CN203929784U - 在线自动水质分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种能够对与最初测定时相同的水样的水质进行再测定的在线自动水质分析装置。采集在流路（2）内连续流动的水的一部分作为水样并蓄积于前处理器（蓄积部）（11）。采用前处理器（11）内的水样利用测定部（15）进行测定后的结果为，在需要进行再测定的情况下，通过从前处理器（11）向测定部（15）再次供给水样并进行再测定，采用在与最初测定时相同的时间被采集的水样来进行再测定。由此，可以对与最初测定时相同的水样的水质进行再测定。

Description

在线自动水质分析装置

技术领域

本实用新型涉及一种采集连续流动的水的一部分作为水样，并在线自动地对其水质进行分析的在线自动水质分析装置。

背景技术

为了对污水、河流水或者工厂排水等的水质进行分析，有时会采用水质分析装置（例如，参照以下的专利文献1）。在水质分析装置中具有在线自动水质分析装置，其每规定的时间就采集连续流动的水的一部分作为水样，就这样将该水样供给至测定部来对水质进行测定。

图5是示出现有的在线自动水质分析装置的处理的一例的流程图。在水质分析时，首先，连续流动的水的一部分作为水样被采集（步骤S301）。采集到的水样被规定量的稀释水稀释（步骤S302），该稀释后的水样的水质通过测定部来测定（步骤S303）。

采用测定部，例如在水样中混合有试剂的状态下对该水样的吸光度进行测定。然后，根据测定到的水样的吸光度，通过使用例如将纵轴设为吸光度、将横轴设为浓度的检量线，计算出水样中包含的目标成分的浓度。水样能够在装置内稀释，在该情况下，使用检量线计算出水样中含有的目标成分的浓度之后，根据稀释率校正浓度。对于检量线,能够测定的浓度范围（量程）被预先规定，在根据通过测定得到的吸光度计算出的浓度超过量程的状态（超量程）之时，测定值为缺乏可靠性的数据。因此，在超量程的情况下，改变稀释水的供给量以使得根据吸光度计算出的浓度在量程内，在此基础上对水样的水质进行再测定。

即，在超量程的情况下，（步骤S304中的“是”），连续流动的水的一部分作为水样被再次采集（步骤S305）。然后，稀释水以为使根据吸光度算出的浓度在量程内而被改变后的供给量被供给，由此,对水样进行稀释之后（步骤S306），该稀释后的水样的水质通过测定部再次进行测定（步骤S307）。另一方面，在没有超量程的情况下（步骤S304中的“否”），不进行步骤S305～S307，就这样结束处理。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本特开2004－184132号公报

实用新型内容

实用新型要解决的课题

但是，采用上述那样的现有的在线自动水质分析装置的话，最初测定时（步骤S301～S303）的水样和再测定时（步骤S305～S307）的水样为分别在不同的时间采集到的水样。关于在线自动水质分析装置，优选为对在规定时间流动的水的水质进行分析，但采用上述那样的现有的在线自动水质分析装置的话，就存在有在再测定时流经的水和在最初测定时流经的水在不同时间被采集的问题。

本实用新型正是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种能够对与最初测定时的水样一样的水样的水质进行再测定的在线自动水质分析装置。又，本实用新型的目的在于提供一种能够在量程的范围内进行测定的在线自动水质分析装置。进一步地，本实用新型的目的还在于提供一种能够将水样可靠地蓄积到蓄积部中，根据需要使用蓄积部内的水样进行再测定的在线自动水质分析装置。

用于解决问题的手段

本实用新型所涉及的在线自动水质分析装置是采集连续流动的水的一部分作为水样，并在线自动地对其水质进行分析的装置，其特征在于，包含：蓄积所采集的水样的蓄积部；对水样的水质进行测定的测定部；从所述蓄积部向所述测定部供给水样的水样供给机构；供给稀释水的稀释水供给机构，所述稀释水用于对被供给于所述测定部的水样进行稀释；用于对所述蓄积部内的水样进行排水的排水机构；以及控制部，所述控制部基于所述测定部的测定结果，变更稀释水对水样的稀释率，利用所述水样供给机构从所述蓄积部向所述测定部再次供给水样，由此通过所述测定部对浓度与最初测定时不同的水样的水质进行再测定，且在所述测定部的再测定所使用的水样被从所述蓄积部送出之后，利用所述排水机构对所述蓄积部内的水样进行排水。

根据这样的构成，能够采集连续流动的水的一部分，将其作为水样预先蓄积于蓄积部中。由此，使用蓄积部内的水样利用测定部进行测定后的结果为，在需要再测定的情况下，通过再次从蓄积部向测定部供给水样并进行再测定，可以使用在与最初测定时相同时间采集到的水样来进行再测定。因此，可以对与最初测定时相同的水样的水质进行再测定。

又，在再测定时，稀释水对水样的稀释率被改变，可以对浓度与最初测定时不同的水样的水质进行再测定。由此，由于可以将在与最初测定时相同的时间采集到的水样稀释到合适的浓度，并在此基础上进行再测定，因此可以在量程的范围内进行测定。

尤其是，根据本实用新型的构成，在用于测定部的再测定的水样从蓄积部被送出之后，利用排水机构使蓄积部内的水样排水，在下一次测定时，可以再次采集连续流动的水的一部分并将其蓄积在蓄积部中。因此，在各时刻的测定时，可以将此时流动的水的一部分作为水样可靠地蓄积于蓄积部，根据需要使用蓄积部内的水样进行再测定。

所述控制部使所述测定部多次进行再测定，并算出各次再测定的测定结果的平均值，可以在所述多次再测定所使用的水样被从所述蓄积部送出之后，通过所述排水机构对所述蓄积部内的水样进行排水。

根据这样的构成，通过计算出多次再测定的测定结果的平均值，与仅进行一次再测定的构成相比，可以对水样的水质进行高精度的测定。由于蓄积部内的水样被用于多次再测定，因此可以使用在相同时间采集到的水样进行多次再测定。

所述控制部可以通过反复进行如下的动作，间歇性地向所述测定部供给水样：利用所述稀释水供给机构供给稀释水，在对从所述蓄积部送出的水样进行稀释之后，利用所述水样供给机构将被稀释后的水样供给至所述测定部。

根据这样的构成，可以从蓄积部间歇性地输送水样进行稀释，并将被稀释后的水样供给至测定部。在间歇性地向测定部供给水样的构成中，使用在与最初测定时相同的时间采集到的水样进行再测定变得困难，但是通过像本实用新型那样间歇性地输送被蓄积在蓄积部中的水样，就使得使用在相同时间采集到的水样进行再测定成为可能。

实用新型效果

根据本实用新型，由于可以使用在与最初测定时相同时间采集到的蓄积部内的水样来进行再测定，因此可以对与最初测定时相同的水样的水质进行再测定。又，根据本实用新型，由于可以将在与最初测定时相同的时间采集到的水样稀释到合适的浓度，并在此基础上进行再测定，因此可以在量程的范围内进行测定。进一步地，根据本实用新型，在各时刻的测定时，可以将此时流动的水的一部分作为水样可靠地蓄积于蓄积部，根据需要使用蓄积部内的水样进行再测定。

附图说明

图1是示出本实用新型的一实施形态所涉及的在线自动水质分析装置的构成例的概略图。

图2是示出前处理器的具体结构的概略剖面图。

图3是示出对水样的水质进行分析时的控制部的处理的一例的流程图。

图4是示出对水样的水质进行分析时的控制部的处理的另一例的流程图。

图5是示出现有的在线自动水质分析装置的处理的一例的流程图。

具体实施方式

图1是示出本实用新型的一实施形态所涉及的在线自动水质分析装置的构成例的概略图。为了对污水、河流水或者工厂排水等的水质进行分析，该在线自动水质分析装置采集连续流动的水的一部分作为水样，并在线自动地对其水质进行分析。

在此，在线分析例如是指不将所采集的水样取出到外部，就原样输送给分析装置，从而对该水样的水质进行测定那样的分析形态。在本实施形态中，作为在线自动水质分析装置的一例，对连续地自动测定所采集的水样中包含的氨型氮的氨型氮测量仪1进行说明。

氨型氮测量仪1每规定的时间采集在流路2内连续流动的水的一部分作为水样，对该水样中包含的氨型氮的浓度进行测定。在该氨型氮测量仪1中，具有前处理器11、流路切换阀12、微型注射器13、搅拌泵14、测定部15以及控制部16等。控制部16例如为包含CPU（中央处理单元）的构成，对前处理器11、流路切换阀12、微型注射器13、搅拌泵14以及测定部15等的动作进行控制。

从流路2内采集到的水样流入前处理器11。该前处理器11构成蓄积所采集到的水样的蓄积部。前处理器11通过流路切换阀12与微型注射器13连接，能够将流入前处理器11的水样吸引到微型注射器13内。流路切换阀12例如由八通阀等多端口阀构成，能够切换与各端口连接的流路并使其连通。

在该例子中，除了上述前处理器11以及微型注射器13以外，测定部15、用于蓄积稀释水、试剂、标准液以及废液等的容器171～176分别与流路切换阀12的各端口连接。微型注射器13是用于吸引液体并将液体输送给测定部15的器件，能够利用搅拌泵14对被吸引到微型注射器13内部的液体进行搅拌。

测定部15是用于对水样的水质进行测定的部件，包含测定容器、发光部以及受光部等（都没有图示）。在该测定部15中，例如从发光部对测定容器内照射测定光，通过用受光部对透过了测定容器内的液体的测定光进行受光，从而能够根据该受光强度对吸光度进行测定。通过了测定部15的液体被废弃到容器176内。

在对目标成分（在该例中为氨型氮）的浓度进行测定时，例如采用将纵轴设为吸光度、将横轴设为浓度的检量线。即，能够基于在测定部15测定到的吸光度，根据检量线对浓度进行测定。检量线是使用被蓄积在容器175中的标准液预先制作的。

标准液是具有已知浓度的液体，通过流路切换阀12被从容器175吸引至微型注射器13内。其后，通过使用流路切换阀12切换流路，将容器171内的稀释水、容器172～174内的试剂根据需要依次吸引到微型注射器13内，微型注射器13内的液体被搅拌泵14搅拌之后，被从微型注射器13输送到测定部15。这样，通过使用具有已知浓度的标准液并利用测定部15对其吸光度进行测定，能够制作表示吸光度与浓度的关系的检量线。

在对从流路2采集到前处理器11内的水样进行分析时，首先，通过流路切换阀12将稀释水从容器171吸引到微型注射器13内。然后，使用流路切换阀12切换流路，微型注射器13内的稀释水被输送到测定部15。然后，通过利用测定部15对透过了稀释水的测定光受光，取得该受光强度作为入射光强度I0。

接下来，水样通过流路切换阀12被从前处理器11吸引至微型注射器13内。这之后，通过使用流路切换阀12切换流路，容器171内的稀释水、容器172～174内的试剂被根据需要依次吸引到微型注射器13内。然后，微型注射器13内的液体通过搅拌泵14被搅拌之后，被从微型注射器13输送至测定部15。

此时，流路切换阀12以及微型注射器13构成从前处理器11向测定部15供给水样的水样供给机构。又，容器171、流路切换阀12以及微型注射器13构成供给稀释水的稀释水供给机构，该稀释水用于稀释供给至测定部15的水样。

在测定部15中，等待水样与试剂反应规定时间（例如5分钟）之后，通过对透过了水样的测定光受光，取得该受光强度作为透过光强度I。利用控制部16能够基于来自测定部15的输入信号，通过下式计算出水样的吸光度Abs。

Abs＝log（I₀／I）

图2是示出前处理器11的具体结构的概略剖面图。前处理器11为中空状的构件，在其内部形成有用于蓄积水样的蓄积室111。水样流入管路112、水样流出管路113、清洗水流入管路114、溢出流路115以及排水管路116与该蓄积室111连通。

排水管路116与蓄积室111的最下部连通。在排水管路116中设置有排水阀117，在排水阀117为打开状态时，允许排水管路116内的水的流通，在排水阀117为关闭状态时，限制排水管路116内的水的流通。

从流路2采集到的水样通过水样流入管路112流入到蓄积室111内。此时，通过预先将排水阀117设置为关闭状态，可以将流入蓄积室111内的水样蓄积于蓄积室111内。溢出流路115在水样流入管路112的上方与蓄积室111连通，在蓄积室111内的水样超过了一定量的情况下，水样就从溢出流路115流出。在蓄积室111内，可以蓄积能够使用于多次分析的程度的水样。

蓄积室111内的水样通过流路切换阀12从水样流出管路113供给至微型注射器13。水样流出管路113在水样流入管路112的下方、且在排水管路116的上方与蓄积室111连通。排水阀117构成用于对蓄积室111内的水样进行排水的排水机构，通过在蓄积室111内蓄积有水样的状态下将排水阀117设置为打开状态，可以通过排水管路116对蓄积室111内的水样进行排水。

为了对蓄积室111进行清洗，清洗水流入管路114使清洗水流入蓄积室111内。例如采用自来水作为清洗水。流入蓄积室111内的清洗水可以通过将排水阀117设为打开状态来排水。

图3是示出对水样的水质进行分析时的控制部16的处理的一例的流程图。在该例子中，在对水样的水质进行分析时，首先水样从流路2被采集并被蓄积到前处理器11（步骤S101）。在此期间，如果并列进行通过微型注射器13将稀释水从容器171输送到测定部15、在测定部15取得入射光强度I₀的处理的话，就能够缩短分析时间。

这之后，通过流路切换阀12将规定量的水样从前处理器11输送到微型注射器13内（步骤S102）。其后，通过流路切换阀12将规定量的稀释水从容器171供给到微型注射器13内，对微型注射器13内的水样进行稀释（步骤S103）。

微型注射器13内的稀释后的水样通过流路切换阀12被输送到测定部15，其水质通过测定部15进行测定（步骤S104）。此时，根据被测定出的水样的吸光度，采用预先制作的检量线计算出目标成分的浓度。对检量线预先规定了能够测定的浓度范围（量程），如果不是基于通过测定得到的吸光度计算出的浓度超出量程的状态（超量程）（步骤S105中的“否”）的话，则测定结束，通过将排水阀117设为打开状态，前处理器11内的水样被排水（步骤S109）。

另一方面，在算出的浓度超量程的情况下（步骤S105中的“是”），再次通过流路切换阀12将规定量的水样从前处理器11输送到微型注射器13内（步骤S106）。在该情况下，来自容器171的稀释水的供给量被改变，比最初测定时（步骤S102～S104）的量多的稀释水通过流路切换阀12被供给至微型注射器13内，由此微型注射器13内的水样被稀释（步骤S107）。

此时，来自容器171的稀释水的供给量是使得稀释后的水样的浓度在量程内的供给量，可以是预先设定的一定量，也可以是基于最初测定时的吸光度计算出的量。然后，微型注射器13内的稀释后的水样通过流路切换阀12被输送至测定部15，其水质通过测定部15进行测定（步骤S108）。

这样，在算出的浓度超量程的情况下，改变稀释水对水样的稀释率，通过微型注射器13再次将水样从前处理器11供给至测定部15。由此，可以利用测定部15对与最初测定时的浓度不同的水样的水质进行再测定。但是，再测定时的水样的稀释率的改变并不限于通过改变（增加）来自容器171的稀释水的供给量来实现，例如也可以通过使来自前处理器11的水样的供给量变更（减少）来实现。

然后，通过将排水阀117设为打开状态，对前处理器11内的水样进行排水（步骤S109）。但是，前处理器11内的水样的排水并不限于在再测定结束之后进行，只要是在从前处理器11输送用于再测定的水样之后即可，可以在任意的时刻进行。

在本实施形态中，可以采集在流路2内连续流动的水的一部分并将其作为水样预先蓄积在前处理器11中。由此，使用前处理器11内的水样并通过测定部15进行测定的结果为，在需要再测定的情况下（步骤S105中的“是”），再次从前处理器11向测定部15供给水样来进行再测定（步骤S106～S108），由此可以使用在与最初测定时相同的时间采集到的水样进行再测定。因此，可以对与最初测定时相同的水样的水质进行再测定。

又，在再测定时（步骤S106～S108），稀释水对水样的稀释率被改变，可以对浓度与最初测定时（步骤S102～S104）不同的水样的水质进行再测定。由此，由于可以将在与最初测定时相同的时间采集到的水样稀释到合适的浓度，并在此基础上进行再测定，因此可以在量程的范围内进行测定。

又，在本实施形态中，可以从前处理器11间歇性地输送水样进行稀释，并将其供给至测定部15。即，通过重复进行从容器171向微型注射器13供给稀释水、在微型注射器13内稀释从前处理器11输送来的水样之后将其供给至测定部15这样的动作（步骤S102～S104以及步骤S106～S108），间歇性地将水样供给至测定部15。

关于间歇性地向测定部15供给水样的结构，使用在与最初测定时（步骤S102～S104）相同的时间采集到的水样进行再测定变得困难，但是通过像本实施形态那样间歇性地输送被蓄积于前处理器11中的水样，使得使用在相同时间采集到的水样进行再测定（步骤S106～S108）成为可能。

进一步地，在本实施形态中，在从前处理器11送出用于测定部15的再测定的水样之后，前处理器11内的水样被排水（步骤S109）。由此，在从前处理器11送出用于测定部15的再测定的水样之后，使得前处理器11内的水样排水，在下一次测定时，可以再次采集连续流动的水的一部分并将其蓄积在前处理器11中。因此，在各时刻的测定时，可以将此时流动的水的一部分作为水样可靠地蓄积在前处理器11中，并根据需要采用前处理器11内的水样进行再测定。

图4是示出对水样的水质进行分析时的控制部16的处理的另一例的流程图。在该例子中，最初测定时的处理（步骤S201～S204）与图3的情况的处理（步骤S101～S104）相同，因此省略详细的说明。

在最初测定时测定出的水样的浓度超量程的情况下（步骤S205中的“是”），再次通过流路切换阀12从前处理器11向微型注射器13内输送规定量的水样（步骤S206）。在该情况下，来自容器171的稀释水的供给量被变更，比最初测定时（步骤S202～S204）的量多的稀释水通过流路切换阀12被供给至微型注射器13内，由此微型注射器13内的水样被稀释（步骤S207）。

此时，来自容器171的稀释水的供给量为使得被稀释后的水样的浓度在量程内的量，可以是预先设定的一定量，也可以是基于最初测定时的吸光度计算出的量。然后，微型注射器13内的被稀释了的水样通过流路切换阀12被送至测定部15，其水质通过测定部15来测定（步骤S208）。

在该例中，上述那样的再测定（步骤S206～S208）被多次执行。即，反复进行步骤S206～S208的再测定，直到预先设定的规定次数的再测定结束（直到步骤S209中变为“是”）为止，然后，算出各次再测定的测定结果的平均值（步骤S210）。其后，上述规定次数的再测定所使用的水样被从前处理器11送出之后，前处理器11内的水样被排水（步骤S211）。

另外，与图3的情况相同，再测定时的水样的稀释率的变更并不限定于通过使得来自容器171的稀释水的供给量变更（增加）来实现，例如也可以通过使来自前处理器11的水样的供给量变更（减少）来实现。又，前处理器11内的水样的排水并不限定于在测定结果的平均值算出之后进行，只要在上述规定次数的再测定所使用的水样被从前处理器11送出之后即可，可以在任意的时刻进行。

在该例中，通过计算多次再测定的测定结果的平均值，与仅进行一次再测定的构成相比，可以对水样的水质进行高精度的测定。由于前处理器11内的水样被用于多次的再测定，因此可以采用在相同时间采集到的水样进行多次的再测定。

在以上的实施形态中，作为在线自动水质分析装置的一例，对氨型氮测量仪1进行了说明。但是，本实用新型并不限定于氨型氮测量仪1，也可以适用于例如有机碳测量计等其他的在线自动水质分析装置。

前处理器11可以根据在线自动水质分析装置的种类对水样进行规定的处理。例如，在在线自动水质分析装置为有机碳测量计的情况下，可以在前处理器11内设置搅拌叶片，通过利用电动机使该搅拌叶片旋转，能够对前处理器11内的水样进行搅拌。又，前处理器11只要作为能够蓄积所采集的水样的蓄积部发挥作用即可，也可以是不进行对于水样的处理那样的构成。

将水样供给至测定部15的水样供给机构、以及供给对被供给于测定部15的水样进行稀释用的稀释水的稀释水供给机构并不限定于由流路切换阀12以及微型注射器13构成，也可以是由其他构件构成。在该情况下，水样供给机构和稀释水供给机构之间，可以是至少一部分的构件共通，也可以是由完全不同的构件构成。

符号的说明

1 氨型氮测量仪

2 流路

11 前处理器

12 流路切换阀

13 微型注射器

14 搅拌泵

15 测定部

16 控制部

111 蓄积室

112 水样流入管路

113 水样流出管路

114 清洗水流入管路

115 溢出流路

116 排水管路

117 排水阀

171～176 容器。

Claims (1)

1.一种在线自动水质分析装置，其是采集连续流动的水的一部分作为水样，并在线自动地对其水质进行分析的装置，其特征在于，包含：

蓄积所采集的水样的蓄积部；

对水样的水质进行测定的测定部；

从所述蓄积部向所述测定部供给水样的水样供给机构；

供给稀释水的稀释水供给机构，所述稀释水用于对被供给于所述测定部的水样进行稀释；

用于对所述蓄积部内的水样进行排水的排水机构；以及

控制部，分别与所述蓄积部、所述测定部、所述水样供给机构、所述稀释水供给机构以及所述排水机构连接。