CN203981691U - 六价铬在线自动监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种六价铬在线自动监测装置，包括管路控制连通的样品和试剂储存装置和反应装置，所述管路外侧设置用于进样的蠕动泵，其特征在于所述蠕动泵两侧管路上设置精确计量进样液体量的光电计量管。本装置基于国家标准、原理明确、数据不需要对比转换，设计新颖，本装置较之同类监测产品具有更低故障率、更低维护量、更低的试剂消耗量以及更高的性价比和准确度。

Description

六价铬在线自动监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种水质自动监测装置，具体涉及一种水质中六价铬在线自动监测装置。

背景技术

铬广泛存在于自然环境中，它在地壳中的含量约为0.04％。天然存在的铬矿、岩石中铬的各种自然变化，可使富铬地区地表水径流中含铬。但水体中存在铬主要是由于电镀、冶炼、制革、印染、制药等工业废水的污染。水中铬主要以六价铬及三价铬两种价态存在，虽然微量的三价铬是人体必需的，过多时也和六价铬同样对人体有害。一般认为六价铬的毒性比三价铬强100倍，更易为人体吸收。六价铬可以干扰很多重要酶的活性，损伤肝脏和肾脏，可以诱发肺癌等恶性肿瘤。饮用含铬5mg/L的水，发现在组织中有明显的蓄积。铬蓄积于鱼体内可致死。用含铬的水灌溉农作物，铬可富集于果实中。铬在水体中还会抑制水体的自净作用

铬的测定方法有比色法、原子吸收法、催化极谱法、气相色谱法等，含量高时还可用容量法测定。当水质较清洁，可用二苯碳酰二肼直接比色测定六价铬。

现在市面上常见的用于测定六价铬的在线检测仪器使用的测定方法大多是采用《水质六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法》(GB7467-87)中的标准方法：在酸性溶液中，六价铬与二苯碳酰二肼反应生成紫红色化合物，于波长540nm处进行分光光度测定。现有技术中这些仪器大多需要人工干预，进行现配调制试剂，并且现有技术中输送试剂和样品进行反应是采用电磁阀进行控制。隔膜电磁阀虽然防腐性能很高，但是对试剂清洁度却有较高的要求，试剂不洁时，经常会出现倒流，并且这类电磁阀具有随其开闭而使流体被吸入或排出的泵功能，所以对于分析取样的精度提出了更高的要求，尤其是在所取剂量很少的情况下，带来的误差更是严重的，更严重的是需要进行频繁的维修保养，导致现有技术中仪器监测精度比较低。本实用新型由此而来。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种六价铬在线自动监测装置，解决了现有技术中用于测定六价铬的在线检测仪器监测精度比较低、需要较多的人工干预、控制阀采用电磁阀导致维修频繁等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本实用新型提供的技术方案是：

一种六价铬在线自动监测装置，包括管路控制连通的样品和试剂储存装置和反应装置，所述管路外侧设置用于进样的蠕动泵，其特征在于所述蠕动泵两侧管路上设置精确计量进样液体量的光电计量管。

优选的，所述光电计量管包括确定容积的计量管，所述计量管的两端刻度外侧设置第一光电检测器。

优选的，所述样品和试剂储存装置包括多向选择阀选择启闭的蒸馏水瓶、标准样品瓶、显色剂试剂瓶、缓冲剂试剂瓶和待测水样进入管路，所述多向选择阀选择启闭水样或试剂管路控制进样。

优选的，所述反应装置包括外侧设置加热器进行温度补偿的反应瓶，所述反应瓶与多向选择阀间管路连接；所述多向选择阀还连接有废液瓶，所述废液瓶与反应瓶间管路通过多向选择阀控制连通。

优选的，所述装置还设置有PLC控制系统，所述反应装置外侧设置检测最终反应液吸光度的第二光电检测器，所述第一光电检测器、第二光电检测器通过光电转换电路与PLC控制系统连接。

优选的，所述第一光电检测器包括设置在计量管外侧的第一发射源和第一接受源，所述第一接受源接受计量管另一侧第一发射源发出的衰减光信号后通过光电转换电路传送给PLC控制系统控制蠕动泵进样；所述第二光电检测器包括设置在反应装置外侧的第二发射源和第二接受源，所述第二接受源接受反应装置另一侧第二发射源发出的衰竭光信号后通过光电转换电路传送给PLC控制系统。

优选的，所述管路采用1.5mm内径的氟材料管。

优选的，所述蠕动泵包括步进电机驱动的八轴滚轮，所述滚轮设置在管路的外侧，所述步进电机根据PLC控制系统的指令驱动滚轮转动负压泵取试剂或样品。

优选的，所述装置通过选自电话网络、GSM手机短信息网、GPRS或CDMA网络的数据传输线路与远程控制装置连接。

本实用新型六价铬在线自动监测装置基于《水质六价铬的测定二苯碳酰二肼分光广度法》(GB7467-87)标准，六价铬与二苯碳酰二肼作用，生成紫红色可溶性化合物。在此过程中，六价铬先将二苯碳酰二肼氧化为苯肼羰偶氮苯，而铬本身则被还原为三价，三价铬与苯肼羰偶氮苯反应显色。先氧化一还原反应才能显色，如果将三价铬加入苯肼羰偶氮苯溶液中则不显色。

相比于现有技术中的解决方案，本实用新型优点是：

本实用新型的装置基于国家标准、原理明确、数据不需要对比转换，并且自动控制的操作步骤和化学分析法相同，特别利于操作管理人员理解。采用PLC控制技术把光、机、电融合在一起，在严格遵守标准中的条件和步骤的同时，做到完全彻底的自动化。

使用时，首先用蒸馏水冲洗各管路、计量管和加热反应瓶，以除去残留的干扰物。使用蠕动泵将水样、显色剂、缓冲剂先后加到加热瓶中，水样和溶液不直接与蠕动泵接触，防止腐蚀和干扰物污染，同时采用光电计量管，防止产生由蠕动泵流量变化而造成的加液量的误差。在30℃和酸性条件下反应。通过鼓泡混合液体，从而保证加热瓶中的溶液完全混合。然后利用光电比色法测量溶液的吸光度，利用仪器内置的标准曲线，根据吸光度计算水样中六价铬离子的浓度。

本实用新型的自动监测装置设计新颖，本装置较之同类监测产品具有更低故障率、更低维护量、更低的试剂消耗量以及更高的性价比和准确度。更具体的说，一方面，本实用新型利用光电计量管系统克服了蠕动泵流量不稳定造成的误差：增加了一个可视式光电定量装置，通过液面遮挡光线引起信号的改变，精确实现试剂定量，所以该法克服了软管磨损降低定量精度的缺点，同时也实现了微量试剂的精确定量，大大减少了试剂使用量。

另一方面，本实用新型装置中选用多向选择阀，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。本实用新型的选择阀与目前市场上水质分析仪的电磁阀相比较，具有死体积少，防腐性能高，故障率低，使用寿命长，易维护更换等优点。

另外，在本装置使用时，试剂进样采用蠕动泵负压吸入方式，保证液体不和泵管接触，试剂与软管间存在一个空气缓冲区，试剂与软管没有直接接触，所以大大降低了软管的要求并且杜绝了泵管对液体的污染、避免了泵管腐蚀。监测时，采用严格控制的温度条件，采用温度补偿技术，克服了温漂影响，确保反应条件符合要求，甚至优于人工操作。

最后，本装置可以实现故障、超标时主动逆向报警。本装置具有组网灵活的特点。运用远程数据传输技术，可通过电话网络、GSM手机短信息网、GPRS或CDMA网络实现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。

在本实用新型的装置优选技术方案中，所有试剂管路均采用1.5mm内径的氟材料管，减少了水样颗粒堵塞的几率。电子电器件使用高质量可编程控制器(PLC)代替现有技术中的单板机和工控机，在降低仪器控制系统故障率的同时，大大增强了仪器的抗干扰能力。另外，本实用新型可以使用工控触摸屏代替按键开关，使用户界面更加友好，克服了按键接触不良的缺陷。选用A/D转换单元、小功率电机、继电器和光电转换等部件，极大地提高了自动控制电器和电路部分的稳定性，极大的减少了易损件，故障率低，运行费用低。

附图说明

图1为本实用新型实施例六价铬在线自动监测装置的结构示意图；

其中：1为样品和试剂储存装置，2为反应装置；3为蠕动泵；4为光电计量管；5为多向选择阀；6为废液瓶；11为蒸馏水瓶、12为标准样品瓶、13为显色剂试剂瓶、14为缓冲剂试剂瓶；21为加热器；22为反应瓶；23为第二光电检测器；41为计量管；42为第一光电检测器。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本实用新型而不限于限制本实用新型的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例如图1，该六价铬在线自动监测装置，包括PLC控制系统控制管路控制连通的样品和试剂储存装置1和反应装置2，所述管路外侧设置用于进样的蠕动泵3，所述蠕动泵3两侧管路上设置精确计量进样液体量的光电计量管4。所述样品和试剂储存装置1包括多向选择阀5选择启闭的蒸馏水瓶11、标准样品瓶12、显色剂试剂瓶13、缓冲剂试剂瓶14和待测水样进入管路，所述多向选择阀5选择启闭水样或试剂管路控制进样。所述反应装置2包括外侧设置加热器21进行温度补偿的反应瓶22，所述反应瓶22与多向选择阀5间管路连接；所述多向选择阀5还连接有废液瓶6，所述废液瓶6与反应瓶22间管路通过多向选择阀5控制连通。

光电计量管4包括确定容积的计量管41，所述计量管的两端刻度外侧设置第一光电检测器42。所述反应装置2外侧设置检测最终反应液吸光度的第二光电检测器23，所述第一光电检测器、第二光电检测器通过光电转换电路与PLC控制系统连接。

第一光电检测器包括设置在计量管外侧的第一发射源和第一接受源，所述第一接受源接受计量管另一侧第一发射源发出的衰减光信号后通过光电转换电路传送给PLC控制系统控制蠕动泵进样；所述第二光电检测器包括设置在反应装置外侧的第二发射源和第二接受源，所述第二接受源接受反应装置另一侧第二发射源发出的衰竭光信号后通过光电转换电路传送给PLC控制系统。所述管路采用1.5mm内径的氟材料管。

蠕动泵包括步进电机驱动的八轴滚轮，所述滚轮设置在管路的外侧，所述步进电机根据PLC控制系统的指令驱动滚轮转动负压泵取试剂或样品。所述装置通过选自电话网络、GSM手机短信息网、GPRS或CDMA网络的数据传输线路与远程控制装置连接。

经检测，本实施例的装置性能指标如下表：

上述实例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种六价铬在线自动监测装置，包括与管路控制连通的样品和试剂储存装置(1)，以及反应装置(2)，所述管路外侧设置用于进样的蠕动泵(3)，其特征在于所述蠕动泵(3)两侧管路上设置精确计量进样液体量的光电计量管(4)。 

2.根据权利要求1所述的六价铬在线自动监测装置，其特征在于所述光电计量管(4)包括确定容积的计量管(41)，所述计量管的两端刻度外侧设置第一光电检测器(42)。 

3.根据权利要求2所述的六价铬在线自动监测装置，其特征在于所述装置还设置有PLC控制系统，所述第一光电检测器包括设置在计量管外侧的第一发射源和第一接受源，所述第一接受源接受计量管另一侧第一发射源发出的衰减光信号后通过光电转换电路传送给PLC控制系统控制蠕动泵进样。 

4.根据权利要求1所述的六价铬在线自动监测装置，其特征在于所述样品和试剂储存装置(1)包括多向选择阀(5)、选择启闭的蒸馏水瓶(11)、标准样品瓶(12)、显色剂试剂瓶(13)、缓冲剂试剂瓶(14)和待测水样进入管路，所述多向选择阀(5)选择启闭水样或试剂管路控制进样。 

5.根据权利要求1所述的六价铬在线自动监测装置，其特征在于所述反应装置(2)包括外侧设置加热器(21)进行温度补偿的反应瓶(22)，所述反应瓶(22)与多向选择阀(5)间管路连接；所述多向选择阀(5)还连接有废液瓶(6)，所述废液瓶(6)与反应瓶(22)间管路通过多向选择阀(5)控制连通。 

6.根据权利要求1所述的六价铬在线自动监测装置，其特征在于所述装置还设置有PLC控制系统，所述计量管的两端刻度外侧设置第一光电检测器，所述反应装置(2)外侧设置检测最终反应液吸光度的第二光电检测器(23)，所述第一光电检测器、第二光电检测器通过光电转换电路与PLC控制系统连接。 

7.根据权利要求6所述的六价铬在线自动监测装置，其特征在于所述第二光电检测器包括设置在反应装置外侧的第二发射源和第二接受源，所述第二接受源接受反应装置另一侧第二发射源发出的衰竭光信号后通过光电转换电路传送给PLC控制系统。 

8.根据权利要求1或4或5所述的六价铬在线自动监测装置，其特征在于所述管路采用1.5mm内径的氟材料管。 

9.根据权利要求1所述的六价铬在线自动监测装置，其特征在于所述蠕动泵包括步进电机驱动的八轴滚轮，所述滚轮设置在管路的外侧，所述步进电机根据PLC控制系统的指令驱动滚轮转动负压泵取试剂或样品。 

10.根据权利要求1所述的六价铬在线自动监测装置，其特征在于所述装置通过选自电话网络、GSM手机短信息网、GPRS或CDMA网络之一的数据传输线路与远程控制装置通讯连接。