CN217156277U - 一种总铜水质分析仪 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种总铜水质分析仪，用于水质监测技术领域，包括进样阀组、定量取样组件、消解组件、检测组件以及控制组件。定量取样组件由相应的取料口定量提取试样、药剂或清洗剂等物料。消解组件对试样进行高温消解，消解完成后，转移泵将试样转移到比色皿中进行检测。检测的过程在控制组件的控制下自动进行，解决了人工采样、保存样品、样品运输、等繁琐步骤，实时监测保障了水样的初始状态，防止运输中水样变质，造成结果与当时当地水质不符。检测组件和消解组件采用分体式结构，能够减少高温向检测组件的传递，同时避免消解容器中的附着物反射、折射检测光线，进而降低对检测器的影响，消除浊度的干扰，提高检测结果的准确性。

Description

一种总铜水质分析仪

技术领域

本申请涉及水质监测技术领域，特别涉及一种总铜水质分析仪。

背景技术

金属加工、机械零件制造、农药合成和电镀加工等企业排放的废水中铜离子的含量较高，如果不经过严格处理，排放后将造成严重的环境污染。对土壤的污染，在靠近铜冶炼厂附近的土壤，含有高浓度的铜，铜会长期保留在土壤中，危害生态环境和人类健康。

总铜水质分析仪用于检测水中总铜含量，现有的总铜水质分析仪普遍使用的有阳极溶出法、新亚铜分光光度法或浴铜灵分光光度法，上述方法均采用过硫酸钾作为氧化剂。阳极溶出法量程上限受限制，只能在水源地使用；浴铜灵分光光度法是新亚铜分光光度法的延伸，优点是显色剂能直接溶于水无需使用有机溶剂溶解，检出限更低，试剂稳定，但是易受到浊度的干扰，导致检出结果数值偏高。。

因此，如何提高总铜水质分析仪的准确性和抗干扰性是本领域技术人员急需解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种总铜水质分析仪，其检测组件和消解组件分体设置，减少了高温对检测器的影响，从而提高了检测结果的准确性。

为实现上述目的，本申请提供一种总铜水质分析仪，包括：

进样阀组，具有若干用以取用试样、药剂或清洗剂的取料口；

定量取样组件，包括与进样组件的出口相连、用以输送取用的物料的取料泵和用以计量物料量的计量机构；

消解组件，包括与取料泵的出口相连的消解容器和用以加热消解容器的加热机构；

检测组件，包括用以盛放试样的比色皿、用以检测比色皿中试样的检测器以及用以将消解容器中的试样输送至比色皿的转移泵；

控制组件，包括与进样阀组、计量机构、取料泵以及转移泵均相连的控制器。

在一些实施例中，转移泵的入口连接在取料泵和消解组件之间，消解组件还包括位于转移泵入口的连接点与消解容器之间的第二高压阀，第二高压阀与控制器相连。

在一些实施例中，还包括排料杯，检测组件还包括入口连接在转移泵和比色皿之间的排比色皿泵，排比色皿泵的出口与排料杯相连。

在一些实施例中，消解容器远离第二高压阀的一侧与排料杯相连，消解组件还包括设置在消解容器和排料杯之间的第一高压阀。

在一些实施例中，计量机构为四光耦液位检测器。

在一些实施例中，取料泵为蠕动泵。

在一些实施例中，进样阀组包括串联设置的第一六通阀和第二六通阀，二者均与控制器相连。

在一些实施例中，控制组件还包括与控制器相连、用以与远程控制平台或现场机相连的连接器。

现有的总铜水质分析仪受浊度干扰，一方面的原因在于，消解浊度较高的样品时，消解杯的杯壁会附着杂质。消解杯与比色皿一体设置，检测过程中消解杯中的杂质会反射、折射光线，检测器检测到反射、折射的光线后会影响检测结果的准确性。

本申请所提供的总铜水质分析仪，包括进样阀组、定量取样组件、消解组件、检测组件以及控制组件。定量取样组件由相应的取料口定量提取试样、药剂或清洗剂等物料。消解组件对试样进行高温消解，消解完成后，转移泵将试样转移到比色皿中进行检测。检测的过程在控制组件的控制下自动进行，解决了人工采样、保存样品、样品运输、等繁琐步骤，实时监测保障了水样的初始状态，防止运输中水样变质等造成结果与当时当地水质不符。

检测组件和消解组件采用分体式结构，能够减少高温向检测组件的传递，同时避免消解容器中的附着物反射、折射检测光线，进而降低对检测器的影响，提高检测结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请所提供的总铜水质分析仪一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中阀组的结构示意图。

其中，图1和图2中的附图标记为：

进样阀组1、四光耦液位检测器2、蠕动泵3、转移泵4、检测器5、比色皿6、光源7、排比色皿泵8、第一高压阀9、冷却风扇10、消解容器11、排料杯12、第二高压阀13、排清液泵14、排废液泵15、第一六通阀101、空气口101a、第二纯水口101b、还原剂口101c、显色剂口101d、氧化剂口101e、掩蔽剂口101f、第二六通阀102、第一纯水口102a、标准样口102b、水样口102c、高标口102d、零核口102e、跨核口102f。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本申请所提供的总铜水质分析仪一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1中阀组的结构示意图。

本申请所提供的总铜水质分析仪，包括进样阀组1、定量取样组件、消解组件、检测组件以及控制组件。如图1所示，定量取样组件包括取料泵和计量机构，取料泵的入口与进样阀组1的出口相连，进样阀组1具有多个取料口作为入口，取料口与试样、药剂或清洗剂相对应，一个取料口开启，同时取料泵运转可进行取料操作。计量机构位于进样阀组1和取料泵之间，用以计量物料量，计量机构和取料泵均与控制组件相连，控制组件可控制取料泵完成定量取料。取料泵可采用蠕动泵3，计量机构可采用四光耦液位检测器2，其结构可参考现有技术中的光耦液位检测器。当然，用户也可根据需要采用其他类型的取料泵和计量机构，在此不做限定。定量输送料液可降低化学试剂的消耗，大大降低了分析废液的产生。

消解组件包括消解容器11和加热机构。其中，消解容器11与取料泵的出口相连，取料泵可将水样、标准样、氧化剂等定量输送入消解容器11中。加热机构设置在消解容器11的外周，用于加热消解容器11和其中的物料。加热机构可为加热丝等。消解组件还可包括温度传感器，加热机构和温度传感器均与控制器相连，消解组件在控制器的控制下进行加热消解。消解组件还可包括冷却风扇10，冷却风扇10可在消解完成后对消解容器11进行降温。

检测组件包括光源7、比色皿6、检测器5和转移泵4。转移泵4与消解容器11相连，用于将消解后的试样输送至比色皿6中。光源7和检测器5分别设置在比色皿6的两侧，检测器5可具体为光电二极管，光电二极管采集光源7发出的光线，得到检测信号。控制组件包括与进样阀组1、计量机构、取料泵以及转移泵4均相连的控制器，控制器可参考现有技术中的MCU微型控制器、PLC控制器或工控机等。

在一些实施例中，转移泵4的入口连接在取料泵和消解组件之间。如图1所示，取料泵的出口通过两根管线，分别连接转移泵4的入口和消解容器11。与消解容器11相连的管线中设有第二高压阀13，第二高压阀13与控制器相连。第二高压阀13开启，取料泵可将试样输送入消解容器11中，随后第二高压阀13关闭。消解完成后，第二高压阀13开启，蠕动泵3启动消解容器11中输送还原剂、掩蔽剂、显色剂等物料，还原剂、掩蔽剂、显色剂等不需要经过转移泵4。

在一些实施例中，总铜水质分析仪还包括排料杯12。如图1所示，检测组件还包括比色皿6泵，比色皿6泵的入口连接在转移泵4和比色皿6之间，排比色皿泵8的出口与排料杯12相连。试样检测完成后，排比色皿泵8可将比色皿6中的物料输送至排料杯12中。排料杯12的出口设有排清液管和排废液管，排清液管和排废液管还分别设有排清液泵14和排废液泵15，用于对料液加压，从而将其输送至清液桶或废液桶。

在一些实施例中，消解容器11远离第二高压阀13的一侧与排料杯12相连，检测前需要对消解容器11进行排液和清洗，排液和清洗过程中的废液可直接排入排料杯12，避免废液污染检测样品的管路。消解组件还包括设置在消解容器11和排料杯12之间的第一高压阀9，第一高压阀9与控制器相连，在控制器的控制下开启或关闭，从而实现消解容器11的自动排液和清洗。

在一些实施例中，进样阀组1包括第一六通阀101和第二六通阀102，二者的出口均与蠕动泵3的入口相连，同时第一六通阀101和第二六通阀102均与控制器相连，控制器控制相应的取料口开启，从而与蠕动泵3配合取得相应的物料。如图2所示，第一六通阀101的六个接口分别为空气口101a、第二纯水口101b、还原剂口101c、显色剂口101d、氧化剂口101e以及掩蔽剂口101f。第二六通阀102的六个接口分别为第一纯水口102a、标准样口102b、水样口102c、高标口102d、零核口102e、跨核口102f。

在一些实施例中，控制组件还包括连接器，控制器包括测控电路板、泵阀接口板以及操作屏，测控电路板和泵阀接口板均与操作屏相连，通过操作屏可对检测过程进行设置。测控电路板和泵阀接口板的结构可参考现有技术。连接器与控制器相连，连接器包括网线接口和modbus传输接口。总铜水质分析仪可通过网络通讯与远程控制平台相连，或在modbus通讯的基础上与现场机远程通讯，实现实时数据的读取和分析仪的控制。其中，modbus通讯协议是一种工业领域的串行通信协议。

本申请的一种具体实施方式中，总铜自动分析仪接入电源，各试剂、纯水、废液桶等插入对应管路后，开启电源。总铜自动分析仪开机后自启动系统清洗。总铜自动分析仪可进行校准、做样、零核、量核等流程之一。以做样流程为例进行说明：

①准备：总铜自动分析仪运行正常。

②排液：

a.排空消解容器11：开启高压阀1、高压阀2，打开排废液泵15、转移泵4、空气口101a，启动蠕动泵3，蠕动泵3运行的速度和时间可预先设定；蠕动泵3运行完毕后，关闭空气口101a、转移泵4；

b.排空比色皿6：打开排比色皿泵8；排空后，关闭排比色皿泵8、排废液泵15；

③清洗管路：

a.样品润洗管路：打开排清液泵14、转移泵4、排比色皿泵8、水样口102c、蠕动泵3，蠕动泵3运行的速度和时间可预先设定；蠕动泵3运行完毕后，关闭水样口102c，开启空气口101a，蠕动泵3抽取，关闭水样口102c、排比色皿泵8、转移泵4；

b.清洗管路：打开第一纯水口102a，蠕动泵3抽取一定量纯水到消解容器11内，关闭第一纯水口102a。打开转移泵4、空气口101a，蠕动泵3抽取到消解容器11内；随后关闭空气口101a、转移泵4，打开排比色皿泵8，将废液排出，随后关闭排比色皿泵8、排清液泵14；

④空白样取样：

a.消解容器11进空白样：打开第二纯水口101b，四光耦液位检测器2计量蠕动泵3抽取的纯水量，达到设定量后，关闭第二纯水口101b，开启空气口101a，蠕动泵3抽取空气输送到，关闭空气口101a；

⑤空白光强读取：

a.比色皿6进样：打开转移泵4，输送完成后，关闭转移泵4，光源7常开，光电二极管采集数据信号CH1，数据信号CH1从测控电路板传输到操作屏进行显示；

b.排液：同步骤②；

⑥反应样品取样：

a.消解容器11进样品：打开水样口102c，四光耦液位检测器2计量蠕动泵3抽取的水样量，达到设定水样量后，关闭水样口102c，开启空气口101a，蠕动泵3抽取空气完成水样的输送；输送完成后，关闭空气口101a；

b.进氧化剂：打开氧化剂口101e、四光耦液位检测器2计量蠕动泵3抽取的氧化剂量，达到设定氧化剂量后，关闭氧化剂口101e，开启空气口101a，蠕动泵3抽取空气完成氧化剂的输送；输送完成后，关闭空气口101a；

⑦消解：

a.消解：关闭第一高压阀9、第二高压阀13，打开加热机构，以125℃的温度，消解15min；

b.降温：冷却风扇10自动开启降温6min，开启第一高压阀9、第二高压阀13；

⑧显色：

a.进还原剂：打开还原剂口101c、四光耦液位检测器2计量蠕动泵3抽取的还原剂量，达到设定还原剂量后，关闭还原剂口101c，开启空气口101a，蠕动泵3抽取空气完成还原剂的输送；输送完成后，关闭空气口101a；

b.进掩蔽剂：打开掩蔽剂口101f、四光耦液位检测器2计量蠕动泵3抽取的掩蔽剂量，达到设定掩蔽剂量后，关闭掩蔽剂口101f，开启空气口101a，蠕动泵3抽取空气完成掩蔽剂的输送；输送完成后，关闭空气口101a；

c.进显色剂：打开显色剂口101d、四光耦液位检测器2计量蠕动泵3抽取的显色剂量，达到设定显色剂量后，关闭显色剂口101d，开启空气口101a，蠕动泵3抽取空气完成显色剂的输送；输送完成后，关闭空气口101a；

d.40℃显色3min；

⑨显色光强读取：

a.比色皿6进样：打开转移泵4，将消解容器11中的试样转移至比色皿6中，转移完成后关闭转移泵4。光源7常开，光电二极管采集数据信号CH1，数据信号CH1从测控电路板传输到操作屏进行显示，根据公式A＝log(CH1/CH2)、C＝KA+B，计算输出结果C；其中，K、B值由纯水(C＝0)、标准样(C＝常数)校准计算得出，校准计算的方式可参考现有技术，缺少时默认K＝1、B＝0。

b.排液：同②；

⑩清洗管路：

a.打开排废液泵15、第一纯水口102a，蠕动泵3抽取一定量纯水到消解容器11内，随后关闭第一纯水口102a，打开转移泵4、空气口101a，蠕动泵3抽取空气用于输送纯水，输送完成后关闭空气口101a、转移泵4，打开排比色皿泵8，清洗比色皿6，清洗完成后关闭排比色皿泵8、排废液泵15；

b.封闭高压阀：关闭第一高压阀9、第二高压阀13；

c.结束。

上述实施例中，单次做样纯水一共用量9～12ml、水样一共用量9ml、氧化剂用量1ml、还原剂用量1ml、显示剂用量1～2ml、掩蔽剂用量1ml。定量取样组件通过四光耦液位检测器2和蠕动泵3配合定量取用药剂，明显降低了药剂的使用量。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本申请所提供的总铜水质分析仪进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种总铜水质分析仪，其特征在于，包括：

进样阀组(1)，具有若干用以取用试样、药剂或清洗剂的取料口；

定量取样组件，包括与所述进样阀组的出口相连、用以输送取用的物料的取料泵和用以计量物料量的计量机构；

消解组件，包括与所述取料泵的出口相连的消解容器(11)和用以加热所述消解容器(11)的加热机构；

检测组件，包括用以盛放试样的比色皿(6)、用以检测所述比色皿(6)中试样的检测器(5)以及用以将所述消解容器(11)中的试样输送至所述比色皿(6)的转移泵(4)；

控制组件，包括与所述进样阀组(1)、所述计量机构、所述取料泵以及所述转移泵(4)均相连的控制器。

2.根据权利要求1所述的总铜水质分析仪，其特征在于，所述转移泵(4)的入口连接在所述取料泵和所述消解组件之间，所述消解组件还包括位于所述转移泵(4)入口的连接点与所述消解容器(11)之间的第二高压阀(13)，所述第二高压阀(13)与所述控制器相连。

3.根据权利要求2所述的总铜水质分析仪，其特征在于，还包括排料杯(12)，所述检测组件还包括入口连接在所述转移泵(4)和所述比色皿(6)之间的排比色皿泵(8)，所述排比色皿泵(8)的出口与所述排料杯(12)相连。

4.根据权利要求3所述的总铜水质分析仪，其特征在于，所述消解容器(11)远离所述第二高压阀(13)的一侧与所述排料杯(12)相连，所述消解组件还包括设置在所述消解容器(11)和所述排料杯(12)之间的第一高压阀(9)。

5.根据权利要求4所述的总铜水质分析仪，其特征在于，所述计量机构为四光耦液位检测器(2)。

6.根据权利要求5所述的总铜水质分析仪，其特征在于，所述取料泵为蠕动泵(3)。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的总铜水质分析仪，其特征在于，所述进样阀组(1)包括第一六通阀(101)和第二六通阀(102)，二者均与所述控制器相连。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的总铜水质分析仪，其特征在于，所述控制组件还包括与所述控制器相连、用以与远程控制平台或现场机相连的连接器。

Images