專(zhuān)利名稱(chēng)：一種測(cè)定水中氯消毒劑的便攜式比色儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種化學(xué)分析儀器，更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種 檢測(cè)水質(zhì)消毒和控制的儀器設(shè)備。
技術(shù)背景目前，在生活飲用水、礦泉水、純凈水、直飲水消毒、以及廢水處理等 領(lǐng)域，傳統(tǒng)的氯氣消毒劑及新興的二氧化氯消毒劑都普遍采用作為消毒劑或 水處理劑，相應(yīng)地，監(jiān)測(cè)控制水質(zhì)指標(biāo)中余氯、總氯、化合性氯-二氧化氯及亞氯酸鹽是最重要也是最廣泛檢測(cè)的項(xiàng)目。上述5個(gè)指標(biāo)項(xiàng)目在實(shí)際應(yīng)用中 既需要進(jìn)行區(qū)分，同時(shí)各成分之間又是相互聯(lián)系的， 一些指標(biāo)(如余氯、總 氯、二氧化氯和亞氯酸鹽等)通常需要一并得到結(jié)果以便更好地進(jìn)行生產(chǎn)或 消毒控制。并且有關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)定這5個(gè)項(xiàng)目都需要在現(xiàn)場(chǎng)采樣后即時(shí)檢 測(cè)以免測(cè)量指標(biāo)變化而導(dǎo)致測(cè)量失真。目前國(guó)內(nèi)外測(cè)定上述5個(gè)項(xiàng)目主要有以下幾種方式1、 目視比色即配置一系列已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，用未知水樣與之對(duì)比 以確定含量。此方法的缺點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)溶液配置煩瑣，且不易保存，使用攜帶不 便，結(jié)果精度不高，受人的主觀因素影響較大。并且只能用于余氯、總氯、 化合性氯的檢測(cè)。2、 分光光度法配置系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后在分光光度計(jì)上測(cè)得吸光度并 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，再把未知水樣在同等條件下進(jìn)行吸光度測(cè)量，然后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) 曲線可查知結(jié)果。此方法測(cè)量精度比目視法高，但步驟煩瑣，需要配置大量 試劑和標(biāo)準(zhǔn)溶液，檢測(cè)過(guò)程費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)，檢測(cè)后的數(shù)據(jù)處理計(jì)算復(fù)雜，對(duì)操作人員的專(zhuān)業(yè)技能要求比較高， 一般只能在實(shí)驗(yàn)室里完成而并不適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)采樣 后即時(shí)檢測(cè)。3、 滴定法配置并標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)滴定液，再通過(guò)對(duì)樣品先進(jìn)行一系列處理， 然后在樣品中依次加入試劑和指示劑后，用標(biāo)準(zhǔn)滴定液滴定，再根據(jù)滴定數(shù) 據(jù)經(jīng)過(guò)一系列計(jì)算最后得到各項(xiàng)目濃度結(jié)果。此方法處理過(guò)程費(fèi)時(shí)長(zhǎng)，且使 用器材多，甚至需要用到高純氮?dú)馄康?；也同樣需要配置大量試劑，?duì)操作 人員的專(zhuān)業(yè)技能要求非常高。此外該方法的另一個(gè)缺點(diǎn)是最低檢測(cè)限較高， 對(duì)于低濃度范圍內(nèi)的樣品檢測(cè)不靈敏，不太適用于飲用水等低濃度水樣的檢 測(cè)。4、 采用進(jìn)口的便攜式單項(xiàng)比色計(jì)及配套試劑測(cè)定，但現(xiàn)有的便攜式單項(xiàng) 比色計(jì)要么只能檢測(cè)余氯、總氯、化合性氯；要么只能檢測(cè)二氧化氯，也就 是說(shuō)至少需要購(gòu)買(mǎi)2臺(tái)不同的單項(xiàng)比色計(jì)來(lái)分別檢測(cè)余氯、總氯、化合性氯 以及二氧化氯這4個(gè)項(xiàng)目，但即使2臺(tái)不同的單項(xiàng)比色計(jì)都投入使用卻仍然 不能檢測(cè)亞氯酸鹽。發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是要提供一種測(cè)定水中氯 消毒劑的便攜式比色儀，其具有如下優(yōu)點(diǎn)便于攜帶、配合樣本杯和固體分 裝試劑包組合，能夠適應(yīng)于現(xiàn)場(chǎng)采樣后即時(shí)/快速檢測(cè)水中余氯、總氯、化合 性氯、二氧化氯、以及亞氯酸鹽共5個(gè)項(xiàng)目。為此，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種測(cè)定水中氯消毒劑的便攜式比 色儀，該比色儀包括儀器的外殼，在外殼上開(kāi)設(shè)有顯示屏窗口、安裝有操作 面板，外殼體內(nèi)裝有電路板、顯示屏主體，而所述比色儀上開(kāi)設(shè)有容納透明 的樣本杯的比色孔、且還活動(dòng)配合有防止外部光線進(jìn)入所述樣本杯和比色孔的遮光罩，所述電路板上包括顯示屏電路、操作面板電路、發(fā)光二極管及其 發(fā)光驅(qū)動(dòng)電路、光電管及其光電信號(hào)接收電路、中心處理電路，該中心處理 電路通過(guò)其多個(gè)輸出/輸入端口分別與所述顯示屏電路、操作面板電路、發(fā)光 驅(qū)動(dòng)電路、光電信號(hào)接收電路相耦連，所述發(fā)光二極管與光電管互相面對(duì)地分設(shè)在所述比色孔的兩側(cè)；所述發(fā)光二極管的發(fā)光波長(zhǎng)為500~580納米之 間。本實(shí)用新型采取在便攜式比色儀殼體上開(kāi)設(shè)能容納透明樣本杯的比色孔 結(jié)構(gòu)，采用便攜式可活動(dòng)配合在比色孔上的遮光罩，使得在現(xiàn)場(chǎng)樣本杯采樣 后能即時(shí)/快速檢測(cè)水中化學(xué)顯色反應(yīng)的強(qiáng)度，從而保證現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)/快速檢測(cè) 化學(xué)成分成為可能；而且本實(shí)用新型比色儀采用處理能力強(qiáng)大的中心處理電 路，在其中儲(chǔ)存顯色深度與各種氯濃度的對(duì)應(yīng)關(guān)系函數(shù)和曲線，在配套的500 —580納米波長(zhǎng)的發(fā)光二極管和外圍電路顯示屏電路、操作面板電路等的 配合下，本實(shí)用新型比色儀就能夠及時(shí)將實(shí)測(cè)得到的顯色深度換算顯示為各 種氯劑濃度，從而允許利用便攜量的5種試劑包分別測(cè)得余氯、總氯、化合 性氯、二氧化氯、以及亞氯酸鹽共5個(gè)項(xiàng)目。試用證實(shí)本實(shí)用新型基于分光光度法的基本原理，在保持分析精度和最低檢測(cè)限的情況下，帶來(lái)的效果改進(jìn)主要有1、 絕對(duì)顯著地縮短了分析檢測(cè)的時(shí)間，2、 完全避免分析前的試劑配制以及分析后的器皿清洗，3、 基本不用進(jìn)行數(shù)據(jù)再計(jì)算就可以直接獲得結(jié)果，4、 極大地降低了對(duì)操作人員的技能要求，5、 使整個(gè)5個(gè)氯項(xiàng)目的結(jié)果可以在10分鐘內(nèi)獲得，使這5個(gè)項(xiàng)目的現(xiàn) 場(chǎng)或野外即時(shí)分析檢測(cè)成為可能。6、把目前飲水、用水、廢水等消毒處理中最廣泛使用的兩種消毒處理劑 ——氯氣(或漂白粉等氯系消毒劑)及二氧化氯的殘留量指標(biāo)以及消毒處理 副產(chǎn)物等主要指標(biāo)項(xiàng)目一并區(qū)分檢測(cè)，具有高度集成，給實(shí)際工作帶來(lái)極大 方便。本實(shí)用新型還包括如下具體改進(jìn)為保證外殼體內(nèi)電路、內(nèi)件不受到水樣或其它外部雜質(zhì)可能的侵害、保 證外殼體內(nèi)外具有光路但互相隔絕物質(zhì)滲漏，所述比色孔內(nèi)襯有容納所述樣 本杯的一體式透明杯座，所述發(fā)光二極管與光電管互相面對(duì)地分設(shè)在所述杯 座的對(duì)徑兩側(cè)。為便于攜帶并保有自帶電源，所述比色儀還包括內(nèi)置電池盒、以及開(kāi)設(shè) 在外殼上的電池門(mén)和電池蓋。為了獲得強(qiáng)大的比色數(shù)據(jù)處理、操作、顯示功能，所述中心處理電路包 括單片機(jī)芯片，該單片機(jī)芯片包括顯示控制電路、操作控制電路、發(fā)光控制 電路、以及光電信號(hào)控制電路；該光電信號(hào)控制電路包括記錄、計(jì)算光電信 號(hào)的信號(hào)運(yùn)算電路。所述電路板上還包括向各部分電路提供電源的電源電路。所述單片機(jī)芯片包括與所述電源電路相互偶連的電池電量檢測(cè)報(bào)警電路。所述光電信號(hào)接收電路包括依序偶連的光電管耦合電路、電壓放大電 路、濾波及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。為了配合本實(shí)用新型的內(nèi)電路、及達(dá)到多形態(tài)測(cè)量，所述操作面板包括 測(cè)量模式轉(zhuǎn)換按鍵、測(cè)量讀數(shù)按鍵、調(diào)零按鍵、步驟返回按鍵。為了配合本實(shí)用新型內(nèi)電路的強(qiáng)大功能、實(shí)現(xiàn)5形態(tài)氯的便攜式測(cè)量， 所述比色儀包括攜帶盒，該攜帶盒中盛裝能與余氯、總氯、化合性氯、二氧化氯及亞氯酸鹽五種物質(zhì)作顯色反應(yīng)的5個(gè)試劑包，5個(gè)試劑包中分別裝有 DPD和磷酸鹽顆粒、甘氮酸顆粒，碘化鉀顆粒、檸檬酸顆粒、和碳酸氫鈉顆 粒。為了提高顯色比色檢測(cè)精確度,所述發(fā)光二極管的發(fā)光波長(zhǎng)為518納米。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型比色儀電路板實(shí)施例的原理示意框圖。 圖2為本實(shí)用新型比色儀實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)立體示意圖。 圖3為本實(shí)用新型比色儀實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)剖視示意圖。 圖4為圖1中發(fā)光驅(qū)動(dòng)電路的連接示意圖。 圖5為圖1中光電信號(hào)接收電路的連接示意圖。圖6為圖1中操作面板電路、顯示屏電路與中心處理電路的連接示意圖。圖7為圖1中電源電路的連接示意圖。
具體實(shí)施方式
比色儀整體結(jié)構(gòu)實(shí)施例如圖2、 3 ，所示為本實(shí)用新型比色儀實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)立體和剖視示意圖。 本實(shí)用新型比色儀實(shí)施例包括儀器的外殼10，在外殼10上開(kāi)設(shè)有顯示屏窗口 20、安裝有操作面板30，外殼體IO內(nèi)裝有電路板40、顯示屏主體21，而所述 比色儀上開(kāi)設(shè)有容納透明的樣本杯50的比色孔11、且還活動(dòng)配合有防止外部 光線進(jìn)入所述樣本杯50和比色孔11的遮光罩12，所述比色孔11內(nèi)襯有容納 所述樣本杯50的一體式透明杯座13，所述發(fā)光二極管Dl與光電管D2互相面 對(duì)地分設(shè)在所述杯座13的對(duì)徑兩側(cè)。所述發(fā)光二極管Dl的發(fā)光波長(zhǎng)為518納 米。所述操作面板30包括測(cè)量模式轉(zhuǎn)換按鍵31、測(cè)量讀數(shù)按鍵32、調(diào)零按 鍵33、步驟返回按鍵34、電源開(kāi)關(guān)鍵35。所述比色儀還包括內(nèi)置電池盒14、 以及開(kāi)設(shè)在外殼上的電池門(mén)和電池蓋14A。所述比色儀包括攜帶盒(未示出)，該攜帶盒中盛裝能與余氯、總氯、化 合性氯、二氧化氯及亞氯酸鹽五種物質(zhì)作顯色反應(yīng)的5個(gè)試劑包(未示出)。五種試劑包內(nèi)容如下① 號(hào)試劑包甘氨酸(又名氨基乙酸)，[結(jié)構(gòu)式]:NH2CH2COOH， [分子量]:75.07，包裝量70mg。② 號(hào)試劑包磷酸氫二鈉(Na2HP04) 30mg,磷酸二氫鉀(KH2P04 )57. 5mg， 硫酸DPD: N， N 二乙基對(duì)苯二胺[H2N C孔 N(C2H5)2] H2S04 8g， 或者鹽酸DPD: N, N 二乙基對(duì)苯二胺[H2N C孔 N(C2H5) 2] 2HC1 6g, 乙二胺四乙酸二鈉(Na2-EDTA) 4. 5g。③ 號(hào)試劑包磷酸氫二鈉(Na2HP04)30mg，磷酸二氫鉀(KH2P04 ) 57. 5mg，硫酸DPD: N， N 二乙基對(duì)苯二胺[H2N C晶 N(C2H5)2] H2S04 8g， 或者鹽酸DPD: N, N 二乙基對(duì)苯二胺[H2N C晶 N(C2H5) 2] 2HC1 6g， 乙二胺四乙酸二鈉(Na廠EDTA)4. 5g，碘化鉀(kl) 250mg。④ 號(hào)試劑包檸檬酸(citric acid)又名枸櫞酸，其無(wú)水物分子式CeHA; —水結(jié)晶的分 子式C6H807 *H20;包裝量CeHA H20 200mg。⑤ 號(hào)試劑包碳酸氫鈉(NaHC03) 350mg。 以上5種試劑包均采用復(fù)合鋁箔袋包裝，包裝尺寸3X3cm。比色儀電路板實(shí)施例如圖1，所示為本實(shí)用新型比色儀電路板實(shí)施例的原理示意框圖。該比色儀電路板實(shí)施例40上包括顯示屏電路41、操作面板電路42、發(fā)光二極管 Dl及其發(fā)光驅(qū)動(dòng)電路43、光電管D2及其光電信號(hào)接收電路44、中心處理 電路45，該中心處理電路45通過(guò)其多個(gè)輸出/輸入端口分別與所述顯示屏電 路41、操作面板電路42、發(fā)光驅(qū)動(dòng)電路43、光電信號(hào)接收電路44相耦連， 所述電路板上還包括向各部分電路提供電源的電源電路46。如圖4 7，所示依次為發(fā)光驅(qū)動(dòng)電路43的連接示意圖、光電信號(hào)接收 電路44的連接示意圖、操作面板電路42及顯示屏電路41與中心處理電路 45的連接示意圖、電源電路46的連接示意圖。所述中心處理電路45包括單片機(jī)芯片Ul，該單片機(jī)芯片Ul包括顯示控 制電路(Ul的6、 7、 8引腳)、操作控制電路(Ul的13、 14、 16-20引腳)、 發(fā)光控制電路(Ul的11引腳等)、以及光電信號(hào)控制電路(Ul的2、 3、 9 引腳等)，該光電信號(hào)控制電路包括記錄、計(jì)算光電信號(hào)的信號(hào)運(yùn)算電路(未 詳細(xì)示出)；上述控制電路通過(guò)上述其各自的輸出/輸入端口弓I腳分別與所述 顯示屏電路(含J2) 41、操作面板電路(含J3) 42、發(fā)光驅(qū)動(dòng)電路(含U5 等)43、光電信號(hào)接收電路(含U2、 U3等)44相耦連，所述電路板上還包 括向各部分電路提供電源的電源電路46 (含Q1、 U4等)。所述單片機(jī)芯片 Ul包括與所述電源電路46相互偶連的電池電量檢測(cè)報(bào)警電路(Ul的1、 10 引腳等)。所述光電信號(hào)接收電路包括依序偶連的光電管耦合電路(U3的2、 3、 1 腳等)、電壓放大電路(U3的5、 6、 7腳等)、濾波及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(U2等 元件)。
權(quán)利要求1、一種測(cè)定水中氯消毒劑的便攜式比色儀，該比色儀包括儀器的外殼，在外殼上開(kāi)設(shè)有顯示屏窗口、安裝有操作面板，外殼體內(nèi)裝有電路板、顯示屏主體，其特征在于所述比色儀上開(kāi)設(shè)有容納透明的樣本杯的比色孔、且還活動(dòng)配合有防止外部光線進(jìn)入所述樣本杯和比色孔的遮光罩，所述電路板上包括顯示屏電路、操作面板電路、發(fā)光二極管及其發(fā)光驅(qū)動(dòng)電路、光電管及其光電信號(hào)接收電路、中心處理電路，該中心處理電路通過(guò)其多個(gè)輸出/輸入端口分別與所述顯示屏電路、操作面板電路、發(fā)光驅(qū)動(dòng)電路、光電信號(hào)接收電路相耦連，所述發(fā)光二極管與光電管互相面對(duì)地分設(shè)在所述比色孔的兩側(cè)；所述發(fā)光二極管的發(fā)光波長(zhǎng)為500-580納米之間。
2、 如權(quán)利要求1所述的測(cè)定水中氯消毒劑的便攜式比色儀，其特征在于 所述比色孔內(nèi)襯有容納所述樣本杯的一體式透明杯座，所述發(fā)光二極管與光 電管互相面對(duì)地分設(shè)在所述杯座的對(duì)徑兩側(cè)。
3、 如權(quán)利要求1所述的測(cè)定水中氯消毒劑的便攜式比色儀，其特征在于所述比色儀還包括內(nèi)置電池盒、以及開(kāi)設(shè)在外殼上的電池門(mén)和電池蓋。
4、 如權(quán)利要求1所述的測(cè)定水中氯消毒劑的便攜式比色儀，其特征在于所述中心處理電路包括單片機(jī)芯片，該單片機(jī)芯片包括顯示控制電路、操作控制電路、發(fā)光控制電路、以及光電信號(hào)控制電路；該光電信號(hào)控制電路包 括記錄、計(jì)算光電信號(hào)的信號(hào)運(yùn)算電路。
5、 如權(quán)利要求1所述的測(cè)定水中氯消毒劑的便攜式比色儀，其特征在于 所述光電信號(hào)接收電路包括依序偶連的光電管耦合電路、電壓放大電路、濾 波及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
6、 如權(quán)利要求1所述的測(cè)定水中氯消毒劑的便攜式比色儀，其特征在于所述操作面板包括測(cè)量模式轉(zhuǎn)換按鍵、測(cè)量讀數(shù)按鍵、調(diào)零按鍵、步驟 返回按鍵。
7、 如權(quán)利要求1所述的測(cè)定水中氯消毒劑的便攜式比色儀，其特征在于: 所述電路板上還包括向各部分電路提供電源的電源電路。
8、 如權(quán)利要求7所述的測(cè)定水中氯消毒劑的便攜式比色儀，其特征在于: 所述單片機(jī)芯片包括與所述電源電路相互偶連的電池電量檢測(cè)報(bào)警電路。
9、 如權(quán)利要求1所述的測(cè)定水中氯消毒劑的便攜式比色儀，其特征在于 所述比色儀包括攜帶盒，該攜帶盒中盛裝能與余氯、總氯、化合性氯、二氧 化氯及亞氯酸鹽五種物質(zhì)作顯色反應(yīng)的5個(gè)試劑包。
10、 如權(quán)利要求1所述的測(cè)定水中氯消毒劑的便攜式比色儀，其特征在 于所述發(fā)光二極管的發(fā)光波長(zhǎng)為518納米。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種測(cè)定水中氯消毒劑的便攜式比色儀。包括儀器的外殼，在外殼上開(kāi)設(shè)有顯示屏窗口、安裝有操作面板，外殼體內(nèi)裝有電路板、顯示屏主體，而比色儀上開(kāi)設(shè)有容納透明的樣本杯的比色孔、且還活動(dòng)配合有防止外部光線進(jìn)入樣本杯和比色孔的遮光罩，電路板上包括顯示屏電路、操作面板電路、發(fā)光二極管及其發(fā)光驅(qū)動(dòng)電路、光電管及其光電信號(hào)接收電路、中心處理電路，發(fā)光二極管與光電管互相面對(duì)地分設(shè)在比色孔的兩側(cè)；發(fā)光二極管的發(fā)光波長(zhǎng)為500-580納米之間。本實(shí)用新型便于攜帶、配合樣本杯和固體分裝試劑包組合，能夠適應(yīng)于現(xiàn)場(chǎng)采樣后即時(shí)/快速檢測(cè)水中余氯、總氯、化合性氯、二氧化氯、以及亞氯酸鹽共5個(gè)項(xiàng)目。
文檔編號(hào)G01N21/78GK201145668SQ200820091790
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月25日
發(fā)明者黃曉平 申請(qǐng)人:黃曉平