CN209992373U - 一种cod氨氮二合一在线监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种COD氨氮二合一在线监测仪，其技术方案要点是包括嵌入式控制系统、取样泵系统、两组定量系统、两组多通道进样系统和两组检测系统，每组定量系统、多通道进样系统和检测系统依次管路连接，嵌入式控制系统内预设控制程序，控制取样泵系统、定量系统、多通道进样系统以及检测系统工作，取样泵系统通过选择性启闭的电磁阀带动一组定量系统定量取样后，待测水样经对应的多通道进样系统进入到对应的检测系统，在检测系统与其他试剂发生反应后，通过检测系统的光信号检测实现水中COD含量或水中氨氮含量的在线监测。该监测仪能够于同一个监测点同时监测COD和氨氮这两个参数，且两个参数的监测不会相互影响。

Description

一种COD氨氮二合一在线监测仪

技术领域

本实用新型涉及在线监测仪技术领域，更具体的说是涉及一种COD氨氮二合一在线监测仪。

背景技术

水中COD(即化学需氧量)反映了水中受还原性物质污染的程度，是水体污染的主要指标之一以及地表水、工业废水、生活饮用水、医院污水与海水等水质监测的一个重要项目。我国现行的COD测定国家标准方法有两种：一种是高锰酸盐指数法，适用于地下水、饮用水和较干净的地表水中化学需氧量的检测；另一种方法是重铬酸钾氧化法，适用于工业废水和生活污水中COD的分析。水中氨氮的来源主要为生活污水、某些工业废水以及农田排水等污染源中含氮有机物受微生物作用后分解的产物。氨氮含量较高时，对鱼类呈现毒害作用，对人体也有不同程度的危害。测定水中各种形态的氮化合物，有助于评价水体受污染程度和“自净”状况。因此，水中氨氮含量是地表水、工业废水以及生活饮用水监测的一项重要指标。目前水中氨氮的国家标准测量方法有两种：一种是纳氏试剂法，适用于工业废水和生活污水中氨氮的测定；另一种是水杨酸法，适用于地表水、地下水和较干净的水中氨氮含量的测定。目前国内外对COD和氨氮的在线监测技术已经比较成熟，且有相应的在线监测仪，如COD在线监测仪、高锰酸盐指数在线监测仪、纳氏氨氮在线监测仪和水杨酸氨氮在线监测仪。由于在同一个监测点通常是需要同时监测COD和氨氮这两个参数的，因此用户常常需要购买两种仪器来分别监测这两个参数。由于COD和氨氮在测量过程中的反应条件和试剂完全不同，且差别较大，所以要实现一台仪器同时测量COD和氨氮还非常困难，即使现在有报道的COD氨氮二合一在线分析仪也是由于两种测量方法之间试剂相互干扰严重导致测量结果偏差较大，重复性不高，更别说要实现两种COD测量方法和两种氨氮测量方法的选择性测量。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种COD氨氮二合一在线监测仪，该监测仪能够于同一个监测点同时监测COD和氨氮这两个参数，且两个参数的监测不会相互影响，其监测精度可满足国家环保局提出的水质COD和氨氮的在线监测要求。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种COD氨氮二合一在线监测仪，包括有嵌入式控制系统、取样泵系统、两组定量系统、两组多通道进样系统和两组检测系统，每组定量系统、多通道进样系统和检测系统依次管路连接，一组用于检测水中COD含量，另一组用于检测水中氨氮含量，所述取样泵系统通过缓冲管与两组定量系统相连接且连接处均设置有电磁阀，所述嵌入式控制系统内预设控制程序，控制取样泵系统、定量系统、多通道进样系统以及检测系统工作，所述取样泵系统通过选择性启闭的电磁阀带动一组定量系统定量取样后，待测水样经对应的多通道进样系统进入到对应的检测系统，在检测系统与其他试剂发生反应后，通过检测系统的光信号检测实现水中COD含量或水中氨氮含量的在线监测。

作为本实用新型的进一步改进，所述取样泵系统的取样泵为蠕动泵或注射泵。

作为本实用新型的进一步改进，所述定量系统均包括有用于储存液体的定量管、设置于定量管上的用于对液体进行定量的定量光源以及光接收器，所述定量光源与光接收器配对使用且设置有多对。

作为本实用新型的进一步改进，所述多通道进样系统与检测系统的连接管路上均设置有电磁阀，所述多通道进样系统均包括有多通道模块，所述多通道模块均包括有第一标准液管路、第二标准液管路、第一试剂管路、第二试剂管路、第三试剂管路、废液管路和待测水样管路，各个管路上均设置有电磁阀。

作为本实用新型的进一步改进，所述检测系统均包括有由透光材质制成的反应池，反应池两端均设置压块，反应池的相对两侧分别设置有检测光源和光学检测器。

作为本实用新型的进一步改进，所述光学检测器为能测量检测光源所提供的入射光的强度的光学传感器或具有分光功能的光谱仪。

作为本实用新型的进一步改进，用于检测COD含量的检测系统还包括有温控装置，所述温控装置设置于反应池上。

本实用新型的有益效果：通过嵌入式控制系统、取样泵系统、两组定量系统、两组多通道进样系统和两组检测系统的设置，使得该监测仪能够于同一个监测点同时监测COD和氨氮这两个参数，大大降低了用户的仪器安装所需占用的空间，且由于两个参数于各自的检测系统内分开监测，因此两个参数的监测不会相互影响，其监测精度可满足国家环保局提出的水质COD和氨氮的在线监测要求。用户只需要选定不同的试剂并同时修改自动监测的测量参数，该监测仪便可根据用户的设定采用不同的测量方法在线自动监测水中的COD和氨氮，因此COD和氨氮含量的检测均可根据监测点的需求通过采用不同的测量方法，该检测仪能够满足不同监测点和不同水质监测的需求。

附图说明

图1为一种COD氨氮二合一在线监测仪的管路结构示意图；

图2为一种COD氨氮二合一在线监测仪的原理示意图。

附图标记：1、嵌入式控制系统；2、取样泵系统；3、定量系统；31、定量管；32、定量光源；33、光接收器；4、多通道进样系统；41、多通道模块；411、第一标准液管路；412、第二标准液管路；413、第一试剂管路；414、第二试剂管路；415、第三试剂管路；416、废液管路；417、待测水样管路；5、检测系统；51、反应池；52、压块；53、检测光源；54、光学检测器；55、温控装置；6、缓冲管；7、电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参照图1至2所示，本实施例的一种COD氨氮二合一在线监测仪，包括有嵌入式控制系统1、取样泵系统2、两组定量系统3、两组多通道进样系统4和两组检测系统5，每组定量系统3、多通道进样系统4和检测系统5依次管路连接，一组用于检测水中COD含量，另一组用于检测水中氨氮含量，取样泵系统2通过缓冲管6与两组定量系统3相连接且连接处均设置有电磁阀7，嵌入式控制系统1内预设控制程序，控制取样泵系统2、定量系统3、多通道进样系统4以及检测系统5工作，电磁阀7的启闭也由嵌入式控制系统1控制，取样泵系统2通过选择性启闭的电磁阀7带动一组定量系统3定量取样后，待测水样经对应的多通道进样系统4进入到对应的检测系统5，在检测系统5与其他试剂发生反应后，通过检测系统5的光信号检测实现水中COD含量或水中氨氮含量的在线监测。取样泵系统2的取样泵为蠕动泵或注射泵，可以正反转动并能使定量管31中产生负压或正压。定量系统3均包括有用于储存液体的定量管31、设置于定量管31上的用于对液体进行定量的定量光源32以及光接收器33，定量光源32与光接收器33配对使用且设置有多对，定量光源32和光接收器33的对数和所需要定量的液体体积数一一对应，通过待定量液体在定量管31中流动时使定量光源32发射到光接收器33的光强发生变化来确定溶液是否继续流动还是静止，从而确定溶液的体积。多通道进样系统4与检测系统5的连接管路上均设置有电磁阀7，多通道进样系统4均包括有多通道模块41，多通道模块41均包括有第一标准液管路411、第二标准液管路412、第一试剂管路413、第二试剂管路414、第三试剂管路415、废液管路416和待测水样管路417，各个管路上均设置有电磁阀7。用于检测COD含量的多通道模块41的第一试剂管路413、第二试剂管路414、第三试剂管路415可分别用于输送氧化剂、硫酸试剂和掩蔽剂；用于检测氨氮含量的多通道模块41的第一试剂管路413、第二试剂管路414、第三试剂管路415可分别用于输送显色剂、掩蔽剂和条件试剂。检测系统5均包括有由透光材质制成的反应池51，反应池51两端均设置压块52，反应池51的相对两侧分别设置有检测光源53和光学检测器54。检测光源53为根据用户需求对应不同测量方法的单色光或连续波长的光，光学检测器54为能测量检测光源53所提供的入射光的强度的光接收器33或具有分光功能的光谱仪。用于检测COD含量的检测系统5还包括有温控装置55，温控装置55设置于反应池51上，温控装置55可采用缠绕在反应池51外壁上的加热丝和感温元件来提供反应需要的温度环境。

工作原理：

首先待测水样由取样泵抽取并通过定量系统3和与定量系统3连接的多通道模块41上面的电磁阀7切换而进入定量系统3进行定量取样，定量取样的量由定量光源32和光接收器33来事先调整高度来控制，水样经过定量后再通过多通道进样系统4与检测系统5之间的电磁阀7切换由取样泵将其推入检测系统5的反应池51内，接着取样泵以与取水样同样的方式将氧化剂、硫酸试剂、掩蔽剂定量后取入检测系统5的反应池51内，至此COD监测的取样过程完成，温控装置55开始对COD反应池51进行加热反应，由于COD的反应过程需要较长的时间，因此接下来进行氨氮测量的取样过程，首先同一个待测水样由取样泵抽取并通过定量系统3和与定量装置连接的多通道模块41上面的电磁阀7切换而进入定量系统3进行定量取样，定量取样的量由定量光源32和光接收器33事先调整好高度来控制，水样经过定量后再通过多通道进样系统4与检测系统5之间的电磁阀7切换由取样泵将其推入检测系统5的反应池51内，接着取样泵以与取水样同样的方式将显色剂、掩蔽剂和调节剂定量后取入到检测系统5的反应池51内，至此氨氮监测的取样过程完成，接着监测仪根据事先设定的反应时间等到反应全部完成，当COD和氨氮的反应完成后，用于检测COD含量的检测系统5中的光学检测器54根据预支对应的检测光源53所发出的光的吸光度来计算出COD的浓度值，同样用于检测氨氮含量的检测系统5中的光学检测器54根据预支对应的检测光源53所发出的光的吸光度来计算出氨氮的浓度值，此时COD和氨氮的在线监测结束，取样泵从COD检测系统5中经由电磁阀7将所有废液抽取到定量系统3后由电磁阀7和废液管道排入到废液收集装置中，从氨氮检测系统5中经由电磁阀7将所有废液抽取到定量系统3后由电磁阀7和废液管道排入到废液收集装置，至此COD和氨氮同时自动在线测量的过程全部结束。由于光学测量是一种相对测量，因此在测量进行之前需要先用标准溶液来校准在线监测仪，在自动测量之前监测仪会自动按照测量流程执行第一标准液和第二标准液的测量过程，通过采集检测系统5中的光学信号然后根据已知的标准溶液浓度计算出相应的COD测量系数和氨氮测量系数，并将这两个系数存储在监测仪中，在真正执行自动在线监测的时候通过反应结束后COD和氨氮各自测量装置所获取的光学信号再通过COD测量系数和氨氮测量系数就可直接计算出COD和氨氮的浓度值。该监测仪能够于同一个监测点同时监测COD和氨氮这两个参数，且由于两个参数于各自的检测系统5内分开监测，因此两个参数的监测不会相互影响，其监测精度可满足国家环保局提出的水质COD和氨氮的在线监测要求。

该监测仪还可供用户选择不同的测量方法：用户可根据现场监测点的监测需求选用不同的化学试剂，并设定不同的反应条件便可实现不同测量方法的选择。例如COD的测量如果选择重铬酸钾法则氧化剂选择重铬酸钾溶液，硫酸试剂可根据监测点的实际情况添加硫酸银，掩蔽剂可根据需要选用不同的浓度或者不选；当COD的测量方法选择高锰酸盐指数法则氧化剂选择高锰酸钾溶液，硫酸试剂可根据测量范围选择不同的浓度，掩蔽剂可不选。例如氨氮的测量选择纳氏试剂法则显色剂选择纳氏试剂，掩蔽剂选择酒石酸钾，条件试剂选氢氧化钠；当氨氮的测量选择水杨酸法则显色剂选择水杨酸，掩蔽剂选择铁氰化钾，条件试剂选择次氯酸钠。在选定的相应的试剂后需要同时修改自动监测的测量参数，当更换相应测量方法的试剂并设定了相应的测量参数后监测仪便可根据用户的设定采用选好的测量方法在线自动监测水中的COD和氨氮。该监测仪不仅能够实现水中COD和氨氮含量的同时监测，且COD和氨氮含量的检测均可根据监测点的需求采用不同的测量方法，因此该检测仪能够满足不同监测点和不同水质监测的需求，且大大降低了用户的仪器安装所需占用的空间，从而为实现水中COD氨氮同时在线监测开辟了一个全新的技术空间。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种COD氨氮二合一在线监测仪，其特征在于：包括有嵌入式控制系统(1)、取样泵系统(2)、两组定量系统(3)、两组多通道进样系统(4)和两组检测系统(5)，每组定量系统(3)、多通道进样系统(4)和检测系统(5)依次管路连接，一组用于检测水中COD含量，另一组用于检测水中氨氮含量，所述取样泵系统(2)通过缓冲管(6)与两组定量系统(3)相连接且连接处均设置有电磁阀(7)，所述嵌入式控制系统(1)内预设控制程序，控制取样泵系统(2)、定量系统(3)、多通道进样系统(4)以及检测系统(5)工作，所述取样泵系统(2)通过选择性启闭的电磁阀(7)带动一组定量系统(3)定量取样后，待测水样经对应的多通道进样系统(4)进入到对应的检测系统(5)，在检测系统(5)与其他试剂发生反应后，通过检测系统(5)的光信号检测实现水中COD含量或水中氨氮含量的在线监测。

2.根据权利要求1所述的一种COD氨氮二合一在线监测仪，其特征在于：所述取样泵系统(2)的取样泵为蠕动泵或注射泵。

3.根据权利要求1所述的一种COD氨氮二合一在线监测仪，其特征在于：所述定量系统(3)均包括有用于储存液体的定量管(31)、设置于定量管(31)上的用于对液体进行定量的定量光源(32)以及光接收器(33)，所述定量光源(32)与光接收器(33)配对使用且设置有多对。

4.根据权利要求1所述的一种COD氨氮二合一在线监测仪，其特征在于：所述多通道进样系统(4)与检测系统(5)的连接管路上均设置有电磁阀(7)，所述多通道进样系统(4)均包括有多通道模块(41)，所述多通道模块(41)均包括有第一标准液管路(411)、第二标准液管路(412)、第一试剂管路(413)、第二试剂管路(414)、第三试剂管路(415)、废液管路(416)和待测水样管路(417)，各个管路上均设置有电磁阀(7)。

5.根据权利要求1所述的一种COD氨氮二合一在线监测仪，其特征在于：所述检测系统(5)均包括有由透光材质制成的反应池(51)，反应池(51)两端均设置压块(52)，反应池(51)的相对两侧分别设置有检测光源(53)和光学检测器(54)。

6.根据权利要求5所述的一种COD氨氮二合一在线监测仪，其特征在于：所述光学检测器(54)为能测量检测光源(53)所提供的入射光的强度的光学传感器或具有分光功能的光谱仪。

7.根据权利要求5或6所述的一种COD氨氮二合一在线监测仪，其特征在于：用于检测COD含量的检测系统(5)还包括有温控装置(55)，所述温控装置(55)设置于反应池(51)上。

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