CN218917315U - 用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置，它包括壳体组件、消解加热组件、信号测量组件Ⅰ、信号测量组件Ⅱ和搅拌组件，壳体组件包括消解池外壳和上盖，上盖开设有电极安装孔、进样口、滴定口和溢流口，消解加热组件包括消解池和加热部件；消解池外壳和所述上盖连接，形成容纳所述消解加热组件的空间；消解加热组件的消解池为顶部开口的中空结构，消解池的顶部开口对应设置在所述上盖下方，所述加热部件围设在所述消解池下部；信号测量组件Ⅰ为双铂电极组件，所述信号测量组件Ⅱ包括嵌设在所述消解池外壳中的发光组件和光源信号接收组件。本实用新型具有适用范围广、结构相对简单、消解时间短且消解温度稳定的优点。

Description

用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置

技术领域

本实用新型涉及高锰酸盐指数在线自动监测仪，具体的说，涉及了一种用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置。

背景技术

高锰酸盐指数是指高锰酸钾在酸性或者碱性环境中，氧化水样中的有机物和无机还原性物质，计算出的高锰酸盐指数的单位以氧消耗量的mg/L来表示。

在高锰酸盐指数水质自动监测仪中，目前常用的消解加热结构包括水浴加热消解结构、油浴加热消解结构、微波消解、直火加热或者密闭高温结构；但上述加热方式均存在缺点：

1）水浴加热消解结构

水浴加热消解结构通过在消解池外加水浴装置，实现恒温消解，虽然可以保证化学反应的稳定进行，但耗时太长，且长时间运行后易产生水垢，不利于后期仪器的运维；

2）油浴加热消解结构

油浴加热消解结构通过在消解池外加油浴装置，实现恒温消解，油浴加热所用的消解模块装置相对比较复杂，监测仪的运行存在一定的危险性，且不利于后续运维；

3）介质加热消解结构

主要采用氧化铝块加热，将消解池密切接触导热金属，通过控制导热金属温度，实现恒温消解；使用加热氧化铝块介质进行加热，控制系统的加热和温度传感器有一定的延时性，要使得消解池温度升至一定温度，加热氧化铝块温度实际温度会高于消解池设定温度，在消解池实际温度达到设置温度后，加热氧化铝块仍然会对消解池进行继续升温，造成升温过程中温度超过设定温度；同理在消解池降温时，氧化铝块的温度会在风扇作用下降至消解池设置的温度，消解池的实际温度在降至设置温度后，消解池温度会继续降温；

虽然可以快速提高加热效率，后期运维方便，但对消解池温度相对稳定控制较为困难，且消解温度容易受外界温度影响，在外部环境变化较大时，水样测试值易有波动；

4）直接加热消解结构

采用反应液装置与直火加热装置直接接触的方式，但直火加热会因热源的不均匀导致加热装置的受热不均，从而导致溶液消解不充分，因此会使测量结果的准确性和稳定性不高；虽然通过软件实现程序控温，但是加热过于直接，同样较易受外界环境温度影响，消解过程中温度波动较大；

5）密闭加热消解结构

通过在高温密闭的装置内对待测水样进行高温消解，然后测定其高锰酸盐指数，该消解装置可以大大缩减消解时间，但是消解温度需高达150℃，而现有在线监测仪一般采用电磁阀进行密封，高温下电磁阀很难实现密闭效果，故该消解装置在水质在线监测仪器上很难实现。

需要说明的是，在高锰酸盐指数自动监测仪中，高锰酸盐指数的消解加热结构及滴定结构，对高锰酸盐指数水质自动监测仪整个结构及检测结果有决定性的影响；在高锰酸盐指数水质自动监测仪中，通常采用的滴定结构主要包括分光光度法结构、ORP（oxidation-reduction potential）电极法结构和双铂电极法结构；

在实际应用中，对于浊度和色度较低待测水样，可以选择成本低、稳定性好、使用寿命较长的分光光度法结构；而浊度和色度较高的待测水样对分光光度法判断滴定终点具有较大的干扰，分光光度法不再适用该场合，此时需要采用不受浊度和色度影响的ORP或者双铂电极法来判定滴定终点，但是ORP电极在高温强氧化性环境中稳定性较差，双铂电极法结构虽然在高温强氧化环境中稳定性较好，但是对于双铂电极的整体密封性要求较高，一旦电极中进入水蒸气，电极信号值将异常；

另外，对于只有一种滴定结构的消解滴定装置，一旦滴定结构出现异常，将会导致消解滴定装置无法工作，进而使得高锰酸盐指数自动监测仪无法输出正确结果。

因此，如何设计一种便于快速精准控温、温度恒定不易受外界温度变化波动且冗余性强的高锰酸盐指数消解滴定装置成为亟待解决的问题。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置，其包括壳体组件、消解加热组件、信号测量组件Ⅰ、信号测量组件Ⅱ和搅拌组件，所述壳体组件包括消解池外壳和上盖，所述上盖开设有电极安装孔、进样口、滴定口和溢流口，所述消解加热组件包括消解池和加热部件；

所述消解池外壳和所述上盖连接，形成容纳所述消解加热组件的空间；

所述消解加热组件的消解池为顶部开口的中空结构，所述消解池的顶部开口对应设置在所述上盖下方，所述加热部件围设在所述消解池下部；

所述信号测量组件Ⅰ为双铂电极组件，所述双铂电极组件包括电极壳体和两个双铂电极片，所述电极壳体与所述上盖的电极安装孔连接，两片所述双铂电极嵌设在所述电极壳体中并延伸至所述电极壳体底部外设置；

所述信号测量组件Ⅱ包括嵌设在所述消解池外壳中的发光组件和光源信号接收组件，所述发光组件和所述光源信号接收组件在所述消解池两侧相对设置；

所述搅拌组件设置在所述壳体组件下方，用于搅拌所述消解池内部的液体。

本实用新型的有益效果为：

1）本实用新型提出了一种用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置，该新型消解滴定装置对电解结构进行优化，采用两种信号测量组件，可实现两种高锰酸盐指数滴定终点的判定方法，增加了该新型消解滴定装置的应用范围；

2）该新型消解滴定装置对加热部件进行改进，在耐高温、耐酸碱的石英消解池外将加热片、导热硅脂层和隔热带相结合，结构相对简单、消解时间短且消解温度稳定，避免出现由于使用介质加热造成温度波动较大的问题，有助于改善温度调节中的延时性，在增大消解池的受热面积的同时能够保证保温层的作用，具备消解环境不易受外界温度变化影响的优点；

另外，隔热带外为空气隔热层，既解决了消解加热组件启动加热时，消解加热组件最外层保护件的发热烫手问题，同时又保证了消解加热组件的保温功能；

3）该新型消解滴定装置的信号测量组件Ⅰ采用双铂电极组件，定制双铂电极片用于滴定终点的判定，有效避免了浊度和色度对监测仪的影响，同双铂电极在使用中没有电极老化的影响，电极使用时间较长，大大减少了后期监测仪的运维费用；

4）所述双铂电极组件包括两个电极片和电极保护段等，所述电极保护段对双铂电极进行保护，提高了双铂电极组件的整体密封性，避免电极中进入水蒸气；

5）本实用新型是适用于现场使用的高锰酸盐指数消解滴定装置，可针对不同的水体及客户需求选择不同的滴定方法。

附图说明

图1是本实用新型的爆炸结构示意图；

图2和图3是本实用新型的侧视结构示意图；

图4是本实用新型的剖视结构示意图一；

图5是本实用新型的双铂电极组件的剖视图；

图6是本实用新型的剖视结构示意图二；

图7是本实用新型的进样组件的剖视图；

图中：1.双铂电极组件；101.第一电极片；102.第二电极片；103.电极旋握段；104.电极螺纹连接段；105.电极保护段；2.上盖；201.电极安装孔；3.消解池外壳；

4.消解池；5.磁力搅拌子；6.加热片；7.导热硅脂；8.隔热带；9.磁铁；10.搅拌电机外壳；11.搅拌电机；12.温度传感器；

13.光源固定部件；1301.光源固定件Ⅰ；1302.光源固定件Ⅱ；14.LED灯；15.光源信号接收组件；1501.固定板Ⅰ；1502.固定板Ⅱ；

16.进样口；17.观察窗；18.排液管；19.滴定口；20.溢流口；21.磁铁安装座；22.密封圈；23.外壳安装段；24.进样组件；2401.进样管；2402.进样旋握段；2403.进样螺纹连接端。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

如附图1至7所示，一种用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置，它包括壳体组件、消解加热组件、信号测量组件Ⅰ、信号测量组件Ⅱ和搅拌组件，所述壳体组件包括消解池外壳3和上盖2，所述上盖2开设有电极安装孔201、进样口16、滴定口19和溢流口20，所述消解加热组件包括消解池4和加热部件；

所述消解池外壳3和所述上盖2连接，形成容纳所述消解加热组件的空间；

所述消解加热组件的消解池4为顶部开口的中空结构，所述消解池4的顶部开口对应设置在所述上盖2下方，所述加热部件围设在所述消解池4下部；

所述信号测量组件Ⅰ为双铂电极组件1，所述双铂电极组件1包括电极壳体和两个双铂电极片，所述电极壳体与所述上盖2的电极安装孔201连接，两片所述双铂电极嵌设在所述电极壳体中并延伸至所述电极壳体底部外设置；

所述信号测量组件Ⅱ包括嵌设在所述消解池外壳3中的发光组件和光源信号接收组件15，所述发光组件和所述光源信号接收组件15在所述消解池4两侧相对设置；

所述搅拌组件设置在所述壳体组件下方，用于搅拌所述消解池4内部的液体。

其中，所述进样口16，用于（在消解池内由室温阶段升温至55℃后）方便用户将定量待测水样通过消解池4上方进样口16加入消解池4，还用于（在消解池4内温度由55℃升温至70℃后）方便用户将酸试剂加入消解池4，还用于（在消解池内由70℃升温至85℃后）方便用户将高锰酸钾试剂加入消解池4，还用于（在消解池4温度维持在80℃左右，稳定1分钟后，搅拌电机11运行下）方便用户将草酸钠试剂加入消解池4；需要说明的是，定量待测水样、酸试剂、高锰酸钾试剂和草酸钠试剂的加入时机及加入量，属于本领域技术人员知晓的常规技术手段，在此不再赘述；

在选用基于双铂电极法或者基于双铂电极法的高锰酸盐指数滴定终点的判定结构时，所述滴定口19用于方便用户将加高锰酸钾滴入消解池4中；需要说明的是，高锰酸钾的滴定时机及加入量属于本领域技术人员知晓的常规技术手段，在此不再赘述；

通过双铂电极组件1的电极信号值判定滴定时机，以及通过所述信号测量组件Ⅱ的光信号值判定滴定时机，均为本领域技术人员知晓的现有技术，在此不再赘述；

所述溢流口20用于使消解池4内过多的反应液体溢出，提高安全性。

如附图5所示，所述双铂电极组件1包括第一电极片101、第一电极片102、电极旋握段103、电极螺纹连接段104和电极保护段105，所述电极旋握段103和所述电极螺纹连接段104连接，呈一体成型结构或者分体式结构，所述电极保护段105包裹在两个双铂电极片外，对两个双铂电极片进行保护；

所述第一电极片101和所述第一电极片102的一端嵌设在所述电极旋握段103中并延伸至所述电极旋握段103外设置，所述第一电极片101和所述第一电极片102的另一端穿过所述电极螺纹连接段104和所述电极保护段105，并延伸至所述电极保护段105外设置；

在对所述双铂电极组件1与所述上盖2进行组装时，握持所述电极旋握段103将所述双铂电极组件1下部放入所述上盖2开设的电极安装孔201中，并使所述电极螺纹连接段104与所述上盖2的电极安装孔201螺纹连接。

可以理解，所述消解池外壳3和所述上盖2螺纹连接，方便上盖2打开。

如附图7所示，所述上盖2的进样口16处还设置有进样组件24，所述进样组件24包括进样管2401、进样旋握段2402和进样螺纹连接端2403，所述进样旋握段2402和所述进样螺纹连接端2403连接，呈一体成型结构或者分体式结构，所述进样螺纹连接端2403下方还设置进样保护段，所述进样保护段包裹在所述进样管2401外，对所述进样管2401进行保护；

在对所述进样组件24与所述上盖2进行组装时，握持所述进样旋握段2402将所述进样组件24下部放入所述上盖2开设的进样口16中，并使所述进样螺纹连接端2403与所述上盖2的进样口16螺纹连接。

需要说明的是，所述上盖2的滴定口19处还设置有与所述进样组件24结构类似的滴定组件，所述滴定组件包括滴定管、滴定旋握段和滴定螺纹连接端，在对所述滴定组件与所述上盖2进行组装时，握持滴定旋握段将所述滴定组件下部放入所述上盖2开设的滴定口19中，并使所述滴定螺纹连接端与所述上盖2的滴定口19螺纹连接。

可以理解，所述信号测量组件Ⅰ可提供基于双铂电极法的高锰酸盐指数滴定终点的判定结构，这种结构稳定性较好，相比于常规的ORP电极，不存在电极漂移现象，不用频繁校准，使用寿命较长，不用定期更换电极；所述信号测量组件Ⅱ可提供基于分光光度法的高锰酸盐指数滴定终点的判定结构，这种结构成本低，稳定性能好；

因此，本实施例提供在一个用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置中，设置两种信号测量组件：信号测量组件Ⅰ和信号测量组件Ⅱ，客户可以根据不同的水体及需求选择使用不同的高锰酸盐指数滴定终点的判定结构，适用范围广。

进一步的，所述加热部件包括加热片6、导热硅脂层7层和隔热带8，所述加热片6围设在所述消解池4下部外壁上，所述导热硅脂层7层设置在所述加热片6与所述隔热带8之间，所述隔热带8与所述消解池外壳3内壁之间设置有空气隔热层；具体的，所述消解池4为耐高温、耐酸碱的石英消解池，所述隔热带8为隔热胶带；

可以理解，所述加热部件采用加热片6与导热硅脂层7相结合，保证了加热片6和消解池4外部的紧密结合，使得所述消解池4受热均匀，同时在加热片6外层覆盖多层隔热胶带，隔热胶带外层为空气隔热层，既解决了所述消解加热组件启动加热时，组件最外层保护件的发热烫手问题，避免出现加热丝因受热不均匀容易断裂的情况，同时又保证消解加热组件的保温功能。

进一步的，所述发光组件包括LED灯14和光源固定部件13，所述光源固定部件13包括光源固定件Ⅰ1301和光源固定件Ⅱ1302，所述光源固定件Ⅰ1301开设有与所述LED灯14尺寸相匹配的通孔Ⅰ，所述光源固定件Ⅱ1302设置有呈中空结构的限位部；所述LED灯14的发光部穿过所述通孔Ⅰ和所述限位部，并与所述消解池外壳3开设的发光孔相对设置；

如附图1和附图4所示，所述LED灯14、光源固定件Ⅰ1301和光源固定件Ⅱ1302上开设有安装孔，便于进行所述发光组件和所述消解池外壳3的组装。

进一步的，所述光源信号接收组件15包括固定板Ⅰ1501和固定板Ⅱ1502，所述固定板Ⅰ1501上安装有光源信号接收器，所述固定板Ⅱ1502开设有与所述光源信号接收器尺寸相匹配的通孔Ⅱ；所述光源信号接收器穿过所述通孔Ⅱ，并与所述消解池外壳3开设的信号接收孔相对设置；

如附图1和附图4所示，所述固定板Ⅰ1501和所述固定板Ⅱ1502上开设有安装孔，便于进行所述光源信号接收组件15和所述消解池外壳3的组装。

具体的，所述光源信号接收器可以采用光电池或者其他可以实现光信号接收的器件。

进一步的，所述搅拌组件包括磁力搅拌子5、磁铁9、磁铁9安装座、搅拌电机11和搅拌电机11外壳10，所述磁力搅拌子5位于所述消解池4内部下方，所述磁铁9安装在所述磁铁安装座21上，所述磁铁安装座21位于消解池外壳3下方的搅拌电机11外壳10中，所述搅拌电机11的转轴与所述磁铁安装座21连接；所述搅拌电机11通过所述磁铁安装座21带动所述磁铁9转动，进而带动所述磁力搅拌子5转动。

进一步的，所述消解池4下部还开设有排液管18，所述排液管18为中空结构，所述排液管18的一端连通所述消解池4，所述排液管18的另一端连通所述消解池外壳3开设的排液口；

可以理解，在反应结束后，通过消解池4下方的排液管18将反应液排入废液桶中，然后通过消解池4上部的进液口加入纯水对消解池4进行多次清洗，此时高锰酸盐指数监测仪单个测试流程运行结束。

为了提高密封性，所述上盖2与所述消解池外壳3之间还设置有密封圈22。

实施例2

在实施例1的基础上，所述用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置还包括温度传感器12，所述温度传感器12设置在所述消解池外壳3侧壁的凸起结构内。

可以理解，最后所述消解池4内反应液通常稳定于95℃进行一定时间的恒温消解，在恒温消解过程中，消解池4主要通过温度传感器12获得消解池4内当前实际温度；

同时本实施例采用温度传感器12与本实施例中的加热部件相结合的加热方式，基本不存在加热缓冲，便于外部控制器及时地根据温度传感器12测得的消解池4实际温度调整加热片是否继续加热升温，有助于改善温度调节过程中的延时性及温度控制的灵敏度，有助于提高消解组件在反应中温度的稳定性。

需要说明的是，采用本实施例中消解滴定装置的高锰酸盐指数在线自动监测仪，更易实现消解温度的稳定性和准确性，同时保证消解环境不易受外界温度变化影响，消解时间短，消解温度稳定（温度波动不超过0.2℃），后续运维方便，大大减少了运维工作量。

实施例3

本实施例与上述实施例的区别在于：所述消解池外壳3中部还设置有观察窗17，所述观察窗17能够方便用户观察消解池的液体状态，方便后期维护。

在一种具体实施方式中，通过在所述消解池外壳3侧壁开设矩形状（或者圆形或者其他形状）的开口作为观察窗17；为了提高整个装置的密封性，在其他具体实施方式中，也可以在所述消解池外壳3侧壁开设矩形状（或者圆形或者其他形状）的开口处，设置透明材质制成的挡板。

如附图1所示，所述消解池外壳3呈“U”型结构，所述“U”型结构的边沿处向外延伸形成外壳安装段23，所述外壳安装段23上开设有安装孔，通过该安装孔可将所述用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置固定竖直放置的实验板（或者墙面）上；

所述消解池外壳3与观察窗17相对的一侧为开口，该开口是为了便于通过风扇（外部设备）对消解池4进行降温。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置，其特征在于：包括壳体组件、消解加热组件、信号测量组件Ⅰ、信号测量组件Ⅱ和搅拌组件，所述壳体组件包括消解池外壳和上盖，所述上盖开设有电极安装孔、进样口、滴定口和溢流口，所述消解加热组件包括消解池和加热部件；

所述消解池外壳和所述上盖连接，形成容纳所述消解加热组件的空间；

所述消解加热组件的消解池为顶部开口的中空结构，所述消解池的顶部开口对应设置在所述上盖下方，所述加热部件围设在所述消解池下部；

所述信号测量组件Ⅰ为双铂电极组件，所述双铂电极组件包括电极壳体和两个双铂电极片，所述电极壳体与所述上盖的电极安装孔连接，两片所述双铂电极嵌设在所述电极壳体中并延伸至所述电极壳体底部外设置；

所述信号测量组件Ⅱ包括嵌设在所述消解池外壳中的发光组件和光源信号接收组件，所述发光组件和所述光源信号接收组件在所述消解池两侧相对设置；

所述搅拌组件设置在所述壳体组件下方，用于搅拌所述消解池内部的液体。

2.根据权利要求1所述的用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置，其特征在于：所述加热部件包括加热片、导热硅脂层和隔热带，所述加热片围设在所述消解池下部外壁上，所述导热硅脂层设置在所述加热片与所述隔热带之间，所述隔热带与所述消解池外壳内壁之间设置有空气隔热层。

3.根据权利要求1所述的用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置，其特征在于：还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述消解池外壳侧壁的凸起结构内。

4.根据权利要求1所述的用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置，其特征在于：所述发光组件包括LED灯和光源固定部件，所述光源固定部件包括光源固定件Ⅰ和光源固定件Ⅱ，所述光源固定件Ⅰ开设有与所述LED灯尺寸相匹配的通孔Ⅰ，所述光源固定件Ⅱ设置有呈中空结构的限位部；

所述LED灯的发光部穿过所述通孔Ⅰ和所述限位部，并与所述消解池外壳开设的发光孔相对设置。

5.根据权利要求1所述的用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置，其特征在于：所述光源信号接收组件包括固定板Ⅰ和固定板Ⅱ，所述固定板Ⅰ上安装有光源信号接收器，所述固定板Ⅱ开设有与所述光源信号接收器尺寸相匹配的通孔Ⅱ；

所述光源信号接收器穿过所述通孔Ⅱ，并与所述消解池外壳开设的信号接收孔相对设置。

6.根据权利要求1所述的用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置，其特征在于：所述搅拌组件包括磁力搅拌子、磁铁、磁铁安装座、搅拌电机和搅拌电机外壳，所述磁力搅拌子位于所述消解池内部下方，所述磁铁安装在所述磁铁安装座上，所述磁铁安装座位于消解池外壳下方的搅拌电机外壳中，所述搅拌电机的转轴与所述磁铁安装座连接；

所述搅拌电机通过所述磁铁安装座带动所述磁铁转动，进而带动所述磁力搅拌子转动。

7.根据权利要求1所述的用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置，其特征在于：所述消解池外壳中部还设置有观察窗。

8.根据权利要求1所述的用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置，其特征在于：所述消解池外壳呈“U”型结构，所述“U”型结构的边沿处向外延伸形成外壳安装段。

9.根据权利要求1所述的用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置，其特征在于：所述消解池下部还开设有排液管，所述排液管为中空结构，所述排液管的一端连通所述消解池，所述排液管的另一端连通所述消解池外壳开设的排液口。

10.根据权利要求1所述的用于高锰酸盐指数在线自动监测仪的消解滴定装置，其特征在于：所述上盖与所述消解池外壳之间还设置有密封圈。

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