CN220040353U - 一种核电水质检测用离子色谱装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种核电水质检测用离子色谱装置，包括机壳，所述机壳内设置有支撑框架，所述支撑框架从上至下依次设置的制冷室、检测室和和淋洗液发生器，所述制冷室、检测室和机壳的外层腔室之间相互隔离并且不进行热量传递，所述制冷室内放置有标准溶液样品，所述标准溶液样品经过管线和阀门与检测室内的部件相连，所述淋洗发生器与脱气装置相连，用于对流动相溶液中的气泡进行去除；本实用新型提供的离子色谱装置，可以对核电废水进行水质检测，避免了设置的制冷室对色谱柱造成的影响，同时通过设置的脱气装置可以有效去除流动相溶液中的溶解气体，提高了水质检测的准确性。

Description

一种核电水质检测用离子色谱装置

技术领域

本实用新型涉及核电水质检测技术领域，具体涉及一种核电水质检测用离子色谱装置。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

核电站是指通过适当的装置将核能转变成电能的设施。在核电站的运行过程中，不可避免地会产生放射性废水。放射性废水中的放射性物质会随水分蒸发而扩散到大气中，对环境造成污染，因此需要将放射性废水收集在储存罐内。在储存过程中，废水罐底部还会积蓄铁锈、泥沙等杂质。为了对放射性废水进行监测，需要定期对放射性废水的水质进行抽样检测。

离子色谱装置在使用过程中对温度的要求比较高，在使用离子色谱法分析中，色谱柱通过吸附、离子交换等方式对样品进行分离，这些方式在于化学性的或者物理性的平衡状态，依存于温度，因此离子色谱分析中一定要保持色谱柱所处的环境温度的恒定，才能提高检测结果的准确性，如何为检测检测环境提供恒定的环境温度也是目前要解决的一项重要问题。

另外，由于核电废水本身的特性，在使用现有的离子色谱装置进行水质检测时，流动相溶液往往因溶解有氧气或混入了空气而形成气泡，气泡进入检测器后会在色谱图上出现尖锐的噪音峰，小气泡慢慢聚集后会变成大气泡，大气泡进入流路或色谱柱中会使流动相的流速变慢或出现流速不稳定，致使基线起伏。气泡一旦进入色谱柱,排出这些气泡则很费时间。在荧光检测中,溶解氧还会使荧光淬灭。溶解气体还可能引起某些样品的氧化或使溶液pH值发生变化。因此，现有的离子色谱装置在对核电废水进行水质检测时存在检测结果不准确的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种核电水质检测用离子色谱装置，在使用离子色谱装置对核电废水进行水质检测时，能够有效去除流动相溶液中的气泡，提高了检测效果的准确性。

本实用新型的技术方案如下：

在本实用新型的第一方面，提供了一种核电水质检测用离子色谱装置，包括机壳，所述机壳内设置有支撑框架，所述支撑框架从上至下依次设置的制冷室、检测室和和淋洗液发生器，所述制冷室、检测室和机壳的外层腔室之间相互隔离并且不进行热量传递，所述制冷室内放置有标准溶液样品，所述标准溶液样品经过管线和阀门与检测室内的部件相连，所述淋洗发生装置与脱气装置相连，用于对流动相溶液中的气泡进行去除。

在本实用新型的一些实施方式中，所述脱气装置包括真空泵、脱气泵和低压脱气盒。

在本实用新型的一些实施方式中，所述真空泵的一端与超纯水供给瓶连接，另一端依次连接低压脱气盒和淋洗液发生器。

在本实用新型的一些实施方式中，所述低压脱气盒包括壳体和脱气管，所述壳体上设置有第一接口、第二接口和抽气口，所述脱气管一端与第一接口连接，另一端与第二接口连接；所述抽气口与脱气泵相连接。

在本实用新型的一些实施方式中，所述真空泵和脱气泵安装在托板上，所述托板通过减震器安装在支撑框架上。

在本实用新型的一些实施方式中，所述检测室内包括依次连接的柱温箱、抑制器和检测池。

在本实用新型的一些实施方式中，所述温柱箱上设置色谱柱和第一加热装置。

在本实用新型的一些实施方式中，所述制冷模块采用半导体制冷片。

在本实用新型的一些实施方式中，所述检测室内设置有第二加热装置

本实用新型一个或多个技术方案具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供的离子色谱装置，将制冷室、检测室和外层腔室三者之间相互隔离并且不进行热量传递，避免了制冷模块对整个系统流路的温度造成的影响，保证了在检测过程中色谱柱始终处于恒温环境中，便于维持检测室内温度的一致性保证检测的准确性。

(2)本实用新型提供的离子色谱装置，设置的制冷室可以储存标准溶液样品，操作人员可一次性配制较多的标准溶液样品，提高了效率，节省了人力，同时可有效避免标准溶液样品的损坏；制冷模块采用半导体制冷片制冷，无需制冷剂，工作噪音小。

(3)本实用新型提供的离子色谱装置，可以对核电废水进行水质检测，通过设置的脱气装置可以有效去除流动相溶液中的溶解气体，提高了水质检测的准确性。

附图说明

图1为本实用新型的核电水质检测用离子色谱装置立体结构示意图；

图2为本实用新型的核电水质检测用离子色谱装置的正视结构示意图；

图3为本实用新型的核电水质检测用离子色谱装置去除开合门、制冷室门和检测室门后的正视结构示意图；

图4为本实用新型的核电水质检测用离子色谱装置去除开合门、制冷室门、检测室门、机壳侧面板后的立体结构示意图；

图5为本实用新型的核电水质检测用离子色谱装置真空泵处的连接结构示意图；

图6为本实用新型的核电水质检测用离子色谱装置低压脱气盒的剖面结构示意图。

图中：1A、机壳；1B、开合门；2、支撑框架；3、多位选择阀；4、进样阀；5、注射泵；6、柱温箱；7、色谱柱；8抑制器；9、检测池；10、柱塞泵；11、淋洗液发生器；12、制冷模块；14、制冷室门；15、检测室门；20、制冷室；21、检测室；22、外层腔室；60、真空泵；62、托板；63、减震器；70、壳体；71、第一接口；72、第二接口；73、抽气口。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本实用新型中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

本实用新型的一种典型的实施方式中，提出一种核电水质检测用离子色谱装置，如图1所示，包括机壳1A和开合门1B,所述机壳1A和开合门1B组成一个长方体的箱体结构，如图2-4所示，机壳1A内设置有支撑框架2，所述支撑框架2为离子色谱装置的各个部件提供支撑作用，支撑框架2从上至下依次设置的制冷室20、检测室21和和淋洗液发生器11。

所述制冷室20包括制冷模块12、制冷室门14，制冷室20内放置有标准溶液样品，制冷模块12用于为制冷室20提供一个低温的环境，便于对冗余的标准溶液样品进行保存，制冷模块12可以采用半导体制冷片对制冷室进行降温，也可以采用其他的制冷方式，能够实现对制冷室的降温即可。所述制冷室门14上具有多个出线接口，制冷室20内标准溶液样品经过出线接口及管线与多位选择阀3的阀口一一连接，然后连接依次连接进样阀4以及检测室21内的各个部件。其中，多位选择阀3、进样阀4和注射泵5设置在制冷室20和检测室21之间的位置。

检测室21内设置有依次连接的柱温箱6、抑制器8和检测池9，所述柱温箱6内设置有色谱柱7和第一加热模块，在使用离子色谱法分析中，色谱柱通过吸附、离子交换等方式对样品进行分离，这些方式在于化学性的或者物理性的平衡状态，依存于温度，因为离子色谱分析中一定要保持色谱柱所处的环境温度的恒定，才能提高检测结果的准确性，因此，通过在柱温箱内设置第一加热模块为色谱柱提供合适的环境温度，检测池9为电导检测池。

由于系统流路的温度对检测结果的影响很大，为了避免制冷模块对整个系统流路的温度造成较大的影响，将制冷室20和检测室21设置为独立封闭的腔室，制冷室20和检测室21之外的部分与机壳1A形成外层腔室22，使制冷室20、检测室21和外层腔室22称为三个相互隔离的空间，可以极大避免了制冷室20内温度对检测室21和外层腔室22尤其是检测室21内温度的影响，同时外层腔室22还相当于提供了一个外界与检测室21之间、制冷室20与检测室21之间的温度变化缓冲区、隔离区，从而可更容易对检测室21进行控温，另外，也使柱温箱6内的温度更容易保证，进而保证了系统流路温度的一致性。

进一步地，柱塞泵10与淋洗液发生器11、进样阀4依次连接，所述进样阀4还通过管路与注射泵5相连接，淋洗液发生器11用于为离子色谱装置提供离子色谱离子色谱淋洗液，所述淋洗发生器11还与脱气装置相连，用于对流动相溶液中的气泡进行去除，如图5所示，所述脱气装置包括真空泵60、脱气泵和低压脱气盒，具体的，所述真空泵60的一端与超纯水供给瓶连接，另一端依次连接低压脱气盒和淋洗液发生器11，如图6所示，所述低压脱气盒包括壳体70和脱气管，所述脱气管采用多孔性合成树脂膜制造的输液管，所述壳体70上设置有第一接口71、第二接口72和抽气口73，所述脱气管一端与第一接口71连接，另一端与第二接口72连接；所述抽气口73与脱气泵61相连接，脱气装置13的工作原理如下：脱气管在壳体70中，脱气管的管壁具有可供气体通过但液体不能通过的微孔，在脱气泵的作用下壳体70内呈负压环境，脱气管内流通的液相内的气体便会从液相中析出，通过脱气管的管壁进入壳体70内由脱气泵排出。

在本实施例的一些实施方式中，所述真空泵60和脱气泵安装在托板62上，所述托板62通过减震器63安装在支撑框架2上，由于真空泵60和脱气泵在工作过程中会发出振动噪音，通过减震器63可以有效降低噪声。

由于流动相溶液中的溶解气体会对检测器、色谱柱造成影响，还会引起某些样品的氧化或使溶液pH值发生变化，故有效去除流动相溶液中的溶解气体很重要，通过设置的脱气装置，可以有效去除流动相溶液中的溶解气体，提高了水质检测的准确性。

在本实施例的一些实施方式中，所述检测室21内设置有第二加热模块，可为淋洗液提供预热的第二加热模块。通过第二加热模块可以实现淋洗液的提前预热，使得经过淋洗液管路流入色谱柱的淋洗液与色谱柱内部的温度保持一致，避免了温度差异，保证了分析结果的准确性。

在本实施例的一些实施方式中，在外层腔室22周侧设置保温层，如此可减少外层腔室22与外界之间的热量传递，减少外层腔室22内温度的起伏。

在本实施例的一些实施方式中，离子色谱装置还包括实测水样过滤器，所述实测水样过滤器出口端与多位选择阀的阀口连接，进口端与待测核电废水相连，通过实测水样过滤器对核电废水中的杂质进行过滤，避免系统管路发生堵塞。

为了提高检测效率，所述多位选择阀3、进样阀4、注射泵5、柱温箱6、色谱柱7、抑制器8、检测池9、柱塞泵10、淋洗液发生器11、真空泵60、脱气泵和低压脱气盒均为两套或以上。

本实施例的核电水质检测用离子色谱装置的工作原理如下：

淋洗液发生器11用于产生淋洗液，抑制器8用于将淋洗液转化为弱电解质溶液或水与此同时将待测离子转化为强酸或强碱，以降低背景电导并增强待测离子电导，从而提高后续电导检测的灵敏度；柱塞泵10提供动力将淋洗液发生器11产生的淋洗液依次通过进样阀4、色谱柱、抑制器8和检测池9，注射泵5可将制冷室20内溶液样品通过多位选择阀3泵至进样阀4处，通过多位选择阀3的切换实现不同标准溶液样品或待检测溶液的调用，淋洗液通过进样阀4处时携带标准或待测溶液样品依次通过色谱柱、抑制器8和检测池9，色谱柱的作用是将离子分离，而检测池9例如为电导检测器，其对分离后的离子响应，实现对分离后的离子进行检测，通过对比标准溶液样品的色谱图与待检测溶液的色谱图得出待检测溶液的离子成分及浓度。

在使用时，先测量得到标准溶液样品的色谱图，然后通过多位选择阀的切换，注射泵再将待测核电废水溶液泵至进样阀处，淋洗液通过进样阀处时携带待测溶液依次通过色谱柱、抑制器和检测池，得到待测溶液的色谱图，通过对比标准溶液样品的色谱图与待检测溶液的色谱图得出待检测溶液的离子成分及浓度。

具体的按照以下步骤进行：注射泵先将制冷室内的标准溶液样品通过多位选择阀泵至进样阀处，同时，柱塞泵将淋洗液发生器产生的淋洗液通过进样阀处时携带标准溶液样品依次通过色谱柱、抑制器和检测池，通过色谱柱将离子分离，检测池对分离后的离子响应，实现对分离后的离子进行检测，不同的离子洗脱速度不一样即在色谱图上的出峰时间不一样，同时离子的浓度与色谱图上波峰的峰高值呈正相关关系，能够先得到标准溶液样品的色谱图。

通过多位选择阀的切换，注射泵再将待测核电废水溶液泵至进样阀处，淋洗液通过进样阀处时携带待测溶液依次通过色谱柱、抑制器和检测池，得到待测溶液的色谱图，通过对比标准溶液样品的色谱图与待检测溶液的色谱图得出待检测溶液的离子成分及浓度。

以上所述的实施例对本实用新型的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种核电水质检测用离子色谱装置，其特征在于，包括机壳，所述机壳内设置有支撑框架，所述支撑框架从上至下依次设置的制冷室、检测室和淋洗液发生器，所述制冷室、检测室和机壳的外层腔室之间相互隔离并且不进行热量传递，所述制冷室内放置有标准溶液样品，所述标准溶液样品经过管线和阀门与检测室内的部件相连，所述淋洗液发生器与脱气装置相连，用于对流动相溶液中的气泡进行去除。

2.如权利要求1所述的核电水质检测用离子色谱装置，其特征在于，所述脱气装置包括真空泵、脱气泵和低压脱气盒。

3.如权利要求2所述的核电水质检测用离子色谱装置，其特征在于，所述真空泵的一端与超纯水供给瓶连接，另一端依次连接低压脱气盒和淋洗液发生器。

4.如权利要求2所述的核电水质检测用离子色谱装置，其特征在于，所述低压脱气盒包括壳体和脱气管，所述壳体上设置有第一接口、第二接口和抽气口，所述脱气管一端与第一接口连接，另一端与第二接口连接；所述抽气口与脱气泵相连接。

5.如权利要求2所述的核电水质检测用离子色谱装置，其特征在于，所述真空泵和脱气泵安装在托板上，所述托板通过减震器安装在支撑框架上。

6.如权利要求1所述的核电水质检测用离子色谱装置，其特征在于，所述检测室内包括依次连接的柱温箱、抑制器和检测池。

7.如权利要求6所述的核电水质检测用离子色谱装置，其特征在于，所述柱温箱上设置色谱柱和第一加热模块。

8.如权利要求1所述的核电水质检测用离子色谱装置，其特征在于，所述制冷室与制冷模块相连，制冷模块采用半导体制冷片，对制冷室进行降温。

9.如权利要求1所述的核电水质检测用离子色谱装置，其特征在于，所述检测室内设置有第二加热模块。