CN210465237U - 一种在线水质监测分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种在线水质监测分析系统，属于光学分析仪器技术领域，其包括PLC控制器、光学检测装置以及液体输送装置，PLC控制器分别与光学检测装置、液体输送装置进行电性连接；光学检测装置包括装置外壳、消解反应组件、光度检测组件以及加热组件；消解反应组件包括透明结构的消解反应室；加热组件包括环绕消解反应室外侧设置的加热丝；光度检测组件相对设于消解反应室两侧的光源发射单元与光源接收检测单元，且光源发射单元及光源接收检测单元分别安设于装置外壳的侧壁上；液体输送装置包括连通消解反应室的液体输送管道。本技术方案，其可对水样中的总氮样品进行快速消解，并获取相应的CODcr值，以实现在线水质监测分析。

Description

一种在线水质监测分析系统

技术领域

本实用新型涉及光学分析仪器技术领域，特别涉及一种在线水质监测分析系统。

背景技术

CODcr是指在一定严格的条件下，水中的还原性物质在外加的强氧化剂的作用下，被氧化分解时所消耗氧化剂的数量。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度，这些物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，但一般水及废水中无机还原性物质的数量相对不大，而被有机物污染是很普遍的，因此，CODcr可作为有机物质相对含量的一项综合性指标。随着我国环境排污总量控制政策的实施，对工业废水CODcr排放总量指标的测定计算已成为迫切需要。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种在线水质监测分析系统，旨在解决废水处理过程中对水质进行CODcr在线检测的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种在线水质监测分析系统，所述在线水质监测分析系统包括PLC控制器、光学检测装置以及液体输送装置，所述PLC控制器分别与所述光学检测装置、所述液体输送装置进行电性连接；所述光学检测装置包括装置外壳、消解反应组件、光度检测组件以及加热组件；所述消解反应组件包括内置于所述装置外壳中的消解反应室，且所述消解反应室为透明结构；所述加热组件包括环绕所述消解反应室外侧设置的加热丝；所述光度检测组件相对设于所述消解反应室两侧的光源发射单元与光源接收检测单元，且所述光源发射单元及所述光源接收检测单元分别安设于所述装置外壳的侧壁上；所述液体输送装置包括连通所述消解反应室的液体输送管道。

可选地,所述液体输送装置还包括蠕动泵、计量组件、第一阀组、第二阀组、第三阀组、清洗泵、若干试剂桶、若干试样桶以及废液桶；所述第一阀组包括一第一公共接口及若干通过相应阀门控制的第一分支接口；所述第二阀组包括一第二公共接口及若干通过相应阀门控制的第二分支接口；所述第三阀组包括一第三公共接口及两通过相应阀门控制的第三分支接口；所述第一公共接口依次连接所述计量组件及所述蠕动泵，一所述第一分支接口连接所述第二公共接口，一所述第一分支接口连接所述第三公共接口，其余所述第一分支接口分别连通一所述试剂桶；一所述第二分支接口连通所述废液桶，其余所述第二分支接口分别连通一所述试样桶；一所述第三分支接口通过所述清洗泵连通所述废液桶，另一所述第三分支接口通过所述液体输送管道连通所述消解反应室。

可选地,所述计量组件包括计量管、红外发射器以及红外接收器，所述计量管的一端连通所述蠕动泵，所述计量管的另一端连通所述第一公共接口，所述红外发射器与所述红外接收器相对设置所述计量管的两侧。

可选地,所述消解反应室包括气体进出通道部、消解反应部以及液体进出通道部，所述气体进出通道部、所述消解反应部以及所述液体进出通道部依次相接设置，所述气体进出通道部、所述消解反应部以及所述液体进出通道部均为圆筒状结构，且所述液体进出通道部的外径小于所述气体进出通道部的外径，所述气体进出通道部的外径小于所述消解反应部的外径。

可选地,所述液体进出通道通过第一高压阀固定在所述装置外壳的底侧，所述气体进出通道部通过第二高压阀固定在所述装置外壳的顶侧，所述加热丝缠绕在所述消解反应部的外侧；所述第一高压阀通过第一硬管接头外接所述液体输送管道，所述第二高压阀通过第二硬管接头外接气体输送管。

可选地,所述液体进出通道部设有所述液体进出口，所述液体进出口的外侧与所述第一高压阀之间设有第一密封圈；所述气体进出通道部设有气体进出口，所述气体进出口的外侧与所述第二高压阀之间设有第二密封圈。

可选地,所述加热组件还包括设于所述消解反应室外侧的温度传感器。

可选地,所述装置外壳的侧壁分别安设有第一照射固定板与第二照射固定板，所述第一照射固定板与所述第二照射固定板相对设置，所述第一照射固定板对应安设所述光源发射单元，所述第二照射固定板对应安设所述光源接收检测单元。

可选地，所述光源发射单元包括安设于所述第一照射固定板上的发射针套管以及安装在所述发射针套管内的紫外发射针；所述光源发射单元包括安设于所述第二照射固定板上的接收针套管以及安装在所述接收针套管内的紫外接收针。

可选地,所述光学检测装置还包括散热组件，所述散热组件包括散热通道与涡轮风扇，所述涡轮风扇内置于所述散热通道中，且所述散热通道连通所述装置外壳的内部。

本实用新型提供的在线水质监测分析系统，其包括PLC控制器、光学检测装置以及液体输送装置。其中，光学检测装置包括装置外壳、消解反应组件、光度检测组件以及加热组件。消解反应组件包括内置于装置外壳中的消解反应室，且消解反应室为透明结构。加热组件包括环绕消解反应室外侧设置的加热丝。光度检测组件相对设于消解反应室两侧的光源发射单元与光源接收检测单元，且光源发射单元及光源接收检测单元分别安设于装置外壳的侧壁上。液体输送装置包括连通消解反应室的液体输送管道。这样一来，检测时便可通过PLC控制器控制液体输送装置的液体输送管道分别将试样(即待检测水样)和试剂(由硫酸银和浓硫酸溶液混合而成)送入光学检测装置的消解反应室中，待试剂与试样在消解反应室中进行充分混合的同时，通过加热丝对消解反应室进行高温加热，使得消解反应室内的温度升高，以加速试剂与试样发生化学反应(即对水样中的总氮样品进行快速消解)，并产生颜色，此时，光源发射单元发出的光线穿过消解反应室后经光源接收检测单元进行接收检测，可检测相应的吸光度并计算出CODcr值。可见，本在线水质监测分析系统，其可对水样中的总氮样品进行快速消解，并获取相应的CODcr值，以实现在线水质监测分析，整个过程操作简单、安全，能够有效的减少消解时间，节约能源，同时，装置集成化程度高、体积小、流道短、重复性好、成本低、应用前景广阔、分析过程可靠。

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，下面将对实施例或现有技术描述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为本实用新型实施例提供的在线水质监测分析系统的整体结构示意图。

图2为图1所示在线水质监测分析系统的光学检测装置的结构示意图。

图3为图1所示在线水质监测分析系统的计量组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1及图2所示，本实用新型实施例提供一种在线水质监测分析系统1，该在线水质监测分析系统1包括PLC控制器(未图示)、光学检测装置100以及液体输送装置200，PLC控制器分别与光学检测装置100、液体输送装置200进行电性连接。其中，光学检测装置100包括装置外壳110、消解反应组件120、光度检测组件130以及加热组件140。消解反应组件120包括内置于装置外壳中的消解反应室，且消解反应室为透明结构。加热组件140包括环绕消解反应室外侧设置的加热丝141。光度检测组件130包括相对设于消解反应室两侧的光源发射单元131与光源接收检测单元132，且光源发射单元131及光源接收检测单元132分别安设于装置外壳110的侧壁上。液体输送装置200包括连通消解反应室的液体输送管道210。

在本实施例中,如图1所示，该液体输送装置200还包括蠕动泵220、计量组件230、第一阀组240、第二阀组250、第三阀组260、清洗泵270、若干试剂桶281、若干试样桶282以及废液桶283。第一阀组240包括一第一公共接口241及若干通过相应阀门控制的第一分支接口242。第二阀组250包括一第二公共接口251及若干通过相应阀门控制的第二分支接口252。第三阀组260包括一第三公共接口261及两通过相应阀门控制的第三分支接口262。第一公共接口241依次连接计量组件230及蠕动泵220，一第一分支接口241连接第二公共接口251，一第一分支接口241连接第三公共接口261，其余第一分支接口241分别连通一试剂桶281。一第二分支接口252连通废液桶283，其余第二分支接口252分别连通一试样桶282。一第三分支接口262通过清洗泵270连通废液桶283，另一第三分支接口262通过液体输送管道210连通消解反应室。具体地，如图3所示，计量组件230包括计量管231、红外发射器232以及红外接收器233，计量管231的一端连通蠕动泵220，计量管231的另一端连通第一公共接口241，红外发射器232与红外接收器233相对设置计量管231的两侧。为更好地控制试剂与试样的用量，本实施例红外发射器232与红外接收器233共设置两组(具体设置位置如图3所示)。本实施例的第一阀组240共设置五个第一分支接口241(五个第一分支接口241依次分别连接装有试剂一的试剂桶281、装有试剂二的试剂桶281、用于备用的试剂桶281、第二公共接口251、第三公共接口261)。本实施例的第二阀组250共设置五个第一分支接口241(五个第一分支接口241依次分别连接装有零点标液的试样桶282、装有标准溶液的试样桶282、装有水样的试样桶282、装有蒸馏水的试样桶282、废液桶283)。

上述液体输送装置200的工作过程如下：一、对消解反应室输入试剂一时，可通过PLC控制器控制相应的第一分支接口242的阀门打开(其余的第一分支接口242的阀门暂时关闭)，此时，在蠕动泵220的作用下，试剂一经应的第一分支接口242流入第一阀组240后经第一公共接口241流入计量组件230进行计量，当计量组件230计量到预设值的试剂一后，关闭试剂一相应的第一分支接口242的阀门，依次打开连接第三公共接口261的第一分支接口242的阀门、连接液体输送管道210的第三分支接口262的阀门，以在蠕动泵220的作用下将试剂一输送到消解反应室，依此类推，其他试剂桶281内的试剂可通过同样的方法步骤输送到消解反应室。二、对消解反应室输入水样时，可通过PLC控制器控制相应的第二分支接口252的阀门打开(其余的第二分支接口252的阀门暂时关闭)，同时，打开连接第二公共接口251的第一分支接口242的阀门(其余的第一分支接口242的阀门暂时关闭)，此时，在蠕动泵220的作用下，水样经相应的第二分支接口252流入第二阀组250后、依次经第二公共接口251、第一阀组240、第一公共接口241流入计量组件230进行计量，当计量组件230计量到预设值的水样后，同时关闭水样相应的第二分支接口252的阀门以及连接第二公共接口251的第一分支接口242的阀门，依次打开连接第三阀组260的第一分支接口241的阀门、连接液体输送管道210的第三分支接口262的阀门，以在蠕动泵220的作用下将水样输送到消解反应室，依此类推，其他试样桶282内的试样可通过同样的方法步骤输送到消解反应室。三、清洗消解反应室时,先通过上述方法步骤将试样桶282内的蒸馏水输送到消解反应室以对消解反应室进行清洗，清洗完的废液通过以下方式进行排放，先关闭连接第二公共接口251的第一分支接口242的阀门，同时，打开两第三分支接口262的阀门，使得清洗完的废液在清洗泵270的作用下流入到废液桶283内进行回收，便于废液处理。可见，该液体输送装置200各个流体管路相互独立，避免交叉干扰，且PLC控制器采用开放式编程平台，可以根据用户需要编制不同的检测分析流程(即控制消解反应室内输入不同的试剂与试样)。整个结构采用模块化设计、减少维护量、紧凑型设计、节约空间。另外，检测时，试剂桶281可分别放入专用催化剂和氧化剂，水样在加入专用氧化剂和催化剂后10分钟就可消解完毕，省时省力，还可以节约电能，一举多得。同时，通过计量组件230的精准测量，可有效避免试剂不必要的浪费，减少二次污染。

如图1及图2所示，消解反应室包括气体排放通道部121、消解反应部122以及液体进出通道部123，气体排放通道部121、消解反应部122以及液体进出通道部123依次相接设置，气体排放通道部121、消解反应部122以及液体进出通道部123均为圆筒状结构，且液体进出通道部123的外径小于气体排放通道部121的外径，气体排放通道部121的外径小于消解反应部122的外径。具体地，液体进出通道123通过第一高压阀11固定在装置外壳110的底侧，气体排放通道部121通过第二高压阀12固定在装置外壳110的顶侧，加热丝141缠绕在消解反应部122的外侧。第一高压阀11通过第一硬管接头13外接液体输送管(未图示)，第二高压阀12通过第二硬管接头14外接气体排放管(未图示)。液体进出通道部121设有液体进出口，液体进出口的外侧与第一高压阀11之间设有第一密封圈(未图示)。气体排放通道部123设有气体排放口，气体排放口的外侧与第二高压阀12之间设有第二密封圈(未图示)。这样一来，通过控制第一高压阀11,既可实现液体输送管输送过来的试剂及试样沿着液体进出通道部121进入消解反应部122内进行混合反应，亦可实现反应后废液沿着液体进出通道部121流出到液体输送管后向外排放。通过控制第一高压阀12,可通过调节消解反应室内部产生气体依次沿着气体排放通道部123、气体排放管向外进行排放来调节消解反应室内的气压。通过第一密封圈与第二密封圈的设置，可确保消解反应室内的密封性能。

如图1及图2所示，加热组件140还包括设于消解反应室外侧的温度传感器142，通过温度传感器142可时刻监测消解反应室内的加热温度，当消解反应室内的加热温度到达预设值时，停止加热丝141的加热工作。装置外壳110的侧壁分别安设有第一照射固定板15与第二照射固定板16，第一照射固定板15与第二照射固定板16相对设置，第一照射固定板17对应安设紫外光发射单元，第二照射固定板16对应安设紫外光接收检测单元。光源发射单元131包括安设于第一照射固定板15上的发射针套管以及安装在发射针套管内的紫外发射针132。紫外光发射单元包括安设于第二照射固定板16上的接收针套管以及安装在接收针套管内的紫外接收针。紫外发射针发射的紫外光波长范围为200纳米-220纳米。

另外，如图1及图2所示，COD光学检测装置100还包括散热组件(未图示)，散热组件包括散热通道与涡轮风扇，涡轮风扇内置于散热通道中，且散热通道连通装置外壳110的内部。通过涡轮风扇工作，可将装置外壳110内部的热量快速经由散热通道散出，以实现快速降温。

本实施例提供的在线水质监测分析系统，其包括PLC控制器、光学检测装置以及液体输送装置。其中，光学检测装置包括装置外壳、消解反应组件、光度检测组件以及加热组件。消解反应组件包括内置于装置外壳中的消解反应室，且消解反应室为透明结构。加热组件包括环绕消解反应室外侧设置的加热丝。光度检测组件相对设于消解反应室两侧的光源发射单元与光源接收检测单元，且光源发射单元及光源接收检测单元分别安设于装置外壳的侧壁上。液体输送装置包括连通消解反应室的液体输送管道。这样一来，检测时便可通过PLC控制器控制液体输送装置的液体输送管道分别将试样(即待检测水样)和试剂(由硫酸银和浓硫酸溶液混合而成)送入光学检测装置的消解反应室中，待试剂与试样在消解反应室中进行充分混合的同时，通过加热丝对消解反应室进行高温加热，使得消解反应室内的温度升高，以加速试剂与试样发生化学反应(即对水样中的总氮样品进行快速消解)，并产生颜色，此时，光源发射单元发出的光线穿过消解反应室后经光源接收检测单元进行接收检测，可检测相应的吸光度并计算出CODcr值。可见，本在线水质监测分析系统，其可对水样中的总氮样品进行快速消解，并获取相应的CODcr值，以实现在线水质监测分析，整个过程操作简单、安全，能够有效的减少消解时间，节约能源，同时，装置集成化程度高、体积小、流道短、重复性好、成本低、应用前景广阔、分析过程可靠。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种在线水质监测分析系统，其特征在于，所述在线水质监测分析系统包括PLC控制器、光学检测装置以及液体输送装置，所述PLC控制器分别与所述光学检测装置、所述液体输送装置进行电性连接；所述光学检测装置包括装置外壳、消解反应组件、光度检测组件以及加热组件；所述消解反应组件包括内置于所述装置外壳中的消解反应室，且所述消解反应室为透明结构；所述加热组件包括环绕所述消解反应室外侧设置的加热丝；所述光度检测组件相对设于所述消解反应室两侧的光源发射单元与光源接收检测单元，且所述光源发射单元及所述光源接收检测单元分别安设于所述装置外壳的侧壁上；所述液体输送装置包括连通所述消解反应室的液体输送管道。

2.根据权利要求1所述的在线水质监测分析系统，其特征在于,所述液体输送装置还包括蠕动泵、计量组件、第一阀组、第二阀组、第三阀组、清洗泵、若干试剂桶、若干试样桶以及废液桶；所述第一阀组包括一第一公共接口及若干通过相应阀门控制的第一分支接口；所述第二阀组包括一第二公共接口及若干通过相应阀门控制的第二分支接口；所述第三阀组包括一第三公共接口及两通过相应阀门控制的第三分支接口；所述第一公共接口依次连接所述计量组件及所述蠕动泵，一所述第一分支接口连接所述第二公共接口，一所述第一分支接口连接所述第三公共接口，其余所述第一分支接口分别连通一所述试剂桶；一所述第二分支接口连通所述废液桶，其余所述第二分支接口分别连通一所述试样桶；一所述第三分支接口通过所述清洗泵连通所述废液桶，另一所述第三分支接口通过所述液体输送管道连通所述消解反应室。

3.根据权利要求2所述的在线水质监测分析系统，其特征在于,所述计量组件包括计量管、红外发射器以及红外接收器，所述计量管的一端连通所述蠕动泵，所述计量管的另一端连通所述第一公共接口，所述红外发射器与所述红外接收器相对设置所述计量管的两侧。

4.根据权利要求1所述的在线水质监测分析系统，其特征在于,所述消解反应室包括气体进出通道部、消解反应部以及液体进出通道部，所述气体进出通道部、所述消解反应部以及所述液体进出通道部依次相接设置，所述气体进出通道部、所述消解反应部以及所述液体进出通道部均为圆筒状结构，且所述液体进出通道部的外径小于所述气体进出通道部的外径，所述气体进出通道部的外径小于所述消解反应部的外径。

5.根据权利要求4所述的在线水质监测分析系统，其特征在于,所述液体进出通道通过第一高压阀固定在所述装置外壳的底侧，所述气体进出通道部通过第二高压阀固定在所述装置外壳的顶侧，所述加热丝缠绕在所述消解反应部的外侧；所述第一高压阀通过第一硬管接头外接所述液体输送管道，所述第二高压阀通过第二硬管接头外接气体输送管。

6.根据权利要求5所述的在线水质监测分析系统，其特征在于,所述液体进出通道部设有所述液体进出口，所述液体进出口的外侧与所述第一高压阀之间设有第一密封圈；所述气体进出通道部设有气体进出口，所述气体进出口的外侧与所述第二高压阀之间设有第二密封圈。

7.根据权利要求1所述的在线水质监测分析系统，其特征在于,所述加热组件还包括设于所述消解反应室外侧的温度传感器。

8.根据权利要求1所述的在线水质监测分析系统，其特征在于,所述装置外壳的侧壁分别安设有第一照射固定板与第二照射固定板，所述第一照射固定板与所述第二照射固定板相对设置，所述第一照射固定板对应安设所述光源发射单元，所述第二照射固定板对应安设所述光源接收检测单元。

9.根据权利要求8所述的在线水质监测分析系统，其特征在于，所述光源发射单元包括安设于所述第一照射固定板上的发射针套管以及安装在所述发射针套管内的紫外发射针；所述光源发射单元包括安设于所述第二照射固定板上的接收针套管以及安装在所述接收针套管内的紫外接收针。

10.根据权利要求1-9任一所述的在线水质监测分析系统，其特征在于,所述光学检测装置还包括散热组件，所述散热组件包括散热通道与涡轮风扇，所述涡轮风扇内置于所述散热通道中，且所述散热通道连通所述装置外壳的内部。

Images