本實(shí)用新型涉及化學(xué)分析設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種數(shù)碼光度法測(cè)量水樣中微量金屬元素的裝置。

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，化學(xué)物質(zhì)對(duì)飲用水的污染越來(lái)越引起人們的關(guān)注，水中金屬離子超標(biāo)時(shí)，對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)、血液均有不良影響，我國(guó)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生活飲用水中金屬元素的含量均有嚴(yán)格限制。

目前用于微量與痕量金屬元素測(cè)定的主要方法是原子吸收光譜法與分光光度法，上述兩種方法主要存在的問(wèn)題是：1.需要大型的分析儀器；2.試樣預(yù)處理、檢測(cè)分析的操作步驟繁瑣復(fù)雜，不適合攜帶和現(xiàn)場(chǎng)分析，而將環(huán)境水樣帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)量也極不方便。因此，建立高靈敏度、快速測(cè)定水體中金屬元素含量的新方法非常有必要，尋找一種試樣消耗少，環(huán)境友好的樣品前處理方法及簡(jiǎn)單快速的分析儀器是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。

數(shù)碼光度法是近年來(lái)測(cè)量水樣中微量元素的一種新方法，它是基于CCD電荷耦合器件記錄影像，利用RGB三基色原理來(lái)表達(dá)任何一種顏色的原理制成的。水樣中的某些金屬離子在加入相應(yīng)的顯色劑之后，在適當(dāng)?shù)娘@色條件下，會(huì)生成帶有顏色的金屬絡(luò)合物。數(shù)碼光度法就是先建立待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)色斑（灰度）圖像，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，然后在待測(cè)水樣中加入顯色劑與水樣中的金屬離子顯色之后在硅膠板或?yàn)V紙片上進(jìn)行點(diǎn)樣，利用數(shù)碼相機(jī)收集硅膠板或?yàn)V紙片上試樣的顏色后與標(biāo)準(zhǔn)色斑圖像進(jìn)行比對(duì)，由軟件自動(dòng)分析出環(huán)境水樣中金屬元素的含量。但是這種方法存在以下問(wèn)題：1.環(huán)境水樣中的金屬元素含量很少，即使加入顯色劑，水樣的顏色變化也并不大，在試樣顏色采集及與標(biāo)準(zhǔn)色斑圖像進(jìn)行比對(duì)時(shí)存在較大誤差；2.在自然光下利用數(shù)碼相機(jī)拍照記錄影像受到外界環(huán)境雜散光的影響較大，容易造成圖像灰度測(cè)量誤差。因此，研發(fā)一種操作快速簡(jiǎn)單，測(cè)量準(zhǔn)確，并且能夠現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)量水樣中微量金屬元素的裝置很有意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有測(cè)量水樣中微量金屬元素的裝置存在儀器過(guò)大不方便攜帶，且試樣前處理、檢測(cè)分析步驟繁瑣，不適合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和分析的問(wèn)題，提供一種數(shù)碼光度法測(cè)量水樣中微量金屬元素的裝置。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種數(shù)碼光度法測(cè)量水樣中微量金屬元素的裝置，具有盒體，特別是：在盒體內(nèi)部一側(cè)裝有熒光燈管，熒光燈管外部套裝有燈罩，燈罩上沿著熒光燈管的長(zhǎng)度方向開(kāi)設(shè)有長(zhǎng)條形窗口，長(zhǎng)條形窗口上裝有活動(dòng)蓋板，活動(dòng)蓋板調(diào)整長(zhǎng)條形窗口的開(kāi)口角度為30-60°；在盒體內(nèi)相對(duì)熒光燈管的另一側(cè)還裝有照度計(jì)探頭，照度計(jì)探頭通過(guò)導(dǎo)線外接照度計(jì)顯示器；所述盒體的頂板為透明頂板，盒體上與熒光燈管相對(duì)的一側(cè)側(cè)板為透明側(cè)板，盒體的其他三塊側(cè)板及底板均為不透光材質(zhì)制成；在所述盒體的透明頂板上設(shè)有樣品區(qū)，樣品區(qū)正上方上部通過(guò)支架固定有拍照板，拍照板上開(kāi)有拍照孔，手機(jī)或數(shù)碼相機(jī)的攝像頭通過(guò)拍照孔進(jìn)行圖像采集。

本實(shí)用新型中所述活動(dòng)蓋板兩側(cè)通過(guò)銷軸與燈罩鉸接，銷軸伸出盒體外部并設(shè)有手柄，通過(guò)手柄旋轉(zhuǎn)即可實(shí)現(xiàn)活動(dòng)蓋板的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)燈罩上長(zhǎng)條形窗口的開(kāi)口角度，給數(shù)碼相機(jī)拍照提供所需要求的光照條件。當(dāng)然本實(shí)用新型中燈罩上的活動(dòng)蓋板還可以采用其他結(jié)構(gòu)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)活動(dòng)蓋板的旋轉(zhuǎn)即可。

本實(shí)用新型中所述透明側(cè)板外部裝有試管支架，試管支架上設(shè)有3-8個(gè)試管孔。在透明側(cè)板外部安裝試管支架，可以提供一種簡(jiǎn)易的半定量比色分析裝置。

本實(shí)用新型中所述拍照板與盒體透明頂板之間的距離為10-20cm。將拍照板與盒體透明頂板之間的距離固定，可以有效避免每次圖像采集時(shí)存在成像大小的誤差。

本實(shí)用新型中所述不透光材質(zhì)為塑料材質(zhì)或金屬材質(zhì)，優(yōu)先選用黑色塑料或金屬材質(zhì)。當(dāng)然也可以采用其他材質(zhì)，只要符合不透光，不反光，不給圖像采集帶來(lái)環(huán)境雜光的要求即可。

本實(shí)用新型中所述盒體的長(zhǎng)度×寬度×高度=20cm×20cm×15cm。當(dāng)然盒體的長(zhǎng)、寬、高不是固定的，而是可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整的。

使用本實(shí)用新型裝置測(cè)量時(shí)，可以采用分散液液微萃取技術(shù)，來(lái)進(jìn)行試樣中金屬絡(luò)合物的富集與分離，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度。

分散液液微萃取(Dispersive liquid-liquid microextraction, DLLME)是2006年由Assadi等提出的一種新型樣品前處理技術(shù)，它相當(dāng)于微型化的液液萃取，是基于目標(biāo)分析物在樣品溶液和小體積的萃取劑之間的平衡分配過(guò)程。分散液液微萃取集采樣、萃取、和濃縮于一體，避免了固相微萃取中可能存在的交叉污染問(wèn)題，具有操作簡(jiǎn)單快速、成本低、富集倍數(shù)高且對(duì)環(huán)境友好等諸多優(yōu)點(diǎn)，在痕量分析領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

使用本實(shí)用新型裝置進(jìn)行水樣中微量金屬元素測(cè)量的方法是：

1.采用分散液液微萃取技術(shù)，分別制作各金屬元素不同濃度顯色的標(biāo)準(zhǔn)色斑（灰度）圖像，并制作出標(biāo)準(zhǔn)曲線；

2.打開(kāi)本實(shí)用新型的數(shù)碼光度法裝置的熒光燈、照度儀，調(diào)節(jié)長(zhǎng)條形窗口的開(kāi)口角度，準(zhǔn)備好干凈的硅膠板或?yàn)V紙片，備用；

3.取待測(cè)水樣，加入顯色劑，利用分散液液微萃取技術(shù)進(jìn)行金屬離子富集；

4.利用微量移液槍吸取準(zhǔn)確體積的步驟3中的富集相，在硅膠板或?yàn)V紙片上進(jìn)行點(diǎn)樣；

5.將點(diǎn)樣好的硅膠板或?yàn)V紙片放在本實(shí)用新型裝置的樣品區(qū)，將手機(jī)或數(shù)碼相機(jī)放在拍照板上，并將攝像頭對(duì)準(zhǔn)拍照孔進(jìn)行拍照；

6.將手機(jī)或數(shù)碼相機(jī)采集到的圖像傳到分析軟件中進(jìn)行分析，即可得出待測(cè)水樣中待測(cè)金屬離子的含量；

7.不需要精確分析時(shí)，可以利用透明側(cè)板外部的試管支架，在試管支架中裝入標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)溶液，進(jìn)行半定量比色分析。

本實(shí)用新型裝置的熒光燈及照度儀提供了標(biāo)準(zhǔn)照度，克服了原有數(shù)碼光度法裝置存在環(huán)境雜散光對(duì)成像像素?cái)?shù)值的影響，采用手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)或掃描儀掃描色塊獲得樣斑圖像，然后從不同濃度顯色樣品的圓形樣斑圖像中截取與標(biāo)準(zhǔn)色斑圖像同一面積的方形色斑，成像斑點(diǎn)的灰度值與金屬離子的濃度成正比，有效避免了點(diǎn)樣量體積不一致所產(chǎn)生的色斑面積不一致，以及色斑邊緣與色斑中心像素不一致所導(dǎo)致的測(cè)試結(jié)果誤差，提高了準(zhǔn)確度和精密度，更適合現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，尤其適用于環(huán)境水樣中金屬離子的樣品前處理與快速分析測(cè)定，可以利用手機(jī)或數(shù)碼相機(jī)的無(wú)線傳輸功能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程處理與傳輸，快速得到檢測(cè)數(shù)據(jù)的目的。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型活動(dòng)蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1—盒體，2—熒光燈管，3—燈罩，4—長(zhǎng)條形窗口，5—活動(dòng)蓋板，6—照度計(jì)探頭，7—照度計(jì)顯示器，8—透明頂板，9—透明側(cè)板，10—樣品區(qū)，11—支架，12—拍照板，13—拍照孔，14—手機(jī)或數(shù)碼相機(jī)，15—銷軸，16—手柄，17—試管支架，18—試管孔。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種數(shù)碼光度法測(cè)量水樣中微量金屬元素的裝置，具有盒體1，特別是：在盒體1內(nèi)部一側(cè)裝有熒光燈管2，熒光燈管2外部套裝有燈罩3，燈罩3上沿著熒光燈管2的長(zhǎng)度方向開(kāi)設(shè)有長(zhǎng)條形窗口4，長(zhǎng)條形窗口4上裝有活動(dòng)蓋板5，活動(dòng)蓋板5調(diào)整長(zhǎng)條形窗口4的開(kāi)口角度為30-60°；在盒體1內(nèi)相對(duì)熒光燈管2的另一側(cè)還裝有照度計(jì)探頭6，照度計(jì)探頭6通過(guò)導(dǎo)線外接照度計(jì)顯示器7；所述盒體1的頂板為透明頂板8，盒體1上與熒光燈管2相對(duì)的一側(cè)側(cè)板為透明側(cè)板9，盒體的其他三塊側(cè)板及底板均為不透光材質(zhì)制成；在所述盒體1的透明頂板8上設(shè)有樣品區(qū)10，樣品區(qū)10正上方通過(guò)支架11固定有拍照板12，拍照板12上開(kāi)有拍照孔13，手機(jī)或數(shù)碼相機(jī)14的攝像頭通過(guò)拍照孔13進(jìn)行圖像采集。

參見(jiàn)圖2，本實(shí)施例中所述活動(dòng)蓋板5兩側(cè)通過(guò)銷軸15與燈罩3鉸接，銷軸15伸出盒體1外部并設(shè)有手柄16。

本實(shí)施例中所述透明側(cè)板8外部裝有試管支架17，試管支架17上設(shè)有3-8個(gè)試管孔18，本實(shí)施例中具體為6個(gè)試管孔。

本實(shí)施例中所述拍照板12與盒體透明頂板8之間的距離為10-20cm，本實(shí)施例中具體為15cm。

本實(shí)施例中所述不透光材質(zhì)為塑料材質(zhì)或金屬材質(zhì)，本實(shí)施例中具體為黑色金屬材質(zhì)。

本實(shí)施例中所述盒體1的長(zhǎng)度×寬度×高度=20cm×20cm×15cm。