CN213121886U - 一种水质自动监测仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水质监测技术领域，具体涉及一种水质自动监测仪器，包括包括取样单元、试剂贮存单元、检测单元以及控制器，所述取样单元以及实际贮存单元均与所述检测单元连接，所述控制器分别与取样单元、试剂贮存单元以及监测单元连接以实现自动控制。其中，所述取样单元采用离心法对待测水样进行前处理以有效降低水质浊度，以保证水质监测的准确性。所述水质自动监测仪采用离心法替代过滤法对样品进行前处理，可有效降低样品浊度对监测参数浓度测定的影响，同时，可减少滤材消耗，结构简单并且显著地降低了处理成本。

Description

一种水质自动监测仪器

技术领域

本实用新型涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种水质自动监测仪器。

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。主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。

基于比色法分析的水质监测技术是现代环境监测的一个重要发展方向,与传统的化学分析、电化学分析和色谱分析等分析方法相比,比色法分析技术更具有操作简便、消耗试剂量小、重复性好、测量精度高和检测快速的优点,非常适合对环境水样的快速在线监测。其中比色分析法可直接或间接地测定水中大多数金属离子、非金属离子和有机污染物的含量,具有灵敏、快速、准确、简单等优点,并可实现对多种水质参数的检测,在对饮用水、地表水、工业废水等水体的在线监测中具有显著的技术优势,是国内外科研机构与主要分析仪表厂商竞相研发的现代水质监测技术。

现有技术中的水质自动监测仪一般采用过滤方法对待测样品进行前处理，该方法的弊端在于存在持续的滤膜消耗，且过滤膜在使用一定时间后常常产生堵塞，因此，还需要管理人员对其进行定期检查和更换，提高了维护管理成本，该种前处理方法并不适合长期的自动监测使用。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种水质自动监测仪器，所述水质自动监测仪采用离心法代替过滤法对样品进行前处理，可有效降低样品浊度对监测数据的影响，同时，减少滤材消耗，结构简单并且处理成本和管理成本均显著降低。

为达到上述技术效果，本实用新型采用了以下技术方案：

一种水质自动监测仪器，包括取样单元、试剂贮存单元、检测单元、清洗单元以及控制器。

进一步地，所述取样单元包括处理腔、取样管道以及进样管道，所述处理腔的底部设置有转轴，所述转轴的末端固定连接有驱动电机，所述处理腔的顶部设置有开口，所述取样管道和进样管道均贯穿所述开口并延伸至所述处理腔的内部，所述取样管道和进样管道均与所述开口间隙配合，所述取样管道上设置有第一蠕动泵，所述进样管道上设置有第二蠕动泵，所述进样管道与所述检测单元连接，所述处理腔的底部还设置有排污管道，所述排污管道上设置有排污阀；

进一步地，所述试剂贮存单元包括电动多通阀、第三蠕动泵以及若干储液罐，所述储液罐分别通过连接管道与电动多通阀连通，所述电动多通阀通过泵送管道与检测单元连接，所述第三蠕动泵设置在所述泵送管道上；

进一步地，所述检测单元包括消解管，所述消解管的底部设置有加热装置，所述消解管的两侧分别设置有发射光源和光电接收器，所述取样管道以及泵送管道均与所述消解管连通；

进一步地，所述清洗单元包括清洗液储罐、废水储罐以及输送泵，所述清洗液储罐通过输送管道与处理腔连通，所述输送管道上设置有输送泵，所述排污管道与废水储罐连通；

进一步地，所述驱动电机、排污阀、电动多通阀、加热装置、第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵、发射光源以及光电接收器均与所述控制器电连接。

进一步地，所述处理腔为圆柱状石英管，所述处理腔的中部固定安装有浊度传感器，所述浊度传感器与控制器电连接。

进一步地，所述取样单元还包括一沿竖直方向设置的升降装置，所述进样管道与所述升降装置固定连接。

进一步地，所述升降装置为电动推杆，所述进样管道与所述电动推杆的活动端固定连接，且所述电动推杆与控制器固定连接。

进一步地，所述消解管的内部设置有第一温度传感器，所述第一温度传感器与控制器电连接。

进一步地，所述消解管的外部还设置有密闭的恒温箱，所述恒温箱的内壁固定安装有加热盘管，所述恒温箱内设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器与控制器电连接。

进一步地，所述水质自动监测仪器还设置有显示屏，所述显示屏与控制器电连接。

进一步地，所述水质自动监测仪器还包括远程收发单元，所述远程收发单元与控制器电连接，所述远程收发单元通过4G或5G网络连接有上位机。

进一步地，所述控制器为PLC控制器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

一方面，本实用新型提供的一种水质自动监测仪器通过对水质进行离心处理后可显著地降低待测水样的浊度，避免浊度过高对水样检测结果产生影响，同时，可避免滤材的消耗和堵塞，其维护和管理成本也有显著降低。

另一方面，本实用新型提供的一种水质自动监测仪器，通过对消解管设置温度补偿系统，可避免因温差过大而造成的消解管外壁出现水珠而造成消解管内的液体吸光度偏大的现象，提高光电检测的准确度。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的一种水质自动监测仪器的整体结构示意图；

附图标记为：10-处理腔，10a-浊度传感器，11-取样管道，111-第一蠕动泵，12-进样管道，121-第二蠕动泵，131-转轴，132-驱动电机，14-排污管道，141-排污阀，15-电动推杆，15a-固定端，15b-活动端，20-电动多通阀，21-第三蠕动泵，22-储液罐，24-泵送管道，31-消解管，311-电加热板，312a-发射光源，312b-光电接收器，313-第一温度传感器，32-恒温箱，32a-加热盘管，32b-第二温度传感器，41-清洗液储罐，411-输送管道，411a-输送泵，42-废水储罐。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实施例提供的一种水质自动监测仪器，包括取样单元、试剂贮存单元、检测单元、清洗单元以及控制器。

在本实施例中，所述取样单元包括处理腔10、取样管道11以及进样管道12，所述取样管道11用于吸取待测样品并泵送至处理腔10内进行处理，所述进样管道12用于将处理后的样品吸取至检测单元进行检测。所述处理腔10为圆柱状石英管，所述处理腔10的内部固定安装有浊度传感器10a，且所述浊度传感器10a设置在所述处理腔10的下1/3处，所述浊度传感器10a与控制器电连接，所述浊度传感器10a用于检测处理腔10内的待测水样浊度，并将检测数据传输至控制器。所述处理腔10的顶部设置有开口，便于接通管道，所述处理腔10的底部固定连接有转轴131，且所述转轴131的末端通过联轴器固定连接有驱动电机132，所述驱动电机132与控制器电连接便于控制所述转轴131带动处理腔10高速转动。本实施例使用离心方法对水样进行前处理,相对于过滤法对水样进行前处理的方法，本实施例可避免滤膜的堵塞的消耗，便于该仪器的持续运行。

具体地，所述取样管道11的进水端与待检测的取样点连通用以吸取待测样品，所述取样管道11的出水端贯穿所述处理腔10顶部的开口并延伸至所述处理腔10的内部，所述取样管道11上设置有第一蠕动泵111，便于将待测样品定量地泵送至所述处理腔10的内部。所述进样管道12的进水端位于所述开口的下方，所述进样管道12穿过所述开口且出水端与检测单元连接，进样管道12上设置有第二蠕动泵121。所述第二蠕动泵121与控制器电连接便于将所述处理腔10内离心后产生的上清液泵送至检测单元内进行检测。通过该处理方法，可有效地降低待测样品的浊度。

在本实施例中，所述取样单元还包括一沿竖直方向设置的升降装置，所述升降装置为电动推杆15，所述电动推杆15与控制器电连接便于实现对电动推杆15的自动控制。所述电动推杆15包括固定端15a和活动端15b，所述固定端15a与该水质自动监测仪器进行固定连接，所述活动端15b与该取样管道11固定连接，便于所述电动推杆15推动所述取样管道11的进水端伸入至上清液的液面下方进行取样，并经过第二蠕动泵121将吸取的上清液泵送至检测单元内进行检测。在本实用新型的其他实施例中，所述升降装置还可以选择气缸和直线电机。所述进样管道12与所述升降装置固定连接。

在本实施例中，所述进样管道12和进样管道12均与所述开口间隙配合。所述处理腔10的底部还设置有排污管道14，所述排污管道14上设置有排污阀141，所述排污阀141与控制器电连接，在使用时，所述控制器控制所述排污阀141开启将离心后的沉淀排出。

在本实施例中，所述试剂贮存单元包括电动多通阀20、第三蠕动泵21以及若干储液罐22，所述储液罐22分别通过连接管道与电动多通阀20连通，所述电动多通阀20通过泵送管道24与检测单元连接，所述第三蠕动泵21设置在所述泵送管道24上且所述第三蠕动泵21与控制器电连接。

在本实施例中，所述检测单元包括密闭的恒温箱32，所述恒温箱32的内壁固定安装有加热盘管32a，所述恒温箱32的内部设置有消解管31，所述进样管道12和泵送管道24均贯穿所述恒温箱32并与消解管31连通。所述消解管31的底部设置有加热装置，所述加热装置为电加热板311，所述消解管31底部通过与电加热板311接触进行加热。所述消解管31的中部设置有光电检测装置，所述光电检测装置与控制器电连接。所述光电检测装置包括发射光源312a和光电接收器312b，所述发射光源312a和光电接收器312b分别设置在所述消解管31的两侧，所述发射光源312a用于发出检测光线，所述光电接收器312b设置在所发射光源312a的对侧用于接收透过所述消解管31的光线并将光信号转化为电信号同时将电信号传输至控制器，以计算所述消解管31内的磷元素含量。

在本实施例中，所述消解管31的内部设置有第一温度传感器313，所述恒温箱32与消解管31之间设置有第二温度传感器32b，所述第一温度传感器313用于检测消解管31内部的温度，所述第二温度传感器32b用于检测恒温箱32内空气的温度，所述第一温度传感器313和第二温度传感器32b均与控制器电连接。在具体实施时，所述第一温度传感器313和第二温度传感器32b分别对消解管31和恒温箱32内的温度进行检测并将检测数据反馈至控制器，所述控制器分别控制加热盘管32a和电加热板311进行加热，以防止所述消解管31内外的温度差较大而使得消解管31的外部出现水雾或者水珠，影响检测光线的接收。

在本实施例中，所述水质自动监测仪器还包括清洗单元，所述清洗单元包括清洗液储罐41、废水储罐42以及输送泵411a，所述清洗液储罐41通过输送管道411与处理腔10连通，所述输送管道411上设置有输送泵411a，所述排污管道14与废水储罐42连通。在具体实施时，所述控制器通过控制所述输送泵411a将清洗液输送至所述处理腔10中，然后通过控制驱动电机132转动将沉积在处理腔10底部的沉淀与清洗液混合，此时，该驱动电机132的转速应小于离心处理时的转速。混合步骤完成后，打开排污阀141，将混合均匀后的清洗液与沉淀混合物经过排污管道14排出。优选地，清洗过程应重复3次-4次。

在本实施例中，所述水质自动监测仪器还设置有显示屏，所述显示屏与控制器电连接用于显示该仪器的参数和检测数据，例如消解管31和恒温箱32的实时温度以及水质检测数据等。

在本实施例中，所述水质自动监测仪器还包括远程收发单元，所述远程收发单元与控制器电连接，所述远程收发单元通过4G或5G网络连接有上位机，便于接收上位机指令进行水质取样和监测，同时，便于将检测的数据和该仪器的工作状况实施地传输至上位机，便于管理人员的远程控制。

在具体实施时，所述控制器通过控制第一蠕动泵111将待测水样吸取至处理腔10内，所述处理腔10内部的浊度传感器10a可对水样的浊度进行检测，当检测到的浊度大于设定阈值时，可通过控制器控制所述驱动电机132带动处理腔10高速旋转，对待测水样进行离心处理，离心完成后，所述电动推杆15推动所述取样管道11的进水端伸入所述待测水样的水面下方对上清液进行吸取并将其泵送至消解管31内进行消解和检测。所述试剂贮存单元中的各种试剂则通过第三蠕动泵21定量地泵送至消解管31内对样品进行消解。在消解过程中，所述第一温度传感器313和第二温度传感器32b可实时地对温度进行检测和传输。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.一种水质自动监测仪器，其特征在于：

包括取样单元、试剂贮存单元、检测单元、清洗单元以及控制器；

所述取样单元包括处理腔(10)、取样管道(11)以及进样管道(12)，所述处理腔(10)的底部设置有转轴(131)，所述转轴(131)的末端固定连接有驱动电机(132)，所述处理腔(10)的顶部设置有开口，所述取样管道(11)和进样管道(12)均贯穿所述开口并延伸至所述处理腔(10)的内部，所述取样管道(11)和进样管道(12)均与所述开口间隙配合，所述取样管道(11)上设置有第一蠕动泵(111)，所述进样管道(12)上设置有第二蠕动泵(121)，所述进样管道(12)与所述检测单元连接，所述处理腔(10)的底部还设置有排污管道(14)，所述排污管道(14)上设置有排污阀(141)；

所述试剂贮存单元包括电动多通阀(20)、第三蠕动泵(21)以及若干储液罐(22)，所述储液罐(22)分别通过连接管道与电动多通阀(20)连通，所述电动多通阀(20)通过泵送管道(24)与检测单元连接，所述第三蠕动泵(21)设置在所述泵送管道(24)上；

所述检测单元包括消解管(31)，所述消解管(31)的底部设置有加热装置，所述消解管(31)的两侧分别设置有发射光源(312a)和光电接收器(312b)，所述取样管道(11)以及泵送管道(24)均与所述消解管(31)连通；

所述清洗单元包括清洗液储罐(41)、废水储罐(42)以及输送泵(411a)，所述清洗液储罐(41)通过输送管道(411)与处理腔(10)连通，所述输送管道(411)上设置有输送泵(411a)，所述排污管道(14)与废水储罐(42)连通；

所述驱动电机(132)、排污阀(141)、电动多通阀(20)、加热装置、第一蠕动泵(111)、第二蠕动泵(121)、第三蠕动泵(21)、发射光源(312a)以及光电接收器(312b)均与所述控制器电连接。

2.如权利要求1所述的一种水质自动监测仪器，其特征在于：所述处理腔(10)为圆柱状石英管，所述处理腔(10)的中部固定安装有浊度传感器(10a)，所述浊度传感器(10a)与控制器电连接。

3.如权利要求1所述的一种水质自动监测仪器，其特征在于：所述取样单元还包括一沿竖直方向设置的升降装置，所述进样管道(12)与所述升降装置固定连接。

4.如权利要求3所述的一种水质自动监测仪器，其特征在于：所述升降装置为电动推杆(15)，所述进样管道(12)与所述电动推杆(15)的活动端(15b)固定连接，且所述电动推杆(15)与控制器固定连接。

5.如权利要求1所述的一种水质自动监测仪器，其特征在于：所述消解管(31)的内部设置有第一温度传感器(313)，所述第一温度传感器(313)与控制器电连接。

6.如权利要求5所述的一种水质自动监测仪器，其特征在于：所述消解管(31)的外部还设置有密闭的恒温箱(32)，所述恒温箱(32)的内壁固定安装有加热盘管(32a)，所述恒温箱(32)内设置有第二温度传感器(32b)，所述第二温度传感器(32b)与控制器电连接。

7.如权利要求1所述的一种水质自动监测仪器，其特征在于：所述水质自动监测仪器还设置有显示屏，所述显示屏与控制器电连接。

8.如权利要求1所述的一种水质自动监测仪器，其特征在于：所述水质自动监测仪器还包括远程收发单元，所述远程收发单元与控制器电连接，所述远程收发单元通过4G或5G网络连接有上位机。

9.如权利要求1所述的一种水质自动监测仪器，其特征在于：所述控制器为PLC控制器。

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