测量仪不需添加试剂，不产生二次污染，响应速度快，避免了水体高浓度离子氯离子对准确度的影响，能够进行水质化学需氧量的实时测量，但其目前采用的流动注射方式是一种采集实时光强度代表化学需氧量的方式，有以下几点不足：
(1)气源为空气的臭氧发生器的臭氧产量受湿度和氧气含量的影响较大，不易长期稳定，因此，在采集实时光强度代表化学需氧量时误差较大。
(2)臭氧在水样中的溶解度受水样品质和其温度影响，不能达到很高，适于海水化学需氧量的测量，不适应于高COD值水样的测量。
(3)控制水样流量的流量泵因长期不间断工作机械磨损大，易损坏。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种采集光总量的臭氧法水质化学需氧量测量装置，不依赖于臭氧发生器产量的大小及其稳定性，减小臭氧溶解度对测量结果的影响，能够测量高COD值水样，测试精度高，并能减少流量泵的不间断工作时间，提高测量系统可靠性和使用寿命。
本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：
一种采集光总量的臭氧法水质化学需氧量测量装置，包括化学反应装置、水样换路装置、臭氧发生装置、暴气片、光电传感器、数据处理电路和控制电路，其特征在于：所述化学反应装置为一密光的反应腔体，反应腔体上设有进水口、出水口和通气孔，反应腔体的一侧是透镜，反应腔体的下面为所述暴气片，暴气片与臭氧气室连通，进水口和出水口与水样换路装置连接，光电传感器安装在反应腔体之外透镜的焦点处，光电传感器的输出信号端口连接到数据处理电路，数据处理电路与控制电路连接，控制电路的控制信号输出端连接所述水样换路装置。
对上述技术方案的改进：所述的水样换路装置由泵、水样进水阀、反应腔进水阀、反应腔出水阀、排水阀组成，水样进水阀的入口连接到水源，反应腔出水阀的入口连接到反应腔体的出水口，水样进水阀和反应腔出水阀的出口连接到泵的入口，泵的出口连接到反应腔进水阀和排水阀的入口，反应腔进水阀的出口连接到反应腔的进水口。
对上述技术方案的进一步改进：所述的反应腔体的腔体材料为聚四氟乙烯，所述的暴气片的材料是聚四氟乙烯透气膜。
对上述技术方案的进一步改进：所述的透镜是高折射率和高投射率的光学玻璃凸透镜。
对上述技术方案的进一步改进：所述的水样换路装置中的水样进水阀、反应腔出水阀和反应腔进水阀、排水阀是电动阀。
对上述技术方案的进一步改进：所述的水样换路装置中的水样进水阀、反应腔出水阀和反应腔进水阀、排水阀是多位多通阀。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、利用了阀的可靠性比流量泵的稳定性要高很多，以增加阀的数量来减少流量泵的数量，特别是测量结果不依赖泵的流量，从而提高了测量装置的长期稳定性和使用寿命。能够测量高COD值水样，测试精度高。
2、可在固定水样体积的情况下，持续不断地使用臭氧来氧化水样中的化学需氧物质，并使用反应过程中的光总量来表征化学需氧物质的量，使测量的结果不依赖于臭氧发生器产量的大小及其稳定性，也减小臭氧溶解度对测量结果的影响，误差小，使臭氧法化学需氧量测量方法能够测量高COD值水样，水样COD值越高，测量的时间越长。
附图说明
图1为本实用新型采集光总量的臭氧法水质化学需氧量测量装置中的反应腔体的结构图；
图2为本实用新型采集光总量的臭氧法水质化学需氧量测量装置中的水样换路装置结构图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明：
本实用新型一种采集光总量的臭氧法水质化学需氧量测量装置，包括化学反应装置、水样换路装置、臭氧发生装置、暴气片、光电传感器、数据处理电路和控制电路，其特征在于：所述化学反应装置为一密光的反应腔体，反应腔体上设有进水口、出水口和通气孔，反应腔体的一侧是透镜，反应腔体的下面为所述暴气片，暴气片与臭氧气室连通，进水口和出水口与水样换路装置连接，光电传感器安装在反应腔体之外透镜的焦点处，光电传感器的输出信号端口连接到数据处理电路，数据处理电路与控制电路连接，控制电路的控制信号输出端连接所述水样换路装置。
参见图1，采集光总量的臭氧法水质化学需氧量测量装置的反应腔体5是一个由耐高温、抗腐蚀、抗氧化的非金属材料聚四氟乙烯为主体的密光的容器，反应腔体5的一侧是由高折射率和高投射率的光学玻璃制造的凸透镜3，反应腔体5上的通气孔1与大气相通，用来平衡气压，反应腔体5上的进水口2与水样换路装置9中的反应腔进水阀13相连通，反应腔体5上的出水口8与水样换路装置9中的反应腔出水阀16相连通，反应腔体5下部有聚四氟乙烯透气膜制作的暴气片7，暴气片7用来透过臭氧阻断水样，并能使臭氧在水样中均匀暴气，暴气片7与臭氧气室6连通，臭氧气室6用不锈钢材料制作，光电传感器4安装在反应腔体5外透镜3的焦点处，光电传感器4的输出信号端口连接到数据处理电路10，数据处理电路10与控制电路11连接，控制电路11的控制信号输出端连接到水样换路装置9。
参见图2，水样换路装置9中的泵15可以是流量泵，也可以是普通扬程泵，阀12阀16和阀13阀14是多位多通阀的简化形式，列举了多位多通的一种结构，阀体材料采用耐海水腐蚀的非金属材料，为方便控制电路进行自动控制，采用电动阀。箭头列举了水样的流向。
本实用新型的量使用方法，对一密光的化学反应腔体5中的水样用与臭氧气室6连通的暴气片7持续施加臭氧，数据处理电路10通过安装在反应腔体5一侧的透镜3的焦点处的光电传感器4按照固定采样速率采样光强信号，实时记录并判断，当采样到的信号在指定时间内的均值小于等于规定的信号阈值时，说明水质的化学需氧反应已经结束，停止采样，将采集到的信号进行求和，该求和的结果作为水质化学需氧量的值。
上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种采集光总量的臭氧法水质化学需氧量测量装置，包括化学反应装置、水样换路装置、臭氧发生装置、暴气片、光电传感器、数据处理电路和控制电路，其特征在于：所述化学反应装置为一密光的反应腔体，反应腔体上设有进水口、出水口和通气孔，反应腔体的一侧是透镜，反应腔体的下面为所述暴气片，暴气片与臭氧气室连通，进水口和出水口与水样换路装置连接，光电传感器安装在反应腔体之外透镜的焦点处，光电传感器的输出信号端口连接到数据处理电路，数据处理电路与控制电路连接，控制电路的控制信号输出端连接所述水样换路装置。
2.按照权利要求1所述的采集光总量的臭氧法水质化学需氧量测量装置，其特征在于：所述的水样换路装置由泵、水样进水阀、反应腔进水阀、反应腔出水阀、排水阀组成，水样进水阀的入口连接到水源，反应腔出水阀的入口连接到反应腔体的出水口，水样进水阀和反应腔出水阀的出口连接到泵的入口，泵的出口连接到反应腔进水阀和排水阀的入口，反应腔进水阀的出口连接到反应腔的进水口。
3.按照权利要求1或2所述的采集光总量的臭氧法水质化学需氧量测量装置，其特征在于：所述的反应腔体的腔体材料为聚四氟乙烯，所述的暴气片的材料是聚四氟乙烯透气膜。
4.按照权利要求3所述的采集光总量的臭氧法水质化学需氧量测量装置，其特征在于：所述的透镜是高折射率和高投射率的光学玻璃凸透镜。
5.按照权利要求1或2所述的采集光总量的臭氧法水质化学需氧量测量装置，其特征在于：所述的水样换路装置中的水样进水阀、反应腔出水阀和反应腔进水阀、排水阀是电动阀。
6.按照权利要求5所述的采集光总量的臭氧法水质化学需氧量测量装置，其特征在于：所述的水样换路装置中的水样进水阀、反应腔出水阀和反应腔进水阀、排水阀是多位多通阀。
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