CN213364575U - 一种比色法水质分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种比色法水质分析仪，包括：进样装置；光度计，所述光度计包括发光单元、全光谱检测单元及光接收单元，所述全光谱检测单元包括检测单元外壳，设置于所述检测单元外壳内的比色池、平行透镜、以及分光光阑；以及数据处理控制单元，与所述比色法水质分析仪的各电性元件连接；其中，所述检测单元外壳具有光入口和两个光出口，所述光入口通过光纤与所述发光单元连接，所述光出口通过光纤与所述光接收单元连接；所述比色池具有内径不相等的第一内径段和第二内径段。利用本实用新型，可以解决了水质分析仪高浓度测量和低浓度测量相互制约的问题，提高了水质分析仪的适用性，并且水质分析仪整体的流路简单，降低后期维护成本。

Description

一种比色法水质分析仪

技术领域

本实用新型属于环境监测技术领域，涉及一种比色法水质分析仪。

背景技术

随着自动化控制技术的成熟及化学分析应用场合需求的指数级增长，水质在线分析仪于上世纪30-40年代应运而生。水质在线分析仪主要用于对生活用水、污水处理、工业过程控制的水质监控。

光度计是比色法水质自动分析仪的核心部件，通常由发光单元、比色池和光接收单元组成。比色法主要基于朗伯比尔定律实现测量，即当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度与吸光物质的浓度及吸收层厚b呈正比。由于电子器件等因素限制，现有技术吸光度的测量范围有限，导致实际测量工作中，测量物质浓度较低时或为获得更低检出限时，常选用吸光层厚度大的比色池，为获得相对较高的测量范围时，常选用吸光层厚度小的比色池。而在环境监测领域中，特别是水环境在线监测领域，由于待测物质的浓度未知，且不同场合待测物质浓度差异较大，导致水质自动分析仪在不同场合的适应性较差，为水质自动分析仪的设计、使用及比色测量装置的选用带来困扰；

另外，国内外已有的在线水质分析仪对试剂的输送需要多个蠕动泵对应抽取样品、氧化剂及显示剂等，但蠕动泵的结构复杂且必须定期更换泵管，蠕动泵数量越多则后期的维护工作量越大。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种比色法水质分析仪，用于解决现有技术中比色法水质分析仪在实际测量过程中高浓度和低浓度相互制约以及蠕动泵数量过多，后期维护工作量大的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供比色法水质分析仪所述比色法水质分析仪包括：

进样装置；

光度计，所述光度计包括发光单元、全光谱检测单元及光接收单元，所述全光谱检测单元包括检测单元外壳，设置于所述检测单元外壳内的比色池、平行透镜、以及分光光阑；以及

数据处理控制单元，与所述比色法水质分析仪的各电性元件连接；

其中，所述检测单元外壳具有光入口和两个光出口，所述光入口通过光纤与所述发光单元连接，所述光出口通过光纤与所述光接收单元连接；

所述比色池具有内径不相等的第一内径段和第二内径段，以及设置于所述比色池两端的进液口和溢流口，所述进液口与所述进样装置连接；

所述平行透镜设置于靠近所述光入口的一侧；

所述分光光阑位于所述平行透镜和所述比色池之间，所述分光光阑具有第一开口和第二开口，所述第一开口与所述比色池的第一内径段相对，所述第二开口与所述比色池的第二内径段相对。

在一可选实施例中，所述光度计还包括设置于所述比色池的第一内径段与一所述光出口之间的第一汇聚透镜；所述光度计还包括设置于所述比色池的第二内径段与另一所述光出口之间的第二汇聚透镜。

在一可选实施例中，所述第一内径段的尺寸小于所述第二内径段的尺寸。

在一可选实施例中，所述第一内径段的尺寸大于所述第二内径段的尺寸。

在一可选实施例中，所述发光单元包括氙灯。

在一可选实施例中，所述进液口位于所述比色池的下端部，所述溢流口位于所述比色池的上端部。

在一可选实施例中，所述光接收单元包括接收单元外壳、分光镜和光电传感器阵列；所述接收单元外壳内设有供光束反射的反射腔，所述反射腔的一端侧壁开设有供光纤插入的进口，该进口所在的侧壁上设置有所述光电传感器阵列，与该进口相对的侧壁上铺设有所述分光镜。

在一可选实施例中，所述光接收单元包括分别通过光纤与所述检测单元外壳的两个所述光出口连接的第一光接收单元和第二光接收单元。

在一可选实施例中，所述进样装置包括：

用于存放待测样品、氧化剂、显示剂的若干盛液容器；

蠕动泵，所述蠕动泵的进液口分别经若干第一控制阀与各所述盛液容器连接；

消解单元，所述消解单元的进液口经第二控制阀与所述蠕动泵的出液口连接，所述消解单元的出液口经第三控制阀与所述蠕动泵的进液口连接；

所述第二控制阀与所述蠕动泵之间的管路通过第四控制阀与所述比色池的进液口连接。

在一可选实施例中，所述进样装置还包括加热单元，所述第二控制阀与所述蠕动泵之间的管路依次通过所述第四控制阀及所述加热单元与所述比色池的进液口连接。

在一可选实施例中，所述进样装置还包括散热单元，所述散热单元设置于所述消解单元的出液口与所述蠕动泵的进液口之间的管路上。

在一可选实施例中，所述消解单元的进液口和出液口共用一个进出液口；所述进样装置还包括一三通控制阀，所述三通控制阀的三个口分别与所述第二控制阀、所述第三控制阀及所述消解单元的进出液口连接。

本实用新型的比色法水质分析仪，其比色池包括两个内径不相等的内径段，不同的内径段可形成不同的溶液测量厚度，通过各自内径段对应的数据采集组件，水质分析仪可以根据其设定的吸光度值，选择合适的测量段中水样的吸光度值进行水样浓度的计算，从而解决了水质分析仪高浓度测量和低浓度测量相互制约的问题，提高了水质分析仪的适用性；

本实用新型的比色法水质分析仪，通过在比色池入射侧设置分光光阑，该分光光阑的各光阑开口分别对应一内径段，从而可以只搭设一个发光单元，就可分别给比色池的各内径段提供入射光用于水质分析，减少了水质分析仪的元件数量，既可以降低成本，又可以缩小水质分析仪的体积；

本实用新型的比色法水质分析仪，仅需一个蠕动泵即可完成比色法水质分析仪的测量，整体的流路简单，降低后期维护成本。

附图说明

图1显示为本实用新型的比色法水质分析仪的管路连接示意图。

图2显示为本实用新型的比色法水质分析仪的光度计的结构示意图。

图3显示为本实用新型的比色法水质分析仪的比色池的结构示意图。

图4显示为本实用新型的比色法水质分析仪的光接收单元的结构示意图。

图5显示为本实用新型的比色法水质分析仪的消解单元的结构示意图。

元件标号：

100 消解单元

101 紫外灯

102 消解腔

103 加热片

104 温度传感器

200 光度计

210 光度计外壳

220 发光单元

230 全光谱检测单元

231 平行透镜

232 分光光阑

233a 第一光阑开口

233b 第二光阑开口

234a 第一汇聚透镜

234b 第二汇聚透镜

235 比色池

2351 溢流口

2352 第一内径段

2353 第二内径段

2354 进液口

236 检测单元外壳

240 光接收单元

240a 第一光接收单元

240b 第二光接收单元

241 光电传感器阵列

242 反射腔

243 接收单元外壳

244 光纤插口

245,246 侧壁

250，260 光纤

300 数据处理控制单元

400 散热单元

500 蠕动泵

600 加热单元

700a-700d 第一盛液容器-第四盛液容器

801a-d 第一控制阀

802 第二控制阀

803a，803b 第三控制阀

804 第四控制阀

805 三通控制阀

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参阅图1，本实用新型提供一种比色法水质分析仪，所述比色水质分析仪主要包括箱体(图中未显示)，置于箱体内的进样装置，光度计200、数据处理控制单元300以及显示屏(图中未显示)。其中，图1显示为本实用新型的比色法水质分析仪的管路连接示意图；

图2显示为本实用新型的比色法水质分析仪的光度计200的结构示意图；图3显示为本实用新型的比色法水质分析仪的比色池235的结构示意图；图4显示为本实用新型的比色法水质分析仪的光接收单元240的结构示意图；图5显示为本实用新型的比色法水质分析仪的消解单元100的结构示意图。

需要说明的是，在本实用新型中，所述数据处理控制单元300例如可以采用单片机，所述数据处理控制单元300例如可分别利用电性线路连接所述进样装置、所述光度计200内的各电器元件，并将检测到的结果通过显示屏展示给用户。所述显示屏可采用触摸屏，用户可通过点击触摸屏来选择所需检测水质的总磷、总氮、氨氮、化学需氧量(COD)、硝酸盐或浊度，数据处理控制单元300可根据从触摸屏上用户点击所产生的电信号来启动相应的控制程序，依次完成水质检测。

请参阅图1，在本实用新型中，所述进样装置由用于存放待测样品、氧化剂、显示剂的若干盛液容器、蠕动泵500、消解单元100、连接管路以及设置于连接管路上的控制阀组成。

请参阅图1，在本实用新型中，所述盛液容器的个数可以根据需要进行设置，为了满足总磷、总氮、氨氮、化学需氧量(COD)、硝酸盐或浊度的测试需求，本实施例中所述盛液容器至少包括四个(图4中示出了包含四个盛液容器的情形)，分别定义为第一盛液容器700a、第二盛液容器700b、第三盛液容器700c及第四盛液容器700d，四个盛液容器700a-700d可以根据检测项目盛装不同液体，这将在后文具体进行阐述，在此不做赘述。所述蠕动泵500 的进液口分别经若干第一控制阀801a-801d与各所述盛液容器700a-700d连接；具体地，所述第一盛液容器700a通过第一控制阀801a与所述蠕动泵500的进液口连接，所述第二盛液容器700b通过第一控制阀801b与所述蠕动泵500的进液口连接，所述第三盛液容器700c通过第一控制阀801c与所述蠕动泵500的进液口连接，所述第四盛液容器700d通过第一控制阀 801d与所述蠕动泵500的进液口连接。所述消解单元100的进液口经第二控制阀802与所述蠕动泵500的出液口连接，所述消解单元100的出液口依次经第三控制阀803a和803b与所述蠕动泵500的进液口连接。所述第二控制阀802与所述蠕动泵500之间的管路通过第四控制阀804与后文将要介绍的所述比色池235的进液口2354连接。需要说明的是，在本实施例中，所述第一控制阀801a-d、所述第二控制阀802、所述第三控制阀803a,803b及所述第四控制阀804例如可以采用双通电磁阀。

请参阅图1，由于消解过程需要对样品进行加热，消解后的样品的温度较高，为方便冷却消解后的样品，在一可选实施例中，如图1所示，在消解单元100的下方放置散热单元400，该散热单元400设置于所述消解单元100与所述蠕动泵500的进液口之间，具体地，所述散热单元400设置于所述第三控制阀803a与第三控制阀803b之间，当待测样品完成消解后，设置于所述消解单元100的出液口与所述散热单元400之间管路上的第三控制阀803a仅在消解单元100完成消解反应后才由数据处理控制单元300控制打开，水样消解液在重力作用下从消解单元100的出液口经第三控制阀803a流入散热单元400内；在此过程中，消解单元100底部的第三控制阀803b关闭，蠕动泵500停止工作，而设置于所述蠕动泵500与所述消解单元100的进液口之间的第二控制阀802管壁，防止消解单元100的水样消解液流入所述第二控制阀802与所述蠕动泵500之间的管路内。

为了简化比色法水质分析仪的管路连接方式，减小水质分析仪的体积，在本实施例中，如图1所述，所述消解单元100的进液口和出液口共用一个进出液口，所述进样装置还包括一三通控制阀805，所述三通控制阀805的三个口分别与所述第二控制阀802、所述第三控制阀803a及所述消解单元100的进出液口连接。需要说明的是，为方便散热单元400的散热，在本实施例中，该散热单元400可采用玻璃材质，同时散热单元400的内腔直径明显大于与其连接的管路的管径，在消解后的样品在重力的作用下，流入散热单元400内进行散热。可以理解的是，在其他实施例中，所述消解单元100的进液口和出液口也可以是分开设置。

在一可选实施例中，还可在散热单元400的侧壁外部固定一温度传感器(图中未显示)，该温度传感器通过导线连接数据处理控制单元300，温度传感器检测在散热单元400侧壁的温度以此来确定水样消解的温度，其中，可在温度传感器内预设一设定温度，当温度传感器采集到的温度低于设定温度，则温度传感器通过导线向数据处理控制单元300发送信号，数据处理控制单元300则控制散热单元400底部的第三控制阀803b打开，同时蠕动泵500启动，将散热单元400中的水样消解液和盛液容器中的显色剂注入到光度计200中的比色池235中，并在输送的过程中完成混合。需要说明的是，为提高散热单元400的散热效率，可在靠近散热单元400位置处固定一散热风扇。

在一可选实施例中，当所述比色法水质分析仪用于水质的氨氮测量时，由于需要对混合油三种显色剂的待测水样进行加热，故可在所述水质分析仪的进样装置中设置一加热单元 600，所述第二控制阀802与所述蠕动泵500之间的管路依次通过所述第四控制阀804及所述加热单元600与所述比色池235的进液口2354连接。

请参阅图1-3，在本实施例中，所述光度计200包括光度计外壳210，以及设置于所述光度计外壳210内部的发光单元220、全光谱检测单元230及光接收单元240；其中，所述全光谱检测单元230包括检测单元外壳236，设置于所述检测单元外壳236内的比色池235、平行透镜231、以及分光光阑232。所述检测单元外壳236具有光入口和两个光出口，所述检测单元外壳236的光入口通过光纤250与所述发光单元220连接，所述光出口通过光纤260与所述光接收单元240连接。

请参阅图1-3，在本实施例中，所述比色池235的内部截面例如可以是矩形，具有内径不相等的第一内径段2352和第二内径段2353(当截面是矩形时，内径是指矩形的平行于光线的一条边的边长)，以及设置于所述比色池235两端的进液口和溢流口2351；所述平行透镜 231设置于靠近所述检测单元外壳236的光入口的一侧；所述分光光阑232位于所述平行透镜231和所述比色池235之间，所述分光光阑232具有第一开口和第二开口，所述第一开口与所述比色池235的第一内径段2352相对，所述第二开口与所述比色池235的第二内径段2353相对。

需要说明的是，虽然图3中示出了所述第一内径段2352的尺寸小于所述第二内径段2353 的尺寸的情形，但可以理解的是，在一些实施例中，所述第一内径段2352的尺寸也可大于所述第二内径段2353的尺寸。本实用新型光度计200的比色池235包括不同的内径段可形成不同的溶液测量厚度，水质分析仪可以根据其设定的吸光度值，选择合适的测量段中水样的吸光度值进行水样浓度的计算，从而解决了水质分析仪高浓度测量和低浓度测量相互制约的问题，提高了水质分析仪的适用性；所述进液口2354位于所述比色池235的下端部，所述进液口2354与所述进样装置连接，所述溢流口2351位于所述比色池235的上端部，所述溢流口 2351例如可与设置于所述比色法水质分析仪外部的排液池连接。

请参阅图1-3，在本实施例中，所述光度计200还包括设置于所述比色池235的第一内径段2352与一所述光出口(对应图2中的上侧光出口)之间的第一汇聚透镜234a，用于将透过所述第一内径段2352的光汇聚后通过光纤260引入下文将要介绍的第一光接收单元240a 的光纤插口244处进行测量；所述光度计200还包括设置于所述比色池235的第二内径段2353 与另一所述光出口(对应图2中的下侧光出口)之间的第二汇聚透镜234b，用于将透过所述第二内径段2353的光汇聚后通过光纤260传导至光第二接收单元240b中。

需要说明的是，虽然本实施例中仅示出了比色池235包含两个内径段的情形，但可以理解的是，本实用新型的技术方案同样可适用于比色池235包含三个及三个以上内径段的情形，所不同的是，需要额外增加对应的光路检测系统。

请参阅图2，在本实施例中，所述发光单元220例如可采用氙灯，氙灯被打开后，氙灯发出的灯光经光纤250到达全光谱检测单元230的光入口，通过全光谱检测单元230内的平行透镜231将光束变为平行光。当平行光穿过所述分光光阑232的第一光阑开口232a和第二光阑开口232b后分别照射到比色池235的第一内径段2352和第二内径段2353，部分光被比色池235内液体所含物质所吸收，其他部分平行光穿过比色池235通过对应的汇聚透镜汇聚至全光谱检测单元230的光出口处的光纤260上，经光出口处的光纤260传导至光接收单元中240。

请参阅图2，在本实施例中，所述光接收单元240包括分别通过光纤260与所述检测单元外壳236的两个所述光出口连接的第一光接收单元240a和第二光接收单元240b，所述第一光接收单元240a用于检测经所述比色池235的第一内径段2352穿过的光，所述第二光接收单元240b用于检测经所述比色池235第二内径段2353穿过的光。

本实用新型图2所示的光度计200进行测量的测试原理如下：

由进样装置将水样加入比色池235，并使每个内径段均加满水样，启动发光单元220和光接收单元240以检测每个内径段的吸光度值，以第二内径段2353的尺寸大于第一内径段 2352的尺寸为例，当第二内径段2353的吸光度值不大于其对应预设吸光度值时，则采用第二内径段2353的吸光度值计算水样的浓度，而当第二内径段2353的吸光度值大于其对应预设吸光度值时，则将第一内径段2352的吸光度值与其对应预设吸光度值做比较，当第一内径段2352的吸光度值不大于其对应预设吸光度值时，则采用第一内径段2352的吸光度值计算水样的浓度，否则测试结果无效，可对样品进行稀释后进行测量。

图4示出了本实施例的光接收器的结构示意图，请参阅图4，所述光接收单元240包括接收单元外壳243、用于将接收到的光分成不同纳米波长的波段分光镜和若干用于检测不同波段的光束的光电传感器阵列241；所述接收单元外壳243内设有供光束反射的反射腔242，所述反射腔242的一端侧壁246(图4中右侧侧壁)开设有供光纤260插入的光纤插口244，该光纤插口244所在的侧壁246上和与该光纤插口244相对的侧壁245(图4中左侧侧壁)为具有相同曲率半径的圆弧形侧壁，在该光纤插口244所在的侧壁246上设置有若干所述光电传感器阵列241，在与该光纤插口244相对的侧壁245上铺设有所述分光镜，各光电传感器阵列241的具体布置位置可根据光纤插口244、圆弧形侧壁的弧度、以及对应光束波段做调整。所述光接收单元240可将接收到的光利用分光镜将其分成不同纳米波长的波段，并将不同波段的光投射至对应的光电传感器阵列241上，数据处理控制单元300通过光电传感器阵列241采集对应吸光度。由于比色池235内液体物质的浓度与该物质特定波段被吸收掉的光成线性正比关系，因此可由特定波段被吸收掉的光能量(即吸光度)来推算出溶液中某种物质的浓度，其中，不同被测物质所对应的波段都是不同的，这样就会避免其他物质对被测物质产生干扰。

需要说明的是，在开始测量之前，可以先对光度计200进行校准来得到校准系数，该校准系数＝校准液浓度/吸光度；例如可利用蠕动泵500将校准液盛液容器内的校准液抽取至光度计200内，进行测量校准液的吸光度，以此来得到校准系数。进行测量时，数据处理控制单元300可依据提前设定的校准系数来取得具体测量值，其中，测量值＝校准系数*吸光度。

如图5所示，在本实施例中，所述消解单元100内设有一消解腔102，在消解腔102的进液口和出液口安装相应的，出液口直接连接排液管。在消解腔102的外部包裹有加热片103，加热片103与消解腔102中间嵌入一温度传感器104，该温度传感器104用于实时检测消解腔102内的消解反应温度。在消解腔102内插入一紫外灯101，紫外灯101与消解腔102同轴设置。紫外灯101发射波长为超短紫外线UVC。紫外线对部分化学反应具有催化作用，可以用于消解总磷，降低消解反应温度，同时不需要额外加压。作为示例，所述消解腔102例如可采用中空夹层设计，消解腔102的进液口连通消解腔102的一端，消解腔102的出液口连通消解腔102的另一端，注入消解单元100内的样品进入该夹层内进行消解反应。作为示例，在消解腔102的外壁上例如可涂覆隔绝层，用于隔绝光线，避免紫外光外泄。作为示例，例如还可在消解单元100外部包裹隔热层，防止加热片103的热量外溢。

在本实施例中，如图5所示，所述紫外灯101、加热片103、温度传感器104分别与数据处理控制单元300电性连接，由数据处理控制单元300控制紫外灯101、加热片103的工作。在加热过程中，温度传感器104内针对不同测量物质预设有对应的设定温度，数据处理控制单元300根据接收到的所需检测样品的对应电信号来选取设定温度，并控制加热片103进行加热，当温度传感器104检测到消解腔102内的温度达到设定温度后产生电信号发送给数据处理控制单元300，数据处理控制单元300控制加热片103的工作频率，保证消解单元100 腔内的温度维持在设定温度直至达到预设时间，再关闭紫外灯101和加热片103。

根据上述管路系统分别针对总磷、总氮、氨氮、化学需氧量(COD)、硝酸盐、浊度这六参数，阐述测试过程：

如图1所示，总磷测量过程如下：

消解步骤：开启蠕动泵500，并控制第一控制阀801a、801b，以及第二控制阀802打开，并打开三通控制阀805，使蠕动泵500的出液口到消解单元100之间的管路连通，而其他控制阀处于关闭状态，蠕动泵500将样品和氧化剂分别从第一盛液容器700a和第二盛液容器 700b内抽出，并在管路内混合后由蠕动泵500泵入消解单元100内，进行消解反应，消解反应完成后，获得水样消解液。

降温步骤：三通控制阀805断开消解单元100与所述蠕动泵500出液口之间的连接，并将消解单元100与所述散热单元400之间的管路导通，也即打开第三控制阀803a，而其他控制阀全部关闭，此时，在重力作用下，消解液通过消解单元100与所述散热单元400之间的管路落入散热单元400内。在散热单元400内散热到设定温度后，可打开散热单元400底部的开关阀第三控制阀803b。

总磷测量步骤：打开第三控制阀803b，第四控制阀804、第一控制阀801c和801d，其他控制阀处于管壁状态，蠕动泵500将散热单元400内的水样消解液和第三容器700c和第三容器700d内的两者显示剂分别抽取到管路中混合后泵入光度计200内的比色池235内，测定总磷值。测量后水样消解液从溢流口2351排出分析仪外。

如图1所示，总氮测量测试过程如下：

消解步骤：开启蠕动泵500，并控制第一控制阀801a、801b，以及第二控制阀802打开，并打开三通控制阀805，使蠕动泵500的出液口到消解单元100之间的管路连通，而其他控制阀处于关闭状态，蠕动泵500将样品和氧化剂分别从第一盛液容器700a和第二盛液容器 700b内抽出，并在管路内混合后由蠕动泵500泵入消解单元100内，进行消解反应，消解反应完成后，获得水样消解液。

降温步骤：三通控制阀805断开消解单元100与所述蠕动泵500出液口之间的连接，并将消解单元100与所述散热单元400之间的管路导通，也即打开第三控制阀803a，而其他控制阀全部关闭，此时，在重力作用下，消解液通过消解单元100与所述散热单元400之间的管路落入散热单元400内。在散热单元400内散热到设定温度后，可打开散热单元400底部的开关阀第三控制阀803b。

总磷测量步骤：打开第三控制阀803b，第四控制阀804、第一控制阀801c和801d，其他控制阀处于管壁状态，蠕动泵500将散热单元400内的水样消解液和第三容器700c和第三容器700d内的两者显示剂分别抽取到管路中混合后泵入光度计200内的比色池235内，测定总氮值。测量后水样消解液从溢流口2351排出分析仪外。

如图1所示，氨氮测量测试过程如下：

氨氮测量步骤：开启蠕动泵500，并控制第一控制阀801a、801b、801c、801d，其他控制阀关闭，蠕动泵500将水样和三种显色试剂分别从第一盛液容器-第四盛液容器700a-d中抽出，并在管路中混合后泵入到加热单元600中，在加热单元600中加热3分钟后，打开第四控制阀804，通过蠕动泵500将加热单元600中的混合液泵入到光度计200内的比色池235内，测定氨氮值。

如图1所示，化学需氧量(COD)、硝酸盐、浊度测试过程如下：

测量步骤：开启蠕动泵500，并控制第一控制阀801a、第四控制阀804，其他控制阀关闭，蠕动泵500将水样从第一盛液容器泵入到光度计200内的比色池235内，进行化学需氧量(COD)、硝酸盐、浊度的测量。

需要说明的是，在测量过程中，每一次测量之前，需要对水质分析仪所涉及到的测量管路进行清洗，避免交叉污染，保证了测量的准确性。

综上所述，本实用新型的比色法水质分析仪，其比色池包括两个内径不相等的内径段，不同的内径段可形成不同的溶液测量厚度，通过各自内径段对应的数据采集组件，水质分析仪可以根据其设定的吸光度值，选择合适的测量段中水样的吸光度值进行水样浓度的计算，从而解决了水质分析仪高浓度测量和低浓度测量相互制约的问题，提高了水质分析仪的适用性；本实用新型的比色法水质分析仪，通过在比色池入射侧设置分光光阑，该分光光阑的各光阑开口分别对应一内径段，从而可以只搭设一个发光单元，就可分别给比色池的各内径段提供入射光用于水质分析，减少了水质分析仪的元件数量，既可以降低成本，又可以缩小水质分析仪的体积；本实用新型的比色法水质分析仪，仅需一个蠕动泵即可完成比色法水质分析仪的测量，整体的流路简单，降低后期维护成本。有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本实用新型实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本实用新型的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本实用新型实施例的方面变模糊。

本实用新型所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本实用新型限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本实用新型的具体实施例和本实用新型的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本实用新型的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本实用新型所述实施例的上述描述来对本实用新型进行这些修改，并且这些修改将在本实用新型的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本实用新型的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本实用新型实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本实用新型的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本实用新型实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本实用新型在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换意在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出实用新型的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本实用新型的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本实用新型的实质范围和精神。本实用新型并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本实用新型的最佳方式公开的具体实施例，但是本实用新型将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本实用新型的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (10)

1.一种比色法水质分析仪，其特征在于，所述比色法水质分析仪包括：

进样装置；

光度计，所述光度计包括发光单元、全光谱检测单元及光接收单元，所述全光谱检测单元包括检测单元外壳，设置于所述检测单元外壳内的比色池、平行透镜、以及分光光阑；以及

数据处理控制单元，与所述比色法水质分析仪的各电性元件连接；

其中，所述检测单元外壳具有光入口和两个光出口，所述光入口通过光纤与所述发光单元连接，所述光出口通过光纤与所述光接收单元连接；

所述比色池具有内径不相等的第一内径段和第二内径段，以及设置于所述比色池两端的进液口和溢流口，所述进液口与所述进样装置连接；

所述平行透镜设置于靠近所述光入口的一侧；

所述分光光阑位于所述平行透镜和所述比色池之间，所述分光光阑具有第一开口和第二开口，所述第一开口与所述比色池的第一内径段相对，所述第二开口与所述比色池的第二内径段相对。

2.根据权利要求1所述的比色法水质分析仪，其特征在于，所述光度计还包括设置于所述比色池的第一内径段与一所述光出口之间的第一汇聚透镜；所述光度计还包括设置于所述比色池的第二内径段与另一所述光出口之间的第二汇聚透镜。

3.根据权利要求1所述的比色法水质分析仪，其特征在于，所述第一内径段的尺寸大于或小于所述第二内径段的尺寸。

4.根据权利要求1所述的比色法水质分析仪，其特征在于，所述发光单元包括氙灯。

5.根据权利要求1所述的比色法水质分析仪，其特征在于，所述光接收单元包括接收单元外壳、分光镜和光电传感器阵列；所述接收单元外壳内设有供光束反射的反射腔，所述反射腔的一端侧壁开设有供光纤插入的进口，该进口所在的侧壁上设置有所述光电传感器阵列，与该进口相对的侧壁上铺设有所述分光镜。

6.根据权利要求5所述的比色法水质分析仪，其特征在于，所述光接收单元包括分别通过光纤与所述检测单元外壳的两个所述光出口连接的第一光接收单元和第二光接收单元。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的比色法水质分析仪，其特征在于，所述进样装置包括：

用于存放待测样品、氧化剂、显示剂的若干盛液容器；

蠕动泵，所述蠕动泵的进液口分别经若干第一控制阀与各所述盛液容器连接；

消解单元，所述消解单元的进液口经第二控制阀与所述蠕动泵的出液口连接，所述消解单元的出液口经第三控制阀与所述蠕动泵的进液口连接；

所述第二控制阀与所述蠕动泵之间的管路通过第四控制阀与所述比色池的进液口连接。

8.根据权利要求7所述的比色法水质分析仪，其特征在于，所述进样装置还包括散热单元，所述散热单元设置于所述消解单元的出液口与所述蠕动泵的进液口之间的管路上。

9.根据权利要求7所述的比色法水质分析仪，其特征在于，所述进样装置还包括加热单元，所述第二控制阀与所述蠕动泵之间的管路依次通过所述第四控制阀及所述加热单元与所述比色池的进液口连接。

10.根据权利要求7所述的比色法水质分析仪，其特征在于，所述消解单元的进液口和出液口共用一个进出液口；所述进样装置还包括一三通控制阀，所述三通控制阀的三个口分别与所述第二控制阀、所述第三控制阀及所述消解单元的进出液口连接。

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