本實用新型涉及多種無機鹽的監(jiān)測裝置，更具體而言，涉及一種用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的監(jiān)測裝置。

背景技術：

水體中的硝酸鹽和亞硝酸鹽是水中營養(yǎng)鹽的兩種類型，是造成富營養(yǎng)化的主要因素，實現(xiàn)對硝酸鹽測量主要依據(jù)國標鎘柱還原方法，將水中的硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，加上水中原有的亞硝酸鹽，通過鹽酸萘乙二胺方法進行顯色，生成玫瑰紅色的偶氮燃料，在波長為540nm的條件下測量其吸光度，得到硝酸鹽與亞硝酸鹽的總和，再減去未經(jīng)還原的亞硝酸鹽濃度，即獲得水樣中硝酸鹽濃度。

但是上述方法用于在線監(jiān)測存在以下缺點：測試過程使用鎘柱，毒性較大，廢液存在對環(huán)境造成二次污染的問題；同時鎘柱使用時間長后需要再生，造成檢測結果重復性差，效率低。

因此，如何提高硝酸鹽和亞硝酸鹽監(jiān)測結果的穩(wěn)定性和還原效率，降低對環(huán)境的毒性污染，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于此，本實用新型提出了一種用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的監(jiān)測裝置，運用無毒的緩沖溶液和紫外燈進行還原，具有測試結果穩(wěn)定性好，還原率高，且不產(chǎn)生環(huán)境毒性污染的優(yōu)點。

本實用新型提出的一種用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的監(jiān)測裝置，包括多通閥、試劑容器、注射器、還原管、用于為還原管提供紫外光的紫外還原燈、用于測定亞硝酸鹽濃度值的比色結構，所述多通閥的進出口分別與試劑容器的出口、所述注射器的進出口、所述還原管的進出口及比色結構的進口連接，所述多通閥可切換所述注射器的進出口與所述試劑容器的出口、所述還原管的進出口及比色結構的進口連通。

作為上述的用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的監(jiān)測裝置在一方面的改進，優(yōu)選地，還包括用于提供樣品的進樣排液通道，所述進樣排液通道的出口與所述多通閥的其中一個進出口連通，所述進樣排液通道的進口還與所述比色結構的出口連通，所述多通閥可切換所述注射器的進出口與所述進樣排液通道的出口連通。

作為上述的用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的監(jiān)測裝置在一方面的改進，優(yōu)選地，所述試劑容器包括緩沖液容器、顯色劑容器、清洗液容器，所述緩沖液容器、顯色劑容器、清洗液容器的出口通過所述多通閥的進出口可選擇地與所述注射器的進出口連通。

作為上述的用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的監(jiān)測裝置在一方面的改進，優(yōu)選地，所述緩沖液容器用于盛裝Tris-DTPA緩沖液。

作為上述的用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的監(jiān)測裝置在一方面的改進，優(yōu)選地，所述多通閥為旋轉(zhuǎn)多通閥。

作為上述的用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的監(jiān)測裝置在一方面的改進，優(yōu)選地，所述還原管為壁厚小于2mm的環(huán)形石英管；所述還原管的外部涂覆反光材料；所述還原管的進出口位于所述還原管的下部，所述還原管的上部設置有開口。

作為上述的用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的監(jiān)測裝置在一方面的改進，優(yōu)選地，所述還原管及紫外還原燈均為圓管狀結構，所述紫外還原燈位于所述還原管的內(nèi)部，所述還原管的直徑大于所述紫外還原燈的直徑。

作為上述的用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的監(jiān)測裝置在一方面的改進，優(yōu)選地，所述還原管與所述紫外還原燈的直徑差小于2mm。

作為上述的用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的監(jiān)測裝置在一方面的改進，優(yōu)選地，還包括控制主機，所述控制主機與所述多通閥、注射器及還原燈連接，所述控制主機用于控制所述多通閥的導通狀態(tài)、所述注射器的動作以及還原燈的供電與斷電。

作為上述的用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的監(jiān)測裝置在一方面的改進，優(yōu)選地，還包括用于采集監(jiān)測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集儀，所述控制主機為PLC或單片機，所述控制主機還包括發(fā)射模塊，所述發(fā)射模塊用于將所述數(shù)據(jù)采集儀監(jiān)測的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠程接收終端。

根據(jù)本實用新型提出的一種用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的監(jiān)測裝置，包括多通閥、試劑容器、注射器、還原管、用于為還原管提供紫外光的紫外還原燈、用于測定亞硝酸鹽濃度值的比色結構，多通閥的進出口分別與試劑容器的出口、注射器的進出口、還原管的進出口及比色結構的進口連接，多通閥可切換注射器的進出口與試劑容器的出口、還原管的進出口及比色結構的進口連通。通過切換多通閥，可以選擇注射器的進出口與試劑容器的出口、還原管的進出口及比色結構的進口連通，當選擇與試劑容器的出口連通時，進入注射器的待檢測液可以加入硝酸鹽還原所需要的試劑(比如作用為還原劑的緩沖液)、測定亞硝酸鹽濃度所需要的顯色劑、以及檢測后用于清洗裝置的清洗液；當選擇與還原管的進出口連通時，可將注射器中含有還原劑的待檢測液加入還原管中，以及將還原后的待檢測液返回輸送至注射器中；當選擇與比色結構的進口連通時，可將還原后的待檢測液注入比色結構，以測定亞硝酸鹽濃度。因此，本實用新型可以運用無毒的緩沖溶液(如Tris-DTPA緩沖液)和紫外燈進行還原，具有測試結果穩(wěn)定性好，還原率高，且不產(chǎn)生環(huán)境毒性污染的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本實用新型一種用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的監(jiān)測裝置的示意圖；

圖中：10多通閥；20試劑容器；21緩沖液容器；22顯色劑容器；23清洗液容器；30注射器；40還原管；50紫外還原燈；60比色結構；70進樣排液通道。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

參見圖1，本實用新型提出的一種用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的監(jiān)測裝置，包括多通閥10、試劑容器20、注射器30、還原管40、用于為還原管40提供紫外光的紫外還原燈50、用于測定亞硝酸鹽濃度值的比色結構60，多通閥10的進出口分別與試劑容器20的出口、注射器30的進出口、還原管40的進出口及比色結構60的進口連接，多通閥10可切換注射器30的進出口與試劑容器20的出口、還原管40的進出口及比色結構60的進口連通。該方案中，通過切換多通閥10，可以選擇注射器30的進出口與試劑容器20的出口、還原管40的進出口及比色結構60的進口連通，當選擇與試劑容器20的出口連通時，進入注射器的待檢測液可以加入硝酸鹽還原所需要的試劑(比如作用為還原劑的緩沖液)、測定亞硝酸鹽濃度所需要的顯色劑、以及檢測后用于清洗裝置的清洗液；當選擇與還原管40的進出口連通時，可將注射器中含有還原劑的待檢測液加入還原管中，以及將還原后的待檢測液返回輸送至注射器中；當選擇與比色結構的進口連通時，可將還原后的待檢測液注入比色結構，以測定亞硝酸鹽濃度。前述的注射器30、比色結構，可以參考現(xiàn)有技術。本案中，可以運用無毒的緩沖溶液(如Tris-DTPA緩沖液)和紫外燈進行還原，具有測試結果穩(wěn)定性好，還原率高，且不產(chǎn)生環(huán)境毒性污染的優(yōu)點。

上述的監(jiān)測裝置，需要測量的硝酸鹽和亞硝酸鹽溶液(待檢測液)可以手動或自動加入注射器30中，優(yōu)選地，還包括用于提供樣品的進樣排液通道70，進樣排液通道70的出口與多通閥10的其中一個進出口連通，進樣排液通道70的進口還與比色結構60的出口連通，多通閥10可切換注射器30的進出口與進樣排液通道70的出口連通。通過設置進樣排液通道70，可以實現(xiàn)自動加入待檢測液，方便，效率高。

上述方案中，為便于加入不同的試劑(作為還原劑的緩沖液、用于測量濃度的顯色劑、用于清洗的清洗液等)，試劑容器20優(yōu)選包括緩沖液容器21、顯色劑容器22、清洗液容器23，緩沖液容器21、顯色劑容器22、清洗液容器23的出口通過多通閥10的進出口可選擇地與注射器30的進出口連通，注射器30的進出口也可以選擇切換與每種試劑的出口連通，從而實現(xiàn)在不同的測試階段，加入不同的溶劑。

上述方案中，緩沖液是用于硝酸鹽還原的緩沖液，即為還原劑，優(yōu)選地，緩沖液容器21用于盛裝Tris-DTPA緩沖液(Tris-DTPA為三(羥甲基)氨基甲烷-二乙基三胺五乙酸)，由于還原劑成分采用無毒的tris-DTPA緩沖液，與國標的鎘柱還原法相比對環(huán)境更加友好，不造成環(huán)境污染，無需更換鎘柱，對操作人員更加安全。當然，本領域技術人員也可以采用其他的還原劑。

上述方案中，多通閥的原理是通過切換不同的入口可以更換加入或輸出的試劑或者試樣，只要實現(xiàn)上述的導通狀態(tài)即可，為便于對多通閥10的控制，優(yōu)選地，多通閥10為旋轉(zhuǎn)多通閥。

上述方案中，優(yōu)選地，還原管40為壁厚小于2mm的環(huán)形石英管；還原管40的外部涂覆反光材料；還原管40的進出口位于還原管40的下部，還原管40的上部設置有開口。通過采用壁厚小于2mm的環(huán)形石英管作為還原管，透光率高(最高可超過99％)，可以有效減少紫外光損失，保證較高還原率；同時，通過在還原管40外部涂覆反光材料，可以防止紫外光透過石英管造成光損失，從光源角度提高紫外光利用率；另外，還原管40的水路結構采用下部進樣和下部排樣的方式，上端開口，管路鏈接外部保持壓力平衡，此種結構方式保證無樣品殘留，每次檢測后并對其進行清洗，保證了檢測結果的獨立準確性。

上述方案中，優(yōu)選地，還原管40及紫外還原燈50均為圓管狀結構，紫外還原燈50位于還原管40的內(nèi)部，還原管40的直徑大于紫外還原燈50的直徑，這樣，可以提高紫外光照射效果，提高還原效率。

上述方案中，優(yōu)選地，還原管40與紫外還原燈50的直徑差小于2mm。通過該方案，一方面防止空間間隔太大造成光強損失，有效地提高了光的利用率；另一方面也間隔距離小提高了空間利用率，減小模塊體積，便于應用到儀器集成系統(tǒng)中。

需要說明的是，紫外還原管內(nèi)腔尺寸和體積設計依據(jù)比色結構60尺寸和管路體積綜合計算，滿足檢測需求同時降低了試劑消耗量，一定程度上降低了運行成本，延長了維護周期。

上述方案中，為便于對該監(jiān)測裝置的自動化控制，優(yōu)選地，還包括控制主機，控制主機與多通閥10、注射器30及還原燈50連接，控制主機用于控制多通閥10的導通狀態(tài)、注射器的動作以及還原燈50的供電與斷電。通過設置控制主機，實現(xiàn)了自動加入待檢測液、自動加入還原劑、自動打開紫外還原燈，自動化程度高。

上述方案中，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控與管理，優(yōu)選地，還包括用于采集監(jiān)測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集儀，控制主機為PLC或單片機，控制主機還包括發(fā)射模塊，發(fā)射模塊用于將數(shù)據(jù)采集儀監(jiān)測的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠程接收終端。數(shù)據(jù)發(fā)送可以通過CDMA/GPRS或北斗等方式。

采用上述檢測裝置的檢測方法如下：

由控制主機的控制下，將待檢測液由進樣排液通道70進入，控制多通閥10進樣口與注射器30進出口連通，然后切換多通閥10使注射器30的進出口與試劑容器20的出口連通，控制切換注入相應比例的還原劑，進行充分混合后，將混合液注出由底部進入還原管40，由控制主機對應控制程序打開紫外還原燈50，照射預定時間(如3min)后完成還原流程，硝酸鹽在此還原過程中轉(zhuǎn)換為亞硝酸鹽，結束后將其重新從底部注出，進入注射器30中，再控制多通閥10切換加入鹽酸萘乙二胺顯色劑，充分混合后進行顯色，預定時間(如3min)顯色完成后將其注入比色結構60，由波長為540nm的LED燈作為光源，光電池作為檢測器，以空白為參比，測量其吸光度，再對應內(nèi)置的標準曲線，計算出總亞硝酸鹽濃度值，即為原水中硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度的總和。檢測完成后，控制切換多通閥10將顯色液排出系統(tǒng)外部，同時，切換多通閥10使注射器30的進出口與試劑容器20的出口連通，加入清洗液，對管路進行清洗，防止顯色液殘留影響下一次檢測結果。

亞硝酸鹽的檢測步驟如下：由控制主機控制多通閥10，將待檢測液注入注射器30，再切換進樣口，按一定配比加入鹽酸萘乙二胺顯色劑，充分混勻后，進行顯色預定時間(如3min)，顯色完成后將其注入比色結構60，由波長為540nm的LED燈做為光源，光電池作為檢測器，空白做為參比，測定其吸光度，對應其標準曲線濃度計算出亞硝酸鹽的濃度。檢測完溶液由注射器控制排出系統(tǒng)外部。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。