CN208350650U - 便携式氨氮检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了便携式氨氮检测系统，其第一电磁阀的第一接口与存放水的第一容器连接，第一电磁阀的第二接口与存放标准液的第二容器连接，第一电磁阀的第三接口与第二电磁阀的第一接口连接；第二电磁阀的第二接口通过软管与测溶液接触，第二电磁阀的第三接口与蠕动泵的第一进液端连接；蠕动泵的第二进液端与存放缓冲液的第三容器连接，蠕动泵的第一、第二出液端与透析装置进液端连接；透析装置待测溶液出液端与流通式比色皿的进液端连接；检测器设置于流通式比色皿的上方。本实用新型通过设置第一电磁阀、第二电磁阀、蠕动泵、透析装置及流通式比色皿，可连续的对不同时刻的待测水域进行氨氮检测，提高了氨氮检测系统的便携性和监测实时性。

Description

便携式氨氮检测系统

技术领域

本实用新型涉及水质分析仪领域，尤其涉及便携式氨氮检测系统。

背景技术

目前，国内外生产的氨氮分析仪通常通过采用比色法获取氨氮检测结果，该种设备的工作原理是将待测水样与反应试剂存放到反应釜中进行化学反应，待反应一段时间后进行比色分析。由于现有的氨氮分析仪器体型较大，因此现有的氨氮指标环境水质监测工作主要以人工现场采集水样，将水样带回实验室后，使用氨氮分析仪器进行分析为主。使用现有的氨氮分析仪器对水质进行监测时，存在监测频次低、监测数据分散、不能及时反映污染变化状况和突发事故的应对能力差等缺陷，难以满足政府和企业进行有效水环境管理的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供便携式氨氮检测系统，以解决现有技术中氨氮检测系统体积大、监测实时性差的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

便携式氨氮检测系统，包括：电源、蠕动泵、第一电磁阀、第二电磁阀、透析装置、流通式比色皿和检测器；

所述第一电磁阀的第一接口与第一容器连接，所述第一容器用于存放水；所述第一电磁阀的第二接口与第二容器连接，所述第二容器用于存放标准液；所述第一电磁阀的第三接口与所述第二电磁阀的第一接口连接；所述第二电磁阀的第二接口连接软管的一端，所述软管的另一端插入待测溶液中，所述第二电磁阀的第三接口与所述蠕动泵的第一进液端连接；所述蠕动泵的第二进液端与第三容器连接，所述第三容器用于存放缓冲液；所述蠕动泵的第一出液端和所述蠕动泵的第二出液端分别与所述透析装置的进液端连接；所述透析装置的待测溶液出液端与所述流通式比色皿的进液端连接；所述检测器设置于所述流通式比色皿的上方；

所述蠕动泵的电源输入端、所述第一电磁阀的电源输入端、所述第二电磁阀的电源输入端和所述检测器的电源输入端分别与所述电源连接。

可选的，所述透析装置具体包括透析管和高分子膜；

所述透析管包括相互平行的自上到下依次排列的第一管、第二管、第三管，所述透析管还包括第一弧形管和第二弧形管；所述第一管、所述第二管、所述第三管、所述第一弧形管和所述第二弧形管的轴截面在同一平面上；所述第一管通过所述第一弧形管与所述第二管连通；所述第三管通过所述第二弧形管与所述第二管连通；所述第二管的轴截面上设置有高分子膜，所述高分子膜将所述第二管分为第一空间和第二空间，所述第一弧形管与所述第一空间连通，所述第二弧形管与所述第二空间连通；所述第一管和所述第三管关于所述高分子膜镜面对称，所述第一弧形管和所述第二弧形管关于所述高分子膜镜面对称；

所述蠕动泵的第一出液端和所述蠕动泵的第二出液端分别与所述第一管的一端连接；所述第二管的第二空间的一端与所述蠕动泵的第二出液端连接；所述第三管的一端与所述流通式比色皿的进液端连接。

可选的，所述系统还包括气泵；

所述气泵的充气头与所述蠕动泵的第三进液端连接；所述第一管的一端和所述第二管的第二空间的一端分别与所述蠕动泵的第三出液端连接。

可选的，所述系统还包括加热器；

所述加热器的电源输入端与所述电源连接。

可选的，所述系统还包括温度控制器；

所述加热器的控制端与所述温度控制器的输出端连接；所述温度控制器的电源输入端与所述电源连接。

可选的，所述系统还包括光源；

所述流通式比色皿包括相互平行的第四管和第五管，所述第四管和所述第五管通过第六管连通；所述第四管和所述第五管分别垂直于所述第六管；

所述光源设置于所述第六管的一端；所述光源发射的光线与所述第六管的轴线平行，所述光源发射的光线从所述第六管的另一端射出；从所述第六管的另一端射出的光线通过光纤传输至所述检测器的光线入射口；

所述光源的电源输入端与所述电源连接。

可选的，所述光源具体包括灯座和LED灯；

所述LED灯安装于所述灯座上；

所述灯座通过电线与所述电源连接。

可选的，所述系统还包括八路控制器；

所述第一电磁阀的控制端和所述第二电磁阀的控制端分别与所述八路控制器的输出端连接。

可选的，所述系统还包括变压器；

所述变压器的输入端与所述电源连接，所述变压器的输出端与所述八路控制器的电源输入端连接；所述变压器的输出端还与所述蠕动泵的电源输入端连接。

可选的，所述系统还包括存储器、图像处理模块和显示屏；

所述存储器的输入端和所述图像处理模块的输入端分别与所述检测器的输出端连接；所述存储器的输出端和所述图像处理模块的输入端连接；所述图像处理模块的输出端与所述显示屏连接。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型的便携式氨氮检测系统包括：电源、蠕动泵、第一电磁阀、第二电磁阀、透析装置、流通式比色皿和检测器；所述第一电磁阀的第一接口与第一容器连接，所述第一容器用于存放水；所述第一电磁阀的第二接口与第二容器连接，所述第二容器用于存放标准液；所述第一电磁阀的第三接口与所述第二电磁阀的第一接口连接；所述第二电磁阀的第二接口连接软管的一端，所述软管的另一端插入待测溶液中，所述第二电磁阀的第三接口与所述蠕动泵的第一进液端连接；所述蠕动泵的第二进液端与第三容器连接，所述第三容器用于存放缓冲液；所述蠕动泵的第一出液端和所述蠕动泵的第二出液端分别与所述透析装置的进液端连接；所述透析装置的待测溶液出液端与所述流通式比色皿的进液端连接；所述检测器设置于所述流通式比色皿的上方。本实用新型通过设置第二电磁阀，并令第二电磁阀可从待测水域直接吸取待测溶液，无需在氨氮检测仪中设置待测溶液存放箱，从而减小了便携式氨氮检测系统的体积，提高了氨氮检测系统的便携性。

通过设置第一电磁阀、第二电磁阀、蠕动泵、透析装置及流通式比色皿，从而可连续的对不同时刻的待测水域进行氨氮检测，提高了便携式氨氮检测系统的监测实时性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为为本实用新型所提供的便携式氨氮检测系统的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的便携式氨氮检测系统的电路结构示意图；

图3为本实用新型所提供的便携式氨氮检测系统的透析装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供便携式氨氮检测系统，以解决现有技术中氨氮检测系统体积大、监测实时性差的问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型所提供的便携式氨氮检测系统的结构示意图，如图1所示，

便携式氨氮检测系统，包括：电源、蠕动泵2、第一电磁阀、第二电磁阀、透析装置、流通式比色皿35和检测器；

所述第一电磁阀的第一接口18与第一容器17连接，所述第一容器17用于存放水；所述第一电磁阀的第二接口19与第二容器21连接，所述第二容器21用于存放标准液；所述第一电磁阀的第三接口20与所述第二电磁阀的第一接口22连接；所述第二电磁阀的第二接口24连接软管25的一端，所述软管25的另一端插入待测溶液中，所述第二电磁阀的第三接口23与所述蠕动泵的第一进液端26连接；所述蠕动泵的第二进液端27与第三容器29连接，所述第三容器29用于存放缓冲液；所述蠕动泵的第一出液端31和所述蠕动泵的第二出液端32分别与所述透析装置的进液端连接；所述透析装置的待测溶液出液端与所述流通式比色皿35的进液端连接；所述检测器设置于所述流通式比色皿35的上方，检测器的摄像头对准流通式比色皿35。所述流通式比色皿包括相互平行的第四管和第五管，所述第四管和所述第五管通过第六管连通；所述第四管和所述第五管分别垂直于所述第六管；所述光源设置于所述第六管的一端；所述光源发射的光线与所述第六管的轴线平行，所述光源发射的光线从所述第六管的另一端射出；从所述第六管的另一端射出的光线通过光纤传输至所述检测器的光线入射口；流通式比色皿的第四管的一端为进液端，与透析装置的待测溶液出液端连接；流通式比色皿的第五管的一端为出液端。蠕动泵的第一进液端26和第一出液端31为同一根管的一端和另一端；蠕动泵的第二进液端27和第二出液端32为同一根管的一端和另一端。检测器5可采用现有的微型光纤光谱仪实现，如通尚光电EU2000+、杭州晶飞FLA-5000等。

图2为本实用新型所提供的便携式氨氮检测系统的电路结构示意图，如图2所示，

所述蠕动泵2的电源输入端、所述第一电磁阀3的电源输入端、所述第二电磁阀4的电源输入端和所述检测器5的电源输入端分别与所述电源1连接。电源1、蠕动泵2、第一电磁阀3、第二电磁阀4、检测器5还可以与计算机、单片机或PLC工控机连接，从而实现上述器件的自动化控制。

图3为本实用新型所提供的便携式氨氮检测系统的透析装置的结构示意图，如图3所示，所述透析装置具体包括透析管和高分子膜40；

所述透析管包括相互平行的自上到下依次排列的第一管36、第二管、第三管37，所述透析管还包括第一弧形管38和第二弧形管39；所述第一管36、所述第二管、所述第三管37、所述第一弧形管38和所述第二弧形管39的轴截面在同一平面上；所述第一管36通过所述第一弧形管38与所述第二管连通；所述第三管37通过所述第二弧形管39与所述第二管连通；所述第二管的轴截面上设置有高分子膜40，所述高分子膜40将所述第二管分为第一空间41和第二空间42，所述第一弧形管38与所述第一空间41连通，所述第二弧形管39与所述第二空间42连通；所述第一管36和所述第三管37关于所述高分子膜40镜面对称，所述第一弧形管38和所述第二弧形管39关于所述高分子膜镜40面对称；

所述蠕动泵的第一出液端31和所述蠕动泵的第二出液端32分别与所述第一管36的一端连接；所述第二管的第一空间41的一端与废液容器34连接；所述第二管的第二空间42的一端与所述蠕动泵的第二出液端连接32；所述第三管37的一端与所述流通式比色皿35的进液端连接。

在实际应用中，所述系统还包括气泵30；所述气泵30的充气头与所述蠕动泵的第三进液端28连接；所述第一管36的一端和所述第二管的第二空间42的一端分别与所述蠕动泵的第三出液端33连接。蠕动泵的第三进液端28和第三出液端33为同一根管的一端和另一端。

在实际应用中，所述系统还包括加热器9；所述加热器9的电源输入端与所述电源1连接。

在实际应用中，所述系统还包括温度控制器8；

所述加热器9的控制端与所述温度控制器8的输出端连接；所述温度控制器8的电源输入端与所述电源1连接。

加热器9通过加热透析管内流动的液体，加速透析管内的缓冲液和待测样品之间的反应；温度控制器8控制加热器9的温度在一个小范围内波动。

在实际应用中，所述系统还包括光源7；所述光源7设置于所述流通式比色皿35上方；所述光源7的电源输入端与所述电源1连接。

在实际应用中，所述光源7具体包括灯座和LED灯；所述LED灯安装于所述灯座上；所述灯座通过电线与所述电源1连接。光源向流经流通式比色皿的液体提供可让其吸收的能量。LED灯安装在流通式比色皿35前，光线透过流通式比色皿35后射进检测器5，即光线射过流通式比色皿35到达检测器5的入射狭缝。

在实际应用中，所述系统还包括八路控制器6；所述第一电磁阀3的控制端和所述第二电磁阀4的控制端分别与所述八路控制器6的输出端连接。

在实际应用中，所述系统还包括变压器10；所述变压器10的输入端与所述电源1连接，所述变压器10的输出端与所述八路控制器6的电源输入端连接；所述变压器10的输出端还与所述蠕动2的电源输入端连接。变压器10可将220v电源变为32v电源，为蠕动泵与八路控制器供电。

在实际应用中，所述系统还包括存储器、图像处理模块和显示屏11；

所述存储器的输入端和所述图像处理模块的输入端分别与所述检测器5的输出端连接；所述存储器的输出端和所述图像处理模块的输入端连接；所述图像处理模块的输出端与所述显示屏11连接。每次测试结束后，氨氮检测系统会自动生成后缀为.XML的原始文件至存储器存储，该原始文件内包含测试时间、测试进行描述、测试浓度、测试时的图谱等原始信息，并将原始文件在显示屏11上显示。检测器5通过USB线与计算机连接，从而将检测结果即原始文件存储至计算机。

本实用新型的便携式氨氮检测系统的实施例，通过设置第二电磁阀，并令第二电磁阀可从待测水域直接吸取待测溶液，无需在氨氮检测仪中设置待测溶液存放箱，从而减小了氨氮检测系统的体积，提高了氨氮检测系统的便携性。通过设置第一电磁阀、第二电磁阀、蠕动泵、透析装置及流通式比色皿，从而可连续的对不同时刻的待测水域进行氨氮检测，提高了便携式氨氮检测系统的监测实时性；由于透析装置中设置高分子膜，对杂质进行过滤，可以有效消除色度、悬浮物干扰，提高了检测结果的准确性。通过八路控制器控制第一电磁阀3和第二电磁阀4，提高了仪器的自动化程度和作效率。

本实用新型的便携式氨氮检测系统的工作原理如下：

该便携式氨氮检测系统主要整合了电路单元和化学分析单元。电路单元包括光源、加热器、温度控制器、显示屏、变压器、蠕动泵、八路控制器、第一电磁阀、第二电磁阀。其中，检测器、蠕动泵、八路控制器、第一电磁阀和第二电磁阀可与计算机、单片机或PLC工控机连接，从而实现自动化控制。该便携式氨氮检测系统在室内固定场时采用市政交流电给整套设备供电；若在户外移动监测或者应急布点监测则采用移动电源供电。

化学分析单元中的原理是通过蠕动泵将待测溶液和缓冲溶液泵入混合圈中，同时均匀的加入气泡将待测样品及缓冲试剂的混合液分隔成数段以防止扩散，混合液混合均匀后进入透析管的第一管，然后经过第一弧形管和第二管的第一空间后流出。同时通过蠕动泵将缓冲溶液泵入透析管第二管的第二空间，同样的均匀的加入气泡缓冲溶液分隔成数段以防止扩散。第二管的中间设置有一张高分子膜，该高分子膜可以允许小分子量的分子透过。第二管第一空间中样品与缓冲溶液混合后形成的NH4⁺离子通过高分子膜进入第二管的第二空间，其它的杂质从第二管的第一空间流出至废液容器；第二管的第二空间中含有NH4⁺离子的液体(即待测溶液)通过第二弧形管和第三管进入后续的化学反应模块中，显色后进入流通式比色皿，由检测器对其测量、计算。其中标准液为NH4⁺离子摩尔浓度为0.4mol/L的溶液，缓冲液为PH值为7的柠檬酸三钠试剂。

使用该便携式氨氮检测系统测试时，首先打开电源为光源、加热器和温度控制器供电。控制第一电磁阀的第一接口和第三接口及第二电磁阀的第一接口和第三接口导通、第一电磁阀的第二接口和第二电磁阀的第二接口闭合，令蠕动泵工作，此时蠕动泵吸取纯水、缓冲液和空气到透析装置和流通式比色皿中，令透析装置和流通式比色皿中充满液体，从而令便携式氨氮检测系统稳定下来。

然后，控制第一电磁阀的第一接口闭合，并控制第一电磁阀的第二接口导通，此时，蠕动泵吸取标准液、缓冲液和空气到透析装置和流通式比色皿中，该次检测就能得到已知浓度的标准液在设备上检测到的浓度，并能直观看到检测结果偏差，该偏差值用以判定设备是否正常，后续检测结果是否可信。若检测结果不正常，则需要检查管路是否有漏液、是否有管路未进液体、已知浓度的标准液是否配错、试剂是否时间过长需要重新配制、工作曲线是否太久没有更新等，对该便携式氨氮检测系统进行校正。该次检测结束后，控制第一电磁阀的第一接口导通，并控制第一电磁阀的第二接口闭合，此时蠕动泵吸取纯水、缓冲液和空气到透析装置和流通式比色皿中，以达到清洗管路的目的。

接着，控制第一电磁阀的第一接口闭合，并控制第二电磁阀的第二接口导通，此时，蠕动泵吸取待测溶液、缓冲液和空气到透析装置和流通式比色皿中，该次检测就能得到待测溶液的浓度。该次检测结束后，控制第一电磁阀的第一接口导通，并控制第二电磁阀的第二接口闭合，此时蠕动泵吸取纯水、缓冲液和空气到透析装置和流通式比色皿中，以达到清洗管路的目的。

然后，循环上一步的过程，即，控制第一电磁阀的第一接口闭合，并控制第二电磁阀的第二接口导通，检测第二个待测溶液。检测结束后，控制第一电磁阀的第一接口导通，并控制第二电磁阀的第二接口闭合，蠕动泵吸取纯水、缓冲液和空气到透析装置和流通式比色皿中，以达到清洗管路的目的；如此循环，连续监测。

最后，仪器检测结束后将所有管路放入纯水中，将管路完全清洗干净之后便可将设备带走。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.便携式氨氮检测系统，其特征在于，包括：电源、蠕动泵、第一电磁阀、第二电磁阀、透析装置、流通式比色皿和检测器；

所述第一电磁阀的第一接口与第一容器连接，所述第一容器用于存放水；所述第一电磁阀的第二接口与第二容器连接，所述第二容器用于存放标准液；所述第一电磁阀的第三接口与所述第二电磁阀的第一接口连接；所述第二电磁阀的第二接口连接软管的一端，所述软管的另一端插入待测溶液中，所述第二电磁阀的第三接口与所述蠕动泵的第一进液端连接；所述蠕动泵的第二进液端与第三容器连接，所述第三容器用于存放缓冲液；所述蠕动泵的第一出液端和所述蠕动泵的第二出液端分别与所述透析装置的进液端连接；所述透析装置的待测溶液出液端与所述流通式比色皿的进液端连接；所述检测器设置于所述流通式比色皿的上方；

所述蠕动泵的电源输入端、所述第一电磁阀的电源输入端、所述第二电磁阀的电源输入端和所述检测器的电源输入端分别与所述电源连接。

2.根据权利要求1所述的便携式氨氮检测系统，其特征在于，所述透析装置具体包括透析管和高分子膜；

所述透析管包括相互平行的自上到下依次排列的第一管、第二管、第三管，所述透析管还包括第一弧形管和第二弧形管；所述第一管、所述第二管、所述第三管、所述第一弧形管和所述第二弧形管的轴截面在同一平面上；所述第一管通过所述第一弧形管与所述第二管连通；所述第三管通过所述第二弧形管与所述第二管连通；所述第二管的轴截面上设置有高分子膜，所述高分子膜将所述第二管分为第一空间和第二空间，所述第一弧形管与所述第一空间连通，所述第二弧形管与所述第二空间连通；所述第一管和所述第三管关于所述高分子膜镜面对称，所述第一弧形管和所述第二弧形管关于所述高分子膜镜面对称；

所述蠕动泵的第一出液端和所述蠕动泵的第二出液端分别与所述第一管的一端连接；所述第二管的第二空间的一端与所述蠕动泵的第二出液端连接；所述第三管的一端与所述流通式比色皿的进液端连接。

3.根据权利要求2所述的便携式氨氮检测系统，其特征在于，所述系统还包括气泵；

所述气泵的充气头与所述蠕动泵的第三进液端连接；所述第一管的一端和所述第二管的第二空间的一端分别与所述蠕动泵的第三出液端连接。

4.根据权利要求1所述的便携式氨氮检测系统，其特征在于，所述系统还包括加热器；

所述加热器的电源输入端与所述电源连接。

5.根据权利要求4所述的便携式氨氮检测系统，其特征在于，所述系统还包括温度控制器；

所述加热器的控制端与所述温度控制器的输出端连接；所述温度控制器的电源输入端与所述电源连接。

6.根据权利要求1所述的便携式氨氮检测系统，其特征在于，所述系统还包括光源；

所述流通式比色皿包括相互平行的第四管和第五管，所述第四管和所述第五管通过第六管连通；所述第四管和所述第五管分别垂直于所述第六管；

所述光源设置于所述第六管的一端；所述光源发射的光线与所述第六管的轴线平行，所述光源发射的光线从所述第六管的另一端射出；从所述第六管的另一端射出的光线通过光纤传输至所述检测器的光线入射口；

所述光源的电源输入端与所述电源连接。

7.根据权利要求6所述的便携式氨氮检测系统，其特征在于，所述光源具体包括灯座和LED灯；

所述LED灯安装于所述灯座上；

所述灯座通过电线与所述电源连接。

8.根据权利要求1所述的便携式氨氮检测系统，其特征在于，所述系统还包括八路控制器；

所述第一电磁阀的控制端和所述第二电磁阀的控制端分别与所述八路控制器的输出端连接。

9.根据权利要求8所述的便携式氨氮检测系统，其特征在于，所述系统还包括变压器；

所述变压器的输入端与所述电源连接，所述变压器的输出端与所述八路控制器的电源输入端连接；所述变压器的输出端还与所述蠕动泵的电源输入端连接。

10.根据权利要求1所述的便携式氨氮检测系统，其特征在于，所述系统还包括存储器、图像处理模块和显示屏；

所述存储器的输入端和所述图像处理模块的输入端分别与所述检测器的输出端连接；所述存储器的输出端和所述图像处理模块的输入端连接；所述图像处理模块的输出端与所述显示屏连接。