CN213456632U - 一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统，包括动力系统、定量系统、多通道阀、水样稀释杯、多个管夹阀、至少一根进空气管、至少一个停流反应池和至少一个连接在停留反应池上的检测器，所述定量系统连接在动力系统和多通道阀之间，所述停留反应池连接在多通道阀的后侧。本实用新型在流动注射分析(FIA）和顺序注射分析（SIA）的基础上，结合顺序注射分析的往复吸液和流动注射分析的单向流动以及停流反应方式等特点，不仅能有效地降低悬浮物和泥沙在管路中的残留，还可以减少对定量系统和多通道阀的污染，节省管道内纯水清洗的体积和次数，试剂使用量较小，且废液量较少，有较大通用性。

Description

一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统

技术领域

本实用新型属于环保领域，尤其涉及一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统。

背景技术

现有的在线监测仪器产品通常存在以下问题：

首先，水样中的悬浮物和泥沙，容易带来管路的堵塞，造成仪器报警，数据不准，故障频发，给在线监测和运维工作带来极大的烦恼；

其次，一些反应试剂是高温高浓度的，有可能带来安全问题，同时对设备所使用的材料提出了更高的要求；

再次，一些水站所处的环境较为恶劣，昼夜温差较大，玻璃材质的计量部位容易产生水雾和灰尘，造成计量不准，或错误报警。

最后，一些水站的维护周期较长，对仪器的稳定性和可靠性提出了更高要求，同时，试剂用量，和废液的产生量也有了较为苛刻的要求。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种在流动注射分析(FIA）和顺序注射分析（SIA）的基础上，结合顺序注射分析的往复吸液和流动注射分析的单向流动以及停流反应方式等特点，不仅能有效地降低悬浮物和泥沙在管路中的残留，还可以减少对定量系统和多通道阀的污染，节省管道内纯水清洗的体积和次数，同时保证各种试剂以及水样在管道阀体内的残留，以及相互扩散和干扰呈现出规律性的变化，试剂使用量较小，且废液量较少，有较大通用性的可任意配置测量工艺的水质在线监测系统。

本实用新型的技术方案：一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统，包括动力系统、定量系统、多通道阀、水样稀释杯、多个管夹阀、至少一根进空气管、至少一个停流反应池和至少一个连接在停留反应池上的检测器，所述定量系统连接在动力系统和多通道阀之间，所述停留反应池连接在多通道阀的后侧，所述动力系统用于来回往复抽取液体或空气，为整个系统提供稳定可靠的动力；所述定量系统根据信号大小有效地分辨出水样、空气、试剂以及有机溶剂，同时精准地量取固定长度或体积的液体；所述多通道阀由控制板控制各路通道的开启和关闭，选择性地抽取不同的水样或试剂进入公共通道；所述停流反应池用于水样和试剂的混合样品的高温消解，同时通过检测器对混合样品进行比色检测；所述管夹阀通过电路控制开启和关闭，来达到控制液体和空气不同流向的目的。

本实用新型在流动注射分析(FIA）和顺序注射分析（SIA）的基础上，结合顺序注射分析的往复吸液和流动注射分析的单向流动以及停流反应方式等特点，不仅能有效地降低悬浮物和泥沙在管路中的残留，还可以减少对定量系统和多通道阀的污染，节省管道内纯水清洗的体积和次数，同时保证各种试剂以及水样在管道阀体内的残留，以及相互扩散和干扰呈现出规律性的变化，试剂使用量较小，且废液量较少，有较大通用性。

优选地，所述检测器的数量为两个，分别为第一检测器和第二检测器，所述停留反应池的数量为一个，其中第一检测器安装在停留反应池的侧壁上，第二检测器安装在停留反应池的后侧。

优选地，所述管夹阀的数量为三个，分别为第一管夹阀、第二管夹阀和第三管夹阀，所述第一管夹阀设置在停留反应池和多通道阀之间，所述第二管夹阀设置在停留反应池和第二检测器之间，所述第三管夹阀连接在停留反应池和动力系统之间，所述进空气管的数量为一根，其连接在第三管夹阀上。

优选地，所述管夹阀的数量为四个，分别为第一管夹阀、第二管夹阀、第三管夹阀和第四管夹阀，所述第一管夹阀设置在停留反应池和多通道阀之间，所述第三管夹阀设置在停留反应池和第二检测器之间，所述进空气管的数量为三根，分别为第一进空气管、第二进空气管和第三进空气管，所述第一进空气管连接在动力系统上，所述第二进空气管连接在停留反应池和第二检测器之间，所述第三进空气管连接在停留反应池上，所述第二管夹阀设置在第二进空气管上，所述第四管夹阀设置在第三进空气管上。

优选地，所述动力系统为蠕动泵、注射泵或者柱塞泵；所述定量系统为用于计量液体体积的定量环和电容式液位计组合、定量环和光电式液位计组合、定量环和超声波式液位计组合，或者用于计量液体重量或质量的重量传感器。

优选地，所述定量系统采用灵敏度极高的电容式液位计判断液体的有无，根据信号大小有效地分辨出水样、空气、试剂以及有机溶剂，同时配合定量环原理的结构，精准地量取固定长度或体积的液体，注入反应池中，取液重复性小于0.5%。

优选地，所述多通道阀为可实现对各种液体分别取样的电磁阀或选向阀，所述停留反应池和第一检测器组成消解比色一体池，所述第一检测器和第二检测器均为光电比色检测器。

优选地，整个流路采用环形设计，并在停流反应池的下端，安装一个废液排出口，定量系统采用定量环和电容式液位计组合，通过固定长度的定量环来获取准确的液体体积，液位有无的判断，使用实时信号输出的电容接近开关，来保证液体有无的准确性。

优选地，所述定量环采用四氟管或peek管或PFA管，内径要求小于2mm，管壁不小于1mm，长度大于250mm，以保证取样的精准度。

优选地，所述管夹阀采用的软管为进口的耐腐蚀的Pharmed管或Norprene管。

本实用新型在流动注射分析(FIA）和顺序注射分析（SIA）的基础上，结合顺序注射分析的往复吸液和流动注射分析的单向流动以及停流反应方式等特点，不仅能有效地降低悬浮物和泥沙在管路中的残留，还可以减少对定量系统和多通道阀的污染，节省管道内纯水清洗的体积和次数，同时保证各种试剂以及水样在管道阀体内的残留，以及相互扩散和干扰呈现出规律性的变化，试剂使用量较小，且废液量较少，有较大通用性。

附图说明

图1为本实用新型中实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型中实施例2的结构示意图；

图3为本实用新型中实施例3的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，但并不是对本实用新型保护范围的限制。

实施例1

如图1所示，一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统，包括动力系统、定量系统、多通道阀、水样稀释杯、三个管夹阀、一根进空气管、一个停流反应池和两个连接在停留反应池上的检测器，所述定量系统连接在动力系统和多通道阀之间，所述停留反应池连接在多通道阀的后侧，所述动力系统用于来回往复抽取液体或空气，为整个系统提供稳定可靠的动力；所述定量系统根据信号大小有效地分辨出水样、空气、试剂以及有机溶剂，同时精准地量取固定长度或体积的液体；所述多通道阀由控制板控制各路通道的开启和关闭，选择性地抽取不同的水样或试剂进入公共通道；所述停流反应池用于水样和试剂的混合样品的高温消解，同时通过检测器对混合样品进行比色检测；所述管夹阀通过电路控制开启和关闭，来达到控制液体和空气不同流向的目的。两个检测器分别为第一检测器和第二检测器，第一检测器安装在停留反应池的侧壁上，第二检测器安装在停留反应池的后侧。三个管夹阀分别为第一管夹阀、第二管夹阀和第三管夹阀，所述第一管夹阀设置在停留反应池和多通道阀之间，所述第二管夹阀设置在停留反应池和第二检测器之间，所述第三管夹阀连接在停留反应池和动力系统之间，所述进空气管的数量为一根，其连接在第三管夹阀上。多通道阀为可实现对各种液体分别取样的电磁阀，停留反应池和第一检测器组成消解比色一体池，所述第一检测器和第二检测器均为光电比色检测器。

实施例2

如图2所示，管夹阀的数量为四个，分别为第一管夹阀、第二管夹阀、第三管夹阀和第四管夹阀，所述第一管夹阀设置在停留反应池和多通道阀之间，所述第三管夹阀设置在停留反应池和第二检测器之间，所述进空气管的数量为三根，分别为第一进空气管、第二进空气管和第三进空气管，所述第一进空气管连接在动力系统上，所述第二进空气管连接在停留反应池和第二检测器之间，所述第三进空气管连接在停留反应池上，所述第二管夹阀设置在第二进空气管上，所述第四管夹阀设置在第三进空气管上。

实施例3

如图3所示，本实用新型用于微型水站的COD单参数测量流路，包含了一个蠕动泵，一个多通道阀，三个管夹阀。整个流路采用环形的流路结构，既可以抽取液体，又可以采用正压的方式排出液体。采用环形的流路结构，废液直接排出，水样和试剂流经的公共通道，采用管夹阀和软管控制的方式。软管采用耐腐蚀的材料。该系统采用了以电容式接近开关搭配定量环的方式，来进行精确计量液体的体积。定量系统采用灵敏度极高的电容式液位计判断液体的有无，根据信号大小有效地分辨出水样、空气、试剂以及有机溶剂，同时配合定量环原理的结构，精准地量取固定长度或体积的液体，注入反应池中，取液重复性小于0.5%。整个流路采用环形设计，停留反应池和检测器组成消解比色一体池，并在停流反应池的下端，安装一个废液排出口，定量系统采用定量环和电容式液位计组合，通过固定长度的定量环来获取准确的液体体积，液位有无的判断，使用实时信号输出的电容接近开关，来保证液体有无的准确性。定量环采用四氟管或peek管或PFA管，内径要求小于2mm，管壁不小于1mm，长度大于250mm，以保证取样的精准度。管夹阀采用的软管为进口的耐腐蚀的Pharmed管或Norprene管。

为了能获得更为稳定可靠的数据，采用了水样和试剂单向流动，并从另一端直接排液的方式，来实现整个流路的运走。水样只在取样过程中，进入定量系统，而在排液过程中，反应废液并不进行回抽，避免由于大量的悬浮物和泥沙，在管路中反复经过。另外，采用管夹阀的方式，来流经水样和试剂，可以避免悬浮物和泥沙在阀道中有过多的残留，造成堵塞现象。

另外，采用电容式液位计的方式，来判断液位，可以更好地避免水质好坏对定量系统造成的计量误差以及计量失误等问题。

本实用新型主要应用于地表水、城市生活污水、农村污水、工业废水等领域；以空气为载流，通过定量系统和多通道阀实现对水样的在线取样和在线稀释，同时还对各种试剂，纯水，标样实现在线定量取样。水样、稀释水样、试剂、纯水、标样等液体，与空气载流一起在停流反应池中实现混合、反应、消解，再通过检测器一，检测器二等进行定量或定性分析，最后排入废液。

本实用新型中的动力系统可以是蠕动泵，也可以是注射泵，柱塞泵等能够实现往复抽取运动的动力系统。定量系统主要实现液体的准确计量，可以是定量环、电容式，光电式，超声波式等对液体体积的准确计量，也可以是液体重量或质量的准确计量。多通道阀是指通过电磁阀或选向阀等的方式，实现对各种液体的分别取样。多通道阀的通道数目不限，根据实际需求而定。停流反应池主要实现各种液体之间的混合，反应，同时也可以通过外部方式，对液体进行加热、光照、微波、超声震荡等操作处理。停流反应池也可以按照液体先后关系，分别对液体进行不同的操作处理。操作处理的方式和时间，可以由程序软件实现自由控制。检测器一和检测器二可根据检测参数和装置的特点，安装在停流反应池的两侧，或者停流反应池的后端。

本实用新型的特点：

1）水样与试剂均在空气的推动下，单向流动，可以减少对定量系统和多通道阀的污染，节省管道内纯水清洗的体积和次数，同时保证各种试剂以及水样在管道阀体内的残留，以及相互扩散和干扰呈现出规律性的变化。

2）在空气+液体单向流动的管道上，理论上可以安装任意多个停流反应池，可以对水样进行多次预处理，或者对多个水样同时进行相同的预处理反应，提高检测效率，简化流路设计，节约废液排出的时间。

3）可以根据检测器的特点，既可以安排检测器安装在停流反应池的两侧，设计成反应检测一体池，也可以将检测器安装在停流反应池的后端，比如对水样进行消解之后，在停流反应池的后端安装一个阳极溶出伏安法的电解池，就可以进行一系列的重金属检测；或者在停流反应池的后端安装一个流通比色池，增大检测的光程，提高检测限。

4）试剂、水样单向流动，可以通过水样或纯水冲洗的方式，降低试剂的单次使用量，减少废液最终产生的体积。

Claims (10)

1.一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统，其特征在于：其包括动力系统、定量系统、多通道阀、水样稀释杯、多个管夹阀、至少一根进空气管、至少一个停流反应池和至少一个连接在停留反应池上的检测器，所述定量系统连接在动力系统和多通道阀之间，所述停留反应池连接在多通道阀的后侧，所述动力系统用于来回往复抽取液体或空气，为整个系统提供稳定可靠的动力；所述定量系统根据信号大小有效地分辨出水样、空气、试剂以及有机溶剂，同时精准地量取固定长度或体积的液体；所述多通道阀由控制板控制各路通道的开启和关闭，选择性地抽取不同的水样或试剂进入公共通道；所述停流反应池用于水样和试剂的混合样品的高温消解，同时通过检测器对混合样品进行比色检测；所述管夹阀通过电路控制开启和关闭，来达到控制液体和空气不同流向的目的。

2.根据权利要求1所述的一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统，其特征在于：所述检测器的数量为两个，分别为第一检测器和第二检测器，所述停留反应池的数量为一个，其中第一检测器安装在停留反应池的侧壁上，第二检测器安装在停留反应池的后侧。

3.根据权利要求2所述的一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统，其特征在于：所述管夹阀的数量为三个，分别为第一管夹阀、第二管夹阀和第三管夹阀，所述第一管夹阀设置在停留反应池和多通道阀之间，所述第二管夹阀设置在停留反应池和第二检测器之间，所述第三管夹阀连接在停留反应池和动力系统之间，所述进空气管的数量为一根，其连接在第三管夹阀上。

4.根据权利要求2所述的一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统，其特征在于：所述管夹阀的数量为四个，分别为第一管夹阀、第二管夹阀、第三管夹阀和第四管夹阀，所述第一管夹阀设置在停留反应池和多通道阀之间，所述第三管夹阀设置在停留反应池和第二检测器之间，所述进空气管的数量为三根，分别为第一进空气管、第二进空气管和第三进空气管，所述第一进空气管连接在动力系统上，所述第二进空气管连接在停留反应池和第二检测器之间，所述第三进空气管连接在停留反应池上，所述第二管夹阀设置在第二进空气管上，所述第四管夹阀设置在第三进空气管上。

5.根据权利要求3或者4所述的一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统，其特征在于：所述动力系统为蠕动泵、注射泵或者柱塞泵；所述定量系统为用于计量液体体积的定量环和电容式液位计组合、定量环和光电式液位计组合、定量环和超声波式液位计组合，或者用于计量液体重量或质量的重量传感器。

6.根据权利要求5所述的一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统，其特征在于：所述定量系统采用灵敏度极高的电容式液位计判断液体的有无，根据信号大小有效地分辨出水样、空气、试剂以及有机溶剂，同时配合定量环原理的结构，精准地量取固定长度或体积的液体，注入反应池中，取液重复性小于0.5%。

7.根据权利要求3或者4所述的一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统，其特征在于：所述多通道阀为可实现对各种液体分别取样的电磁阀或选向阀，所述停留反应池和第一检测器组成消解比色一体池，所述第一检测器和第二检测器均为光电比色检测器。

8.根据权利要求3或者4所述的一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统，其特征在于：整个流路采用环形设计，并在停流反应池的下端，安装一个废液排出口，计量模块采用定量环和电容式液位计组合，通过固定长度的定量环来获取准确的液体体积，液位有无的判断，使用实时信号输出的电容接近开关，来保证液体有无的准确性。

9.根据权利要求8所述的一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统，其特征在于：所述定量环采用四氟管或peek管或PFA管，内径要求小于2mm，管壁不小于1mm，长度大于250mm，以保证取样的精准度。

10.根据权利要求8所述的一种可任意配置测量工艺的水质在线监测系统，其特征在于：所述管夹阀采用的软管为进口的耐腐蚀的Pharmed管或Norprene管。

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