CN210953806U - 水质在线监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水质在线监测仪，包括取样系统、反应系统、比色系统及数据处理系统，所述取样系统、反应系统、比色系统通过管路相连通，所述比色系统与数据处理系统耦接，所述比色系统包括氙灯、比色管、滤光片以及与氙灯配合使用的光敏接收器，所述光敏接收器与数据处理系统耦接。本实用新型的水质在线监测仪具有结构简单，便于操作，实时在线监测水质元素更新数据的特点。

Description

水质在线监测仪

技术领域

本实用新型涉及水质监测仪的技术领域，特别涉及一种水质在线监测仪。

背景技术

水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水及各种各样的工业排水等。

水中各元素含量是衡量水质的重要指标之一，例如水中的总氮、氨氮、总磷等元素在水体中的含量较高时，会对鱼类、藻类呈现毒害作用，对人类也有不同程度的危害。测定水中元素含量有助于评价水体被污染和“自净”状况，是表征水质污染的重要指标。

传统的水质监测手段为常规化学分析法，测定结果较精确，但样品不易保存，大量化学试验操作复杂、成本高、周期长，数据不能有效存储和更新，很难实时监测水体的水质状况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水质在线监测仪，它具有结构简单，便于操作，实时在线监测水质元素更新数据的特点。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种水质在线监测仪，包括取样系统、反应系统、比色系统及数据处理系统，所述取样系统、反应系统、比色系统通过管路相连通，所述比色系统与数据处理系统耦接，所述比色系统包括氙灯、比色管、滤光片以及与氙灯配合使用的光敏接收器，所述光敏接收器与数据处理系统耦接。

通过采用上述技术方案，水样和试剂由取样系统输入到反应系统中，反应后的反应液再由取样系统输入到比色管中，氙灯的光源照向比色管内的试剂，试剂中元素的原子在激发光源的作用下发射谱线，形成光谱。每种光谱都有自己的特征谱线，谱线的强度可以代表试样中元素的含量，用光检测器滤光片将所需的光谱滤出，光敏接收器检测光强变化将谱线的辐射能转化为电能。数据处理系统检测输出的信号，经加工处理，在读出装置系统上显示出来。然后根据相应的标准物质制作的分析曲线，得出分析试样中相应元素的含量，检测水样是否满足排放标准。

本实用新型进一步设置为：所述取样系统、反应系统、比色系统及数据处理系统集中安装在机箱中，所述机箱的一侧铰接有箱门，所述机箱的内部竖直固设有安装板，安装板面向机箱开口的一侧水平设置有两块隔板，两隔板呈上下间隔分布，将机箱内部分隔为上中下三层安装空间，所述数据处理系统安装在上层安装空间中，所述取样系统、反应系统、比色系统安装在中层安装空间中，下层安装空间则用于存放试剂瓶。

通过采用上述技术方案，使各系统规整的安装在一起，为各系统的稳定工作提供基础环境。

本实用新型进一步设置为：所述取样系统包括提供动力的蠕动泵、用于计量流量的计量件以及用于控制管路中液体流动的多阀组，所述多阀组包括中转管，所述中转管上端与计量件输入端相通，所述计量件输出端与蠕动泵相通；所述中转管下端通入到废液收集器皿中；

所述中转管的底端安装有多个电磁阀，所述中转管通过电磁阀与多个试剂瓶单独连通；所述多阀组预留两个电磁阀，其中一个电磁阀与反应系统连通，另一个与比色管连通。

通过采用上述技术方案，取样系统工作，先开启多阀组上与被抽液体相对应的电磁阀，蠕动泵工作开始抽取，被测液体通过电磁阀进入到中转管和计量件中，由计量件计量被测液体的体积，当到所需用量后，关闭与被抽液体相对应的电磁阀，蠕动泵同时停止工作，然后开启与反应管相通的电磁阀，蠕动泵再反向转动将计量件和中转管中的液体泵送到反应系统中，完成一种液体的计量输送；以此往复，将样品、反应试剂等依次输送到反应系统中混合反应。

取样过程采用蠕动泵进行进样取样，样品和试剂溶液只是通过管路进入反应系统，液体不直接与蠕动泵接触，防止对蠕动泵的腐蚀和干扰物污染，提高蠕动泵的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：所述反应系统包括反应管、罩设在反应管外部的保温壳以及安装在反应管与保温壳之间的加热片，所述保温壳可拆卸安装在机箱的内壁上，所述反应管下端与多阀组的电磁阀连通。

通过采用上述技术方案，保温壳内为相对封闭的腔体，加热片工作时能够迅速全面地提高保温壳内部温度，避免反应管局部受热，提高反应液的反应进程的稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述保温壳整体为一端敞口的矩形盒状结构，所述保温壳竖直分布在机箱的内，其上下两端由敞口端向内开设有让位口，所述反应管通过让位口竖直安装在保温壳内。

通过采用上述技术方案，反应管能够从让位口之间穿设安装到保温壳内，安装过程更加简单方便。

本实用新型进一步设置为：所述反应管的上下两端均固接有圆台状的卡台，卡台的尺寸大于让位口的尺寸，两卡台之间的间距大于保温壳的长度尺寸，所述卡台上均贯穿设置有与反应管连通的通孔，反应管的上、下两端均连接有连通管，两连通管上均安装有开关阀，反应管下端的连通管与电磁阀连通。

通过采用上述技术方案，反应管穿过让位口穿设在保温壳内，反应管两端的卡台刚好贴合在保温壳的上下两侧，将反应管卡接固定在保温壳内，实现反应管与保温壳的快速装配。

本实用新型进一步设置为：所述保温壳两侧贯穿开设有安装口，安装口中嵌合有相适配的盖板，所述加热片安装在盖板面向保温壳内部的一侧。

通过采用上述技术方案，当需要更换加热片时，直接取下盖板即可对加热片进行后续操作，不需要取下保温壳，从而使操作过程更简单。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型不同于一般的紫外分光光度计的光源与接收系统，采用专属特性特征波长的光源，采用匹配的液体滤波技术，不需要繁琐的分光系统；接收采用高灵敏度的带截止功能的接收元件，采用该检测系统可以很好的保证了检测结果的准确性；

2、采用多阀组与各个试剂瓶、样品、废液等连通通道灵活多样，大大降低了维护量和维护成本，也使本实用新型的装置结构紧凑，便于制备和生产。

附图说明

图1是实施例的结构示意图；

图2是实施例中反应系统的结构示意图；

图3是实施例中比色系统的结构示意图。

图中，1、机箱；11、箱门；12、安装板；13、隔板；2、取样系统；21、蠕动泵；22、计量件；23、多阀组；3、反应系统；31、保温壳；32、反应管；33、加热片；34、让位口；35、卡台；36、盖板；37、凸台；4、比色系统；41、固定框架；42、氙灯；43、比色管；44、光敏接收器；5、数据处理系统；6、连通管；7、试剂瓶；8、废液收集器皿；9、开关阀。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：一种水质在线监测仪，如图1所示，包括取样系统2、反应系统3、比色系统4及数据处理系统5，取样系统2、反应系统3、比色系统4及数据处理系统5集中安装在一机箱1中，机箱1的一侧设置有能够开启或关闭的箱门11，机箱1的内部竖直固设有安装板12，安装板12面向机箱1开口的一侧水平设置有两块隔板13，两隔板13呈上下间隔分布，将机箱1内部分隔为上中下三层安装空间，数据处理系统5安装在上层安装空间中，取样系统2、反应系统3、比色系统4安装在中层安装空间中，下层安装空间则用于存放一些试剂瓶7等。

取样系统2、反应系统3、比色系统4通过管路相连通，比色系统4与数据处理系统5耦接，水质在线监测仪工作时先由取样系统2计量进样，后经反应系统3充分反应，反应液由比色系统4和数据处理系统5实现检测。取样系统2、反应系统3、比色系统4及数据处理系统5可采用PLC控制。

如图1所示，取样系统2包括提供动力的蠕动泵21、用于计量流量的计量件22以及用于控制管路中液体流动的多阀组23，计量件22可选为由光电计量管，也可选为微型计量泵；多阀组23包括由聚四氟材料制成的中转管，中转管的底端安装有多个电磁阀，每个电磁阀上分别接通一连通管6，连通管6的入口端分别接入一试剂瓶7中，每个试剂瓶7可分别存放不同的样品、试剂等，如此使得中转管能与多个试剂瓶7单独连通。多阀组23预留两个电磁阀，其中一个电磁阀与反应系统3连通，另一个与比色系统4连通。

中转管的上下两端均安装有连通管6，中转管下端的连通管6安装有开关阀9，该连通管6输出端通入到废液收集器皿8中，中转管上端的连通管6与计量件22的输入端相通，计量件22的输出端与蠕动泵21相通。

如图2所示，反应系统3包括安装在安装板12上的保温壳31、安装在保温壳31上的反应管32以及设置在保温壳31与反应管32之间的加热片33，保温壳31整体为一端敞口的矩形盒状结构，保温壳31竖直分布在机箱1的中层安装空间内，其上下两端由敞口端向内开设有让位口34。

反应管32由聚四氟材料制成，从让位口34竖直穿设在保温壳31内，反应管32的上下两端均固接有圆台状的卡台35，卡台35的尺寸大于让位口34的尺寸，两卡台35之间的间距大于保温壳31的长度尺寸，使得反应管32刚好能够卡接在保温壳31内。卡台35上均贯穿设置有与反应管32连通的通孔，反应管32的上、下两端均连接有连通管6，两连通管6上均安装有开关阀9，反应管32上端的连通管6用于平衡反应管32内部气压，反应管32下端的连通管6与多阀组23的电磁阀连通。

保温壳31敞口端的边角处均向外延伸形成有连接片，通过在连接片上穿设螺栓将其固定在安装板12上，使得保温壳31与安装板12配合形成相对封闭的腔体，加热片33工作时能够迅速全面地提高保温壳31内部温度，避免反应管32局部受热，影响反应管32反应。

进一步的，在保温壳31两侧贯穿开设有安装口，安装口中嵌合有相适配的盖板36，安装口的内壁上朝轴线方向延伸形成有凸台37，盖板36安装在安装口中后刚好抵压在凸台37上，凸台37与盖板36可通过穿设螺栓固定连接；加热片33安装在盖板36面向保温壳31内部的一侧，如此，当需要更换加热片33时，直接取下盖板36即可对加热片33进行后续操作，不需要取下保温壳31，从而使操作过程更简单。

如图3所示，比色系统4包括固定框架41，固定框架41通过螺栓固定在机箱1的安装板12上，固定框架41背离安装板12的一侧开设有容纳腔，容纳腔中布置有氙灯42、比色管43、滤光片以及光敏接收器44，氙灯42的光轴穿过滤光片和比色管43，最后照射到光敏接收器44上，光敏接收器44与数据处理系统5耦接。氙灯42通过灯架固定在容纳腔内，比色管43为透明的矩形管，比色管43的上端连接平衡气压的管道，下端通过一连通管6与多阀组23的电磁阀连通。

水质在线监测仪的工作过程如下，取样系统2工作，先开启多阀组23上与被抽液体相对应的电磁阀，蠕动泵21工作开始抽取，被测液体通过电磁阀进入到中转管和计量件22中，由计量件22计量被测液体的体积，当到所需用量后，关闭与被抽液体相对应的电磁阀，蠕动泵21同时停止工作，然后开启与反应管32相通的电磁阀，蠕动泵21再反向转动将计量件22和中转管中的液体泵送到反应管32中，与反应管32连通的电磁阀关闭，完成一种液体的计量输送；以此往复，将样品、反应试剂等依次输送到反应管32中混合反应。

反应液反应完成后，开启其与中转管连通的电磁阀，然后把反应液抽取到中转管中，关闭相应的电磁阀，然后开启与比色管43连通的电磁阀，将反应液泵送至比色管43中，关闭电磁阀；启动氙灯42激发光源，氙灯42的光源照向比色管43内的试剂，试剂中元素的原子在激发光源的作用下发射谱线，形成光谱。每种光谱都有自己的特征谱线，谱线的强度可以代表试样中元素的含量，用光检测器滤光片将所需的光谱滤出，光敏接收器44检测光强变化将谱线的辐射能转化为电能。数据处理系统5检测输出的信号，经加工处理，在读出装置系统上显示出来。然后根据相应的标准物质制作的分析曲线，得出分析试样中总氮或其他元素的含量。

当比色系统4比色完毕后，再次开启比色管43与中转管连通的电磁阀，将反应液再次输送到中转管中，最后从中转管下端排出流入到废液收集器皿8中。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种水质在线监测仪，其特征在于：包括取样系统(2)、反应系统(3)、比色系统(4)及数据处理系统(5)，所述取样系统(2)、反应系统(3)、比色系统(4)通过管路相连通，所述比色系统(4)与数据处理系统(5)耦接，所述比色系统(4)包括氙灯(42)、比色管(43)、滤光片以及与氙灯(42)配合使用的光敏接收器(44)，所述光敏接收器(44)与数据处理系统(5)耦接。

2.根据权利要求1所述的水质在线监测仪，其特征在于：所述取样系统(2)、反应系统(3)、比色系统(4)及数据处理系统(5)集中安装在机箱(1)中，所述机箱(1)的一侧铰接有箱门(11)，所述机箱(1)的内部竖直固设有安装板(12)，安装板(12)面向机箱(1)开口的一侧水平设置有两块隔板(13)，两隔板(13)呈上下间隔分布，将机箱(1)内部分隔为上中下三层安装空间，所述数据处理系统(5)安装在上层安装空间中，所述取样系统(2)、反应系统(3)、比色系统(4)安装在中层安装空间中，下层安装空间则用于存放试剂瓶(7)。

3.根据权利要求2所述的水质在线监测仪，其特征在于：所述取样系统(2)包括提供动力的蠕动泵(21)、用于计量流量的计量件(22)以及用于控制管路中液体流动的多阀组(23)，所述多阀组(23)包括中转管，所述中转管上端与计量件(22)输入端相通，所述计量件(22)输出端与蠕动泵(21)相通；所述中转管下端通入到废液收集器皿(8)中；

所述中转管的底端安装有多个电磁阀，所述中转管通过电磁阀与多个试剂瓶(7)单独连通；所述多阀组(23)预留两个电磁阀，其中一个电磁阀与反应系统(3)连通，另一个与比色管(43)连通。

4.根据权利要求3所述的水质在线监测仪，其特征在于：所述反应系统(3)包括反应管(32)、罩设在反应管(32)外部的保温壳(31)以及安装在反应管(32)与保温壳(31)之间的加热片(33)，所述保温壳(31)可拆卸安装在机箱(1)的内壁上，所述反应管(32)下端与多阀组(23)的电磁阀连通。

5.根据权利要求4所述的水质在线监测仪，其特征在于：所述保温壳(31)整体为一端敞口的矩形盒状结构，所述保温壳(31)竖直分布在机箱(1)的内，其上下两端由敞口端向内开设有让位口(34)，所述反应管(32)通过让位口(34)竖直安装在保温壳(31)内。

6.根据权利要求5所述的水质在线监测仪，其特征在于：所述反应管(32)的上下两端均固接有圆台状的卡台(35)，卡台(35)的尺寸大于让位口(34)的尺寸，两卡台(35)之间的间距大于保温壳(31)的长度尺寸，所述卡台(35)上均贯穿设置有与反应管(32)连通的通孔，反应管(32)的上、下两端均连接有连通管(6)，两连通管(6)上均安装有开关阀(9)，反应管(32)下端的连通管(6)与电磁阀连通。

7.根据权利要求4所述的水质在线监测仪，其特征在于：所述保温壳(31)两侧贯穿开设有安装口，安装口中嵌合有相适配的盖板(36)，所述加热片(33)安装在盖板(36)面向保温壳(31)内部的一侧。

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