CN207557094U - 一种高锰酸盐指数在线监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高锰酸盐指数在线监测仪，包括试剂贮存单元、进样单元、计量单元、消解比色单元和数据处理单元；试剂贮存单元包括水样瓶、碱液瓶和氧化剂瓶；进样单元包括蠕动泵和多通阀；计量单元包括计量管；计量管的一端与蠕动泵的一端连通，蠕动泵的另一端与外部空气连通；消解比色单元包括消解杯、加热丝、光源发射器和光源检测器；加热丝缠绕于消解杯外壁，光源发射器和光源检测器分别设于消解杯两侧；多通阀分别与计量管的另一端、水样瓶、碱液瓶、氧化剂瓶和消解杯连通；数据处理单元与光源检测器连接。本实用新型高锰酸盐指数在线监测仪采用碱性分光光度法，测定过程不受水样中氯离子浓度的影响，并提高了测定结果的准确性。

Description

一种高锰酸盐指数在线监测仪

技术领域

本实用新型涉及物质分析检测技术领域，尤其涉及一种高锰酸盐指数在线监测仪。

背景技术

高锰酸盐指数(CODMn)适用于对地表水的监测，实验室监测的方法为手工滴定法，不仅测定周期长，而且工作量大；在线监测的方法有比色法(分光光度法)和滴定法。比色法(分光光度法)依靠测定剩余的氧化剂的浓度来计算样品浓度；滴定法的原理是，经预处理的水样在恒温条件下被高锰酸钾氧化消解，然后在恒温环境中加入还原剂，再用高锰酸钾溶液滴定过量的还原剂，通过判断滴定终点，计算求出高锰酸盐指数值。

此外，高锰酸盐指数的测定方法根据适用条件通常分为酸性法和碱性法，其中酸性法适用于水样中氯离子浓度≦300mg/L的情形，碱性法则适用于水样中氯离子浓度>300mg/L的情形。

滴定法通过氧化还原电极(ORP电极)判断滴定终点，需要定时对ORP电极进行校准，此外，ORP电极老化和污染也会影响测量结果的准确性。

比色法操作简单，分析速度快，测定周期短，所需试剂量少；但是按照现有的在线监测的测定方法，只有酸性比色法，适用于水样中氯离子浓度≦300mg/L的情形，当水样中氯离子浓度超过300mg/L时，则降低了测定的准确性。

实用新型内容

本实用新型针对现有的酸性比色法在线测定高锰酸盐指数只能适用于氯离子浓度≦300mg/L的技术难题，提供一种高锰酸盐指数在线监测仪，采用碱性分光光度法，且测定过程不受水样中氯离子浓度的影响，测定周期短，并提高了测定结果的准确性。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高锰酸盐指数在线监测仪，采用分光光度法进行监测，包括试剂贮存单元、进样单元、计量单元、消解比色单元和数据处理单元；

所述试剂贮存单元包括水样瓶、碱液瓶和氧化剂瓶；

所述进样单元包括蠕动泵和多通阀；

所述计量单元包括计量管；所述计量管的一端与所述蠕动泵的一端连通，所述蠕动泵的另一端与外部空气连通；

所述消解比色单元包括消解杯、加热丝、光源发射器和光源检测器；所述加热丝缠绕于所述消解杯外壁，所述光源发射器和光源检测器分别设于所述消解杯两侧；

所述多通阀分别与计量管的另一端、水样瓶、碱液瓶、氧化剂瓶和消解杯连通；所述数据处理单元与所述光源检测器连接，用于接收所述光源检测器反馈的信号。

优选地，所述试剂贮存单元还包括分别与所述多通阀连通的蒸馏水瓶、标液瓶和废液瓶。

优选地，所述多通阀为八通阀，所述八通阀的八个阀口分别通过管路与所述计量管的另一端、水样瓶、碱液瓶、氧化剂瓶、蒸馏水瓶、标液瓶、废液瓶和消解杯连通。

优选地，所述八通阀与所述消解杯之间的管路上设有电磁阀。

优选地，所述计量管的上端和下端均设有光电液位传感器，通过光电液位传感器在计量管中形成高液位和低液位处。

优选地，所述光源发射器采用激光光源发射器，所述光源检测器采用激光光源接收器。

优选地，所述激光光源发射器发射的光源的波长为600～630nm。

优选地，所述高锰酸盐指数在线监测仪还包括控制单元，所述控制单元分别与蠕动泵、光电液位传感器、八通阀、两通电磁阀、加热丝、激光光源发射器和激光光源接收器连接。

还提供了一种采用上述高锰酸盐指数在线监测仪测定高锰酸盐指数的测定方法，包括以下步骤：

S1、通过所述八通阀、蠕动泵、计量管和电磁阀，将一定体积(一个高液位计量管)的水样推入所述消解杯内；

S2、通过所述八通阀、蠕动泵、计量管和电磁阀，将一定体积(一个低液位计量管)的碱液推入消解杯内；

S3、通过所述八通阀、蠕动泵、计量管和电磁阀，将一定体积(一个低液位计量管)的氧化剂推入消解杯内；

S4、控制蠕动泵反转，吸入空气对消解杯中的混合溶液进行反吹搅拌1分钟；

S5、搅拌后，通过加热丝对消解杯中的混合溶液进行加热并恒温至90～100度，进行恒温消解10～20分钟，消解结束后降温至40～50度；

S6、控制激光光源发射器发射光源照射消解杯中的液体，并通过另一端的激光光源接收器接收穿过消解杯的光源；

S7、数据处理单元对激光光源接收器反馈的光信号进行处理并计算得到水样中的高锰酸盐指数。

优选地，所述测定方法还包括以下步骤：

S8、将消解杯中的混合溶液排入废液瓶中；

S9、通过抽取蒸馏水瓶中的蒸馏水清洗计量管和消解杯，并将清洗后的蒸馏水排入废液瓶中。

优选地，在步骤S1前包包括步骤S0：通过所述多通阀、蠕动泵、计量管和两通电磁阀将一定体积的标液和氧化剂推入消解杯中进行消解，并通过激光光源接收器反馈光信号给数据处理单元，得到高锰酸盐指数的标准曲线。

优选地，步骤S7中，数据处理单元将接收的光信号进行处理得到测定曲线，测定曲线与标准曲线进行对比来计算得到待测水样的高锰酸盐指数。

优选地，所述碱液瓶中的碱液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度为6.0g/L。

优选地，所述氧化剂瓶中的氧化剂为高锰酸钾溶液，所述高锰酸钾溶液的浓度为0.6g/L。

优选地，所述标液瓶中的标液为葡萄糖溶液，所述葡萄糖溶液的浓度为5mg/L。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过多通阀控制分别抽取待测水样、碱液和氧化剂，使待测水样与氧化剂在碱性的条件下进行消解反应，在碱性条件下高锰酸钾的氧化能力比酸性条件下稍弱，此时不能氧化水中的氯离子，因此测定过程不受水样中氯离子浓度的影响，可测定含氯离子浓度超过300mg/L的水样，提高测定结果的准确性；且加热丝直接缠绕于消解杯外壁，能更好更均匀地为消解杯进行加热，结构简单；并且本发明监测仪可在线自动连续测定样品，测定结果不受水样中的氯离子浓度的干扰，测定周期短，准确性好。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1为实施例中高锰酸盐指数在线监测仪的示意图。

具体实施方式

为了更充分的理解本实用新型的技术内容，下面将结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步介绍和说明。

实施例1

如图1所示，本实施例所示的高锰酸盐指数在线监测仪，采用分光光度法进行监测，包括试剂贮存单元、进样单元、计量单元、消解比色单元和数据处理单元(触控面板或其它可进行数据处理的装置)；试剂贮存单元包括用于盛放待测水样的水样瓶1、用于盛放蒸馏水的蒸馏水瓶2、用于盛放氢氧化钠溶液的碱液瓶3、用于盛放高锰酸钾溶液的氧化剂瓶4、用于盛放葡萄糖溶液的标液瓶5和用于盛放废液的废液瓶6；进样单元包括蠕动泵7和八通阀8；计量单元包括用于计量溶液量的计量管9；计量管9的一端与蠕动泵7的一端连通，蠕动泵7的另一端与外部空气连通；消解比色单元包括消解杯10、加热丝11、光源发射器12和光源检测器13；加热丝11缠绕于消解杯10外壁，光源发射器12和光源检测器13分别设于消解杯10两侧；八通阀8的八个阀口(①～⑧)分别通过管路16与计量管9的另一端、水样瓶1、蒸馏水瓶2、碱液瓶3、氧化剂瓶4、标液瓶5、废液瓶6和消解杯10的底部连通；数据处理单元(图中未示出)与光源检测器13连接，用于接收光源检测器13反馈的信号并根据信号以及分光光度法的原理进行计算高锰酸盐指数；数据处理单元为现有或常规的比色法(分光光度法)在线监测仪器中采用的数据处理单元。

其中，八通阀8与消解杯10之间的管路上设有两通电磁阀14。

其中，根据消解反应时所需各试剂量的要求，在计量管的上端和下端均设有光电液位传感器15，通过光电液位传感器15在计量管中形成高液位和低液位处，以满足不同试剂量的需求。

其中，光源发射器12采用激光光源发射器，光源检测器13采用激光光源接收器；激光光源发射器发射的光源的波长为600～630nm。

本实施例所示的高锰酸盐指数在线监测仪还包括控制单元(PLC控制器，图中未示出)，控制单元分别与蠕动泵7、光电液位传感器15、八通阀8、两通电磁阀14、加热丝11、激光光源发射器12和激光光源接收器13连接，以达到自动控制的目的。

本实施例中的监测仪可在进行测定待测水样中的高锰酸盐指数时，通过八通阀控制分别抽取消解测定所需量的待测水样、氢氧化钠溶液和高锰酸盐溶液，使待测水样与高锰酸盐在碱性的条件下进行消解反应，在碱性条件下高锰酸钾的氧化能力比酸性条件下稍弱，此时不能氧化水中的氯离子，因此测定过程不受水样中氯离子浓度的影响，可测定含氯离子浓度超过300mg/L的水样，提高测定结果的准确性，并通过控制单元可在线自动连续测定待测水样，进一步提高测定结果的准确性。

实施例2

本实施例提供了一种采用实施例1所述高锰酸盐指数在线监测仪测定高锰酸盐指数的测定方法，包括以下步骤：

S1、控制打开八通阀上与水样瓶连接的阀口，控制蠕动泵正转，抽取水样瓶中的待测水样到计量管中，当待测水样到达计量管的高液位处时停止抽取，关闭阀口，然后打开两通电磁阀并控制蠕动泵反转，吸入空气将计量管中的待测水样推入消解杯中，关闭两通电磁阀；

S2、通过与步骤S1相同的方法抽取碱液瓶中的氢氧化钠溶液到达计量管的低液位处时，将抽取的氢氧化钠溶液推入消解杯中；

S3、通过与步骤S1相同的方法抽取氧化剂瓶中的高锰酸钾溶液到达计量管的低液位处时，将抽取的高锰酸钾溶液推入消解杯中；

S4、控制蠕动泵反转，吸入空气对消解杯中的混合溶液进行反吹搅拌1分钟；

S5、搅拌后，通过加热丝对消解杯中的混合溶液进行加热并恒温至90～100摄氏度，进行恒温消解10～20分钟，消解完毕后降温至40～50摄氏度；

S6、控制激光光源发射器发射光源照射消解杯中的液体，并通过另一端的激光光源接收器接收穿过消解杯的光源；

S7、数据处理单元对激光光源接收器反馈的光信号进行处理得到测定曲线，测定曲线与标准曲线进行对比来计算得到待测水样的高锰酸盐指数。

S8、将消解杯中的混合溶液排入废液瓶中；

S9、通过抽取蒸馏水瓶中的蒸馏水清洗计量管和消解杯，并将清洗后的蒸馏水排入废液瓶中。

其中，在步骤S1之前，还包括步骤S0：根据测定量的需求，与步骤S1相同的方式，通过八通阀、蠕动泵、计量管和两通电磁阀分别将一定体积的葡萄糖溶液和高锰酸盐溶液推入消解杯中进行消解，并通过激光光源接收器反馈光信号给数据处理单元，经数据处理单元处理后得到高锰酸盐指数的标准曲线。

于其它实施方案中，多通阀还可以是其它包括至少八个阀口的多通阀，如十通阀等。

以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种高锰酸盐指数在线监测仪，采用分光光度法进行监测，其特征在于，包括试剂贮存单元、进样单元、计量单元、消解比色单元和数据处理单元；

所述试剂贮存单元包括水样瓶、碱液瓶和氧化剂瓶；

所述进样单元包括蠕动泵和多通阀；

所述计量单元包括计量管；所述计量管的一端与所述蠕动泵的一端连通，所述蠕动泵的另一端与外部空气连通；

所述消解比色单元包括消解杯、加热丝、光源发射器和光源检测器；所述加热丝缠绕于所述消解杯外壁，所述光源发射器和光源检测器分别设于所述消解杯两侧；

所述多通阀分别与计量管的另一端、水样瓶、碱液瓶、氧化剂瓶和消解杯连通；所述数据处理单元与所述光源检测器连接。

2.根据权利要求1所述的高锰酸盐指数在线监测仪，其特征在于，所述试剂贮存单元还包括分别与所述多通阀连通的蒸馏水瓶、标液瓶和废液瓶。

3.根据权利要求2所述的高锰酸盐指数在线监测仪，其特征在于，所述多通阀为八通阀，所述八通阀的八个阀口分别通过管路与所述计量管的另一端、水样瓶、碱液瓶、氧化剂瓶、蒸馏水瓶、标液瓶、废液瓶和消解杯连通。

4.根据权利要求3所述的高锰酸盐指数在线监测仪，其特征在于，所述八通阀与所述消解杯之间的管路上设有电磁阀。

5.根据权利要求1所述的高锰酸盐指数在线监测仪，其特征在于，所述计量管的上端和下端均设有光电液位传感器。

6.根据权利要求1所述的高锰酸盐指数在线监测仪，其特征在于，所述光源发射器采用激光光源发射器，所述光源检测器采用激光光源接收器。

7.根据权利要求6所述的高锰酸盐指数在线监测仪，其特征在于，所述激光光源发射器发射的光源的波长为600～630nm。

8.根据权利要求1所述的高锰酸盐指数在线监测仪，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元分别与蠕动泵、多通阀、加热丝、光源发射器和光源检测器连接。