CN215493112U - 一种用于水上的多参数监测设备的水路系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于水上的多参数监测设备的水路系统，包括蠕动泵、流通池、采样及前处理装置、药剂仓、进样系统、高温消解装置和UV消解器。进样系统的进液端分别连接有标液管、待测水样管和若干药剂管，出液端分别连接有出料管、废液管和排空管，待测水样管与采样及前处理装置相连，若干药剂管与药剂仓相连，出料管与蠕动泵相连，流通池的进液端与蠕动泵相连，出液端与高温消解装置的进液端相连，UV消解器的进液端与高温消解装置的出液端相连，出液端与进样系统相连。本实用新型的水路系统应用于水上多参数监测设备，该系统可以测量的参数包括但不限于氨氮、硝氮、亚硝氮、磷酸盐、总磷、总氮等，并可以扩展常规五参数检测，适用范围广。

Description

一种用于水上的多参数监测设备的水路系统

技术领域

本实用新型涉及水质分析技术领域，特别涉及一种用于水上的多参数监测设备的水路系统。

背景技术

随着人们对于海洋、湖泊等水域资源开发与利用的日益增加。各类水域监测也成为了一个越来越受重视的课题，被世界人民所关注。通常水域监测采用两种方式，一种将水域中的水抽到岸边固定的站房内，由站房内的设备进行水质分析。这类站房的建设站地面积大，且要求通市电，能网络。这对监测的地点要求较高，不能适用于所有水域的监测。另一种是将设备集成到船上，由人驾驶船体到水域中进行水质监测。这类主要应用于海洋水质监测。这种监测船成本巨大，且无法长时间进行水质监测。所以，开发一款可长时间在水上进行水质监测且无需接市电及有线网络的多参数监测设备及其水路系统是必然趋势。

发明内容

针对背景技术中所存在的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于水上的多参数监测设备的水路系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于水上的多参数监测设备的水路系统，包括蠕动泵、流通池、采样及前处理装置、药剂仓、进样系统、高温消解装置和UV消解器。所述进样系统的进液端分别连接有标液管、待测水样管和若干药剂管，出液端分别连接有出料管、废液管和排空管。所述的待测水样管与所述采样及前处理装置相连，所述的若干药剂管与药剂仓相连，所述的出料管与所述蠕动泵相连。所述流通池的进液端与所述蠕动泵相连，出液端与所述高温消解装置的进液端相连。所述UV消解器的进液端与所述高温消解装置的出液端相连，出液端与所述进样系统相连。

进一步地，所述的进样系统包括取样阀组和加药阀组，所述的取样阀组和加药阀组分别包括若干三通阀，所述的三通阀包括公共端、常开端和常闭端。

其中，所述的取样阀组包括三通阀Q1～Q5，三通阀Q1的常闭端连接所述废液管，公共端连接三通阀Q2的常闭端，常开端连接所述排空管；三通阀Q2的公共端连接所述UV消解器的出液端，常开端连接三通阀Q3的常开端；三通阀Q3的常闭端连接三通阀Q4的公共端，公共端连接所述加药阀组；三通阀Q4的常闭端连接所述标液管，常开端连接三通阀Q5的公共端；三通阀Q5的常闭端连接所述待测水样管，常开端连接纯水管。

其中，所述的加药阀组包括三通阀Q7～Q9以及三通阀QA～QC，三通阀Q7的常开端连接三通阀Q3的公共端，公共端连接三通阀Q8的常开端，常闭端连接第一药剂管；三通阀Q8的公共端连接三通阀Q9的常开端，常闭端连接第二药剂管；三通阀Q9的公共端连接三通阀QA的常开端，常闭端连接第三药剂管；三通阀QA的公共端连接三通阀QB的常开端，常闭端连接第四药剂管；三通阀QB的公共端连接三通阀QC的常开端，常闭端连接第五药剂管；三通阀QC的公共端连接蠕动泵，常闭端连接第六药剂管。

进一步地，所述流通池的上方设有顶出口，下方设有底出口，侧边设有侧进口，侧进口与蠕动泵相连，所述流通池的侧壁上设有吸光度检测装置。

其中，所述的吸光度检测装置包括第一吸光度检测回路、第二吸光度检测回路和第三吸光度检测回路。所述的第一吸光度检测回路包括相对设置在流通池左右两侧的第一LED光源和第一信号接收器；所述的第二吸光度检测回路包括设在流通池左侧的第二LED光源和设在流通池底部的第二信号接收器；所述的第三吸光度检测回路包括设在流通池底部的第三LED光源和设在流通池右侧的第三信号接收器。

进一步地，所述的流通池与高温消解装置之间设有三通阀QD和三通阀Q6，三通阀QD的常闭端连接流通池的顶出口，公共端连接三通阀Q6的公共端，常闭端连接流通池的底出口；三通阀Q6的常开端连接高温消解装置的出液端，常闭端连接高温消解装置的进液端。

进一步地，所述高温消解装置的出液端设有第一三通控制阀和三通阀Q0，所述第一三通控制阀的三个接口分别与高温消解装置的出液口、三通阀Q6的常闭端以及三通阀Q0的公共端相连，三通阀Q0的常闭端与所述UV消解器的出液端相连。

进一步地，所述UV消解器的进液端设有第二三通控制阀，所述第二三通控制阀的三个接口分别与三通阀Q0的常开端、UV消解器的进液口以及三通阀Q2的公共端相连。

本实用新型具有如下有益效果：

1、可测量参数包括但不限于氨氮、硝氮、亚硝氮、磷酸盐、总磷、总氮等，并可以扩展常规五参数检测；

2、采用蠕动泵转动圈数转化为加药及加样量，较于传统定量桶定量的流路，蠕动泵加药及加样更具有精确性，最终测量结果更为稳定。较于多泵滴定加药及加样的流路，因为减少了泵的数量及避免了泵直接接触药剂，从而增加了泵管的使用寿命；采用闭合环路设计，避免滴定时药剂粘管口及反应温度升高后滴定管漏液等情况。本实用新型相较于常规设备流路，更具有准确性、更长的使用寿命及更低的后期维护成本。

3、本实用新型可以控制水样是否进入高温消解装置及UV消解器，由于不同参数对UV消解和高温消解的需求不同，通过上述操作，可以满足不同参数的需求；

4、本实用新型通过多排两位三通阀，通过两位三通阀的开合关系，使水路运行从单一流路，成为可自由转变的多流路设计，实现在台设备可以同时测量多的参数。

附图说明

图1为本实用新型的水路示意图。

主要组件符号说明：1、蠕动泵；2、流通池；201、第一LED光源；202、第一信号接收器；203、第二LED光源；204、第二信号接收器；205、第三LED光源；206、第三信号接收器；21、顶出口；22、底出口；23、侧进口；3、采样及前处理装置；4、药剂仓；501、标液管；502、待测水样管；503、出料管；504、废液管；505、排空管；506、纯水管；6、高温消解装置；7、UV消解器；81、第一三通控制阀；82、第二三通控制阀；Q0～Q9、三通阀；QA～QD、三通阀；COM：三通阀公共端；NC：三通阀常闭端；NO：三通阀常开端；R1～R6：药剂管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，一种用于水上的多参数监测设备的水路系统，包括蠕动泵1、流通池2、采样及前处理装置3、药剂仓4、进样系统、高温消解装置6和UV消解器7。进样系统的进液端分别连接有标液管501、待测水样管502和若干药剂管，出液端分别连接有出料管503、废液管504和排空管505。待测水样管502与采样及前处理装置3相连，若干药剂管与药剂仓4相连，出料管503与蠕动泵1相连。流通池2的进液端与蠕动泵1相连，出液端与高温消解装置6的进液端相连。UV消解器7的进液端与高温消解装置6的出液端相连，出液端与进样系统相连。

进样系统包括取样阀组和加药阀组，取样阀组和加药阀组分别包括若干三通阀，三通阀包括公共端、常开端和常闭端。

取样阀组包括三通阀Q1～Q5，三通阀Q1的常闭端连接废液管504，公共端连接三通阀Q2的常闭端，常开端连接排空管505；三通阀Q2的公共端连接UV消解器7的出液端，常开端连接三通阀Q3的常开端；三通阀Q3的常闭端连接三通阀Q4的公共端，公共端连接加药阀组；三通阀Q4的常闭端连接标液管501，常开端连接三通阀Q5的公共端；三通阀Q5的常闭端连接待测水样管502，常开端连接纯水管506。

加药阀组包括三通阀Q7～Q9以及三通阀QA～QC，三通阀Q7的常开端连接三通阀Q3的公共端，公共端连接三通阀Q8的常开端，常闭端连接第一药剂管R1；三通阀Q8的公共端连接三通阀Q9的常开端，常闭端连接第二药剂管R2；三通阀Q9的公共端连接三通阀QA的常开端，常闭端连接第三药剂管R3；三通阀QA的公共端连接三通阀QB的常开端，常闭端连接第四药剂管R4；三通阀QB的公共端连接三通阀QC的常开端，常闭端连接第五药剂管R5；三通阀QC的公共端连接蠕动泵1，常闭端连接第六药剂管R6。

流通池2的上方设有顶出口21，下方设有底出口22，侧边设有侧进口23，侧进口23与蠕动泵1相连，流通池2的侧壁上设有吸光度检测装置。吸光度检测装置包括第一吸光度检测回路、第二吸光度检测回路和第三吸光度检测回路。第一吸光度检测回路包括相对设置在流通池2左右两侧的第一LED光源201和第一信号接收器202；第二吸光度检测回路包括设在流通池2左侧的第二LED光源203和设在流通池2底部的第二信号接收器204；第三吸光度检测回路包括设在流通池2底部的第三LED光源205和设在流通池2右侧的第三信号接收器206。

流通池2与高温消解装置6之间设有三通阀QD和三通阀Q6，三通阀QD的常闭端连接流通池2的顶出口21，公共端连接三通阀Q6的公共端，常闭端连接流通池2的底出口22；三通阀Q6的常开端连接高温消解装置6的出液端，常闭端连接高温消解装置6的进液端。

高温消解装置6的出液端设有第一三通控制阀81和三通阀Q0，第一三通控制阀81的三个接口分别与高温消解装置6的出液口、三通阀Q6的常闭端以及三通阀Q0的公共端相连，三通阀Q0的常闭端与UV消解器7的出液端相连。

UV消解器7的进液端设有第二三通控制阀82，第二三通控制阀82的三个接口分别与三通阀Q0的常开端、UV消解器7的进液口以及三通阀Q2的公共端相连。

本实用新型的水路系统在测试不同参数时的工作过程如下：

1、总磷参数分析

取样：Q2、Q3为取样阀门，打开Q3可进行取样工作。Q4、Q5控制所取的样品种类，若打开Q4所取的样品为标准溶液；若关闭Q4,打开Q5所取的样品为待测水样；若关闭Q4,关闭Q5，所取的为纯水。当所取的样品为待测水样时，蠕动泵1逆时针转动将水样抽入采样前处理装置3，进行1级、2级处理完再进行连体多排两位三通阀。

取样时，为让水样充分润洗管路，排除管路中的多余气体，因此，在取样时，同时要打开Q6、Q0阀门。通过蠕动泵1逆时针转动将所取样品充满管道，直至微量排出，再打开QD阀门继续填充，直至微量排出，完成取样工作。取样结束后，关闭QD阀门。

加药：R1-R6均为加药阀门，按化学反应方法，依次打开三个TP参数对应药剂阀门，根据需要抽取的药剂量，后台程序换算成蠕动泵1转动时间，相应的药剂从药剂仓4中通过蠕动泵1的动力，输送连体多排两位三通阀，逐一完成加药工作。

混合：关闭Q2、Q3阀，蠕动泵1逆时针转动，让样品与药剂在管路中充分混合。

高温消解及UV消解：

逆时针转动蠕动泵1，打开高温消解及UV消解装置混合液流经高温消解装置6及UV消解器7，完成混合液的消解工作。关闭Q0、Q6，打开Q2、Q3阀门，准备进行下一步动作。

加药：打开对应显色药剂阀门，根据需要抽取的药剂量，后台程序换算成蠕动泵1转动时间，相应的药剂从药剂仓4中通过蠕动泵1的动力，输送连体多排两位三通阀，逐一完成加药工作。

混合：关闭Q2、Q3阀，蠕动泵1逆时针转动，让样品与药剂在管路中充分混合。

显色与比色：混合后，静置混合液，待混合液显色后。LED发射光源，混合液吸收部分光强，剩余光强由信号接收器吸收后，发送信号给主板，由主板进行计算得出浓度数据。

填充：反应结束，打开Q2、Q3、Q5、Q6、Q0阀，蠕动泵1逆时针转动，填充待测水样，再打开QD继续填充水样，完成一遍填充动作。

清洗：关闭Q5，蠕动泵1逆时针转动，填充待测水样，再打开QD继续填充水样，完成一遍清洗动作。

结束分析。

2、总氮参数分析

取样：同上述总磷分析取样部分

加药：按化学反应方法，依次打开两个TN参数对应药剂阀门，根据需要抽取的药剂量，后台程序换算成蠕动泵1转动时间，相应的药剂从药剂仓4中通过蠕动泵1的动力，输送连体多排两位三通阀，逐一完成加药工作。

混合：同上述总磷分析混合部分

高温消解及UV消解：同上述总磷分析高温消解及UV消解部分

加药、混合、显色与比色、填充、清洗均同上述总磷分析对应部分。

3、氨氮参数分析

取样：Q2、Q3为取样阀门，打开Q3可进行取样工作。Q4、Q5控制所取的样品种类，若打开Q4所取的样品为标准溶液；若关闭Q4,打开Q5所取的样品为待测水样；若关闭Q4,关闭Q5，所取的为纯水。取样时，为让水样充分润洗管路，排除管路中的多余气体，因此，在取样时通过蠕动泵1逆时针转动将所取样品充满管道，直至微量排出，再打开QD阀门继续填充，直至微量排出，完成取样工作。取样结束后，关闭QD阀门。当所取的样品为待测水样时，蠕动泵1逆时针转动将水样抽入采样前处理部分，进行1级、2级处理完再进行连体多排两位三通阀。

加药：按化学反应方法，打开一个氨氮参数对应药剂阀门，根据需要抽取的药剂量，后台程序换算成蠕动泵1转动时间，相应的药剂从药剂仓4中通过蠕动泵1的动力，输送连体多排两位三通阀，逐一完成加药工作。

混合：关闭Q2、Q3阀，蠕动泵1逆时针转动，让样品与药剂在管路中充分混合。

加药：打开对应显色药剂阀门，根据需要抽取的药剂量，后台程序换算成蠕动泵1转动时间，相应的药剂从药剂仓4中通过蠕动泵1的动力，输送连体多排两位三通阀，逐一完成加药工作。

混合：关闭Q2、Q3阀，蠕动泵1逆时针转动，让样品与药剂在管路中充分混合。

显色与比色：混合后，静置混合液，待混合液显色后。LED发射光源，混合液吸收部分光强，剩余光强由信号接收器吸收后，发送信号给主板，由主板进行计算得出浓度数据。

填充：反应结束，打开Q2、Q3、Q5阀，蠕动泵1逆时针转动，填充待测水样，再打开QD继续填充水样，完成一遍填充动作。

清洗：关闭Q5，蠕动泵1逆时针转动，填充待测水样，再打开QD继续填充水样，完成一遍清洗动作。

4、硝氮参数分析

取样：Q2、Q3为取样阀门，打开Q3可进行取样工作。Q4、Q5控制所取的样品种类，若打开Q4所取的样品为标准溶液；若关闭Q4,打开Q5所取的样品为待测水样；若关闭Q4,关闭Q5，所取的为纯水。取样时，为让水样充分润洗管路，排除管路中的多余气体，因此，在取样时，同时要打开Q0阀门。通过蠕动泵1逆时针转动将所取样品充满管道，直至微量排出，再打开QD阀门继续填充，直至微量排出，完成取样工作。取样结束后，关闭QD阀门。当所取的样品为待测水样时，蠕动泵1逆时针转动将水样抽入采样前处理部分，进行1级、2级处理完再进行连体多排两位三通阀。

加药：R1-R6均为加药阀门，按化学反应方法，依次打开两个硝氮参数对应药剂阀门，根据需要抽取的药剂量，后台程序换算成蠕动泵1转动时间，相应的药剂从药剂仓4中通过蠕动泵1的动力，输送连体多排两位三通阀，逐一完成加药工作。

混合：关闭Q2、Q3阀，蠕动泵1逆时针转动，让样品与药剂在管路中充分混合。

UV消解：

逆时针转动蠕动泵1，打开UV消解装置混合液流经UV消解器7，完成混合液的消解工作。关闭Q0，打开Q2、Q3阀门，准备进行下一步动作。

加药：打开对应显色药剂阀门，根据需要抽取的药剂量，后台程序换算成蠕动泵1转动时间，相应的药剂从药剂仓4中通过蠕动泵1的动力，输送连体多排两位三通阀，逐一完成加药工作。

混合：关闭Q2、Q3阀，蠕动泵1逆时针转动，让样品与药剂在管路中充分混合。

显色与比色：混合后，静置混合液，待混合液显色后。LED发射光源，混合液吸收部分光强，剩余光强由信号接收器吸收后，发送信号给主板，由主板进行计算得出浓度数据。

填充：反应结束，打开Q2、Q3、Q5、Q0阀，蠕动泵1逆时针转动，填充待测水样，再打开QD继续填充水样，完成一遍填充动作。

清洗：关闭Q5，蠕动泵1逆时针转动，填充待测水样，再打开QD继续填充水样，完成一遍清洗动作。

结束分析。

5、亚硝氮参数分析

取样：Q2、Q3为取样阀门，打开Q3可进行取样工作。Q4、Q5控制所取的样品种类，若打开Q4所取的样品为标准溶液；若关闭Q4,打开Q5所取的样品为待测水样；若关闭Q4,关闭Q5，所取的为纯水。取样时，为让水样充分润洗管路，排除管路中的多余气体，因此，在取样时通过蠕动泵1逆时针转动将所取样品充满管道，直至微量排出，再打开QD阀门继续填充，直至微量排出，完成取样工作。取样结束后，关闭QD阀门。当所取的样品为待测水样时，蠕动泵1逆时针转动将水样抽入采样前处理部分，进行1级、2级处理完再进行连体多排两位三通阀。

加药：按化学反应方法，打开一个亚硝氮参数对应药剂阀门，根据需要抽取的药剂量，后台程序换算成蠕动泵1转动时间，相应的药剂从药剂仓4中通过蠕动泵1的动力，输送连体多排两位三通阀，逐一完成加药工作。

混合：关闭Q2、Q3阀，蠕动泵1逆时针转动，让样品与药剂在管路中充分混合。

加药：打开对应显色药剂阀门，根据需要抽取的药剂量，后台程序换算成蠕动泵1转动时间，相应的药剂从药剂仓4中通过蠕动泵的动力，输送连体多排两位三通阀，逐一完成加药工作。

混合：关闭Q2、Q3阀，蠕动泵1逆时针转动，让样品与药剂在管路中充分混合。

显色与比色：混合后，静置混合液，待混合液显色后。LED发射光源，混合液吸收部分光强，剩余光强由信号接收器吸收后，发送信号给主板，由主板进行计算得出浓度数据。

填充：反应结束，打开Q2、Q3、Q5阀，蠕动泵1逆时针转动，填充待测水样，再打开QD继续填充水样，完成一遍填充动作。

清洗：关闭Q5，蠕动泵1逆时针转动，填充待测水样，再打开QD继续填充水样，完成一遍清洗动作。

结束分析。

6、其它参数分析

依据待测参数是否需要UV消解、高温消解及需要的药剂数量进行相应的流路设计，可实现参数分析。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于水上的多参数监测设备的水路系统，其特征在于：包括蠕动泵、流通池、采样及前处理装置、药剂仓、进样系统、高温消解装置和UV消解器，所述进样系统的进液端分别连接有标液管、待测水样管和若干药剂管，出液端分别连接有出料管、废液管和排空管，所述的待测水样管与所述采样及前处理装置相连，所述的若干药剂管与药剂仓相连，所述的出料管与所述蠕动泵相连，所述流通池的进液端与所述蠕动泵相连，出液端与所述高温消解装置的进液端相连，所述UV消解器的进液端与所述高温消解装置的出液端相连，出液端与所述进样系统相连。

2.如权利要求1所述的一种用于水上的多参数监测设备的水路系统，其特征在于：所述的进样系统包括取样阀组和加药阀组，所述的取样阀组和加药阀组分别包括若干三通阀，所述的三通阀包括公共端、常开端和常闭端。

3.如权利要求2所述的一种用于水上的多参数监测设备的水路系统，其特征在于：所述的取样阀组包括三通阀Q1～Q5，三通阀Q1的常闭端连接所述废液管，公共端连接三通阀Q2的常闭端，常开端连接所述排空管，三通阀Q2的公共端连接所述UV消解器的出液端，常开端连接三通阀Q3的常开端，三通阀Q3的常闭端连接三通阀Q4的公共端，公共端连接所述加药阀组，三通阀Q4的常闭端连接所述标液管，常开端连接三通阀Q5的公共端，三通阀Q5的常闭端连接所述待测水样管，常开端连接纯水管。

4.如权利要求3所述的一种用于水上的多参数监测设备的水路系统，其特征在于：所述的加药阀组包括三通阀Q7～Q9以及三通阀QA～QC，三通阀Q7的常开端连接三通阀Q3的公共端，公共端连接三通阀Q8的常开端，常闭端连接第一药剂管，三通阀Q8的公共端连接三通阀Q9的常开端，常闭端连接第二药剂管，三通阀Q9的公共端连接三通阀QA的常开端，常闭端连接第三药剂管，三通阀QA的公共端连接三通阀QB的常开端，常闭端连接第四药剂管，三通阀QB的公共端连接三通阀QC的常开端，常闭端连接第五药剂管，三通阀QC的公共端连接蠕动泵，常闭端连接第六药剂管。

5.如权利要求3所述的一种用于水上的多参数监测设备的水路系统，其特征在于：所述流通池的上方设有顶出口，下方设有底出口，侧边设有侧进口，侧进口与蠕动泵相连，所述流通池的侧壁上设有吸光度检测装置。

6.如权利要求5所述的一种用于水上的多参数监测设备的水路系统，其特征在于：所述的吸光度检测装置包括第一吸光度检测回路、第二吸光度检测回路和第三吸光度检测回路，所述的第一吸光度检测回路包括相对设置在流通池左右两侧的第一LED光源和第一信号接收器，所述的第二吸光度检测回路包括设在流通池左侧的第二LED光源和设在流通池底部的第二信号接收器，所述的第三吸光度检测回路包括设在流通池底部的第三LED光源和设在流通池右侧的第三信号接收器。

7.如权利要求5所述的一种用于水上的多参数监测设备的水路系统，其特征在于：所述的流通池与高温消解装置之间设有三通阀QD和三通阀Q6，三通阀QD的常闭端连接流通池的顶出口，公共端连接三通阀Q6的公共端，常闭端连接流通池的底出口，三通阀Q6的常开端连接高温消解装置的出液端，常闭端连接高温消解装置的进液端。

8.如权利要求7所述的一种用于水上的多参数监测设备的水路系统，其特征在于：所述高温消解装置的出液端设有第一三通控制阀和三通阀Q0，所述第一三通控制阀的三个接口分别与高温消解装置的出液口、三通阀Q6的常闭端以及三通阀Q0的公共端相连，三通阀Q0的常闭端与所述UV消解器的出液端相连。

9.如权利要求8所述的一种用于水上的多参数监测设备的水路系统，其特征在于：所述UV消解器的进液端设有第二三通控制阀，所述第二三通控制阀的三个接口分别与三通阀Q0的常开端、UV消解器的进液口以及三通阀Q2的公共端相连。

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