一種水質(zhì)重金屬在線樣品檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一種水質(zhì)重金屬在線樣品檢測系統(tǒng)，涉及水質(zhì)在線檢測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水質(zhì)重金屬污染的檢測方法取得了很大的成就，常用的檢測方法有質(zhì)譜法、原子光譜分析法、分光光度法、電感耦合等離子體法等，此外，一些新興的檢測方法也有所發(fā)展，如生物傳感器法、酶抑制法、微流控分析法等，但這些方法或操作步驟冗長繁瑣，或干擾因素較多、或需要使用比較昂貴的大型分析儀器，而且對操作人員有很高的專業(yè)技能要求，因而，大都只能在實驗室內(nèi)完成，不能滿足現(xiàn)場、快速在線檢測的技術(shù)要求。
[0003]比較而言，比色分析法和電化學(xué)分析法，檢測快速，操作簡單，易于開發(fā)水質(zhì)監(jiān)測儀器，實現(xiàn)對重金屬的現(xiàn)場、快速在線檢測。但是，重金屬污染很多，如:汞、鉛、鉻、鎘、砷、銅、錳、鐵等。目前，環(huán)保、水利等部門為了全面監(jiān)測重金屬污染和綜合評價水質(zhì)變化，不得不采用多電化學(xué)傳感器探頭集成型儀器、多比色分析模塊集成型儀器、甚至多臺單參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測儀器的組合這三種技術(shù)途徑實現(xiàn)水質(zhì)重金屬的多參數(shù)實時監(jiān)測，以上技術(shù)途徑難以滿足水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)在多參數(shù)監(jiān)測的擴(kuò)展性和現(xiàn)場緊急使用的靈活性的方面的技術(shù)要求，并且使用成本比較高，如:多比色分析模塊集成型儀器一般最多集成3-4個模塊，否則儀器成本過高(一般每增加一個比色分析模塊，儀器價格將增加7-10萬元，增大)而使用戶難以接受，而且如增加一個比色分析模塊儀器體積也會變大。基于陽極溶出伏安法的水質(zhì)重金屬監(jiān)測儀器雖然能夠檢測多項重金屬參數(shù)，但是，由于傳感電極與水接觸，為保證電極不被污水腐蝕而延長儀器的使用壽命，此類儀器檢測上限不高，測量范圍不大，一般只能監(jiān)測地表一類與二類水質(zhì)污染，而不能用于工業(yè)廢水處理和城市污水處理的排放監(jiān)測，也不能用于地表水質(zhì)的突發(fā)性重金屬污染監(jiān)測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種水質(zhì)重金屬在線樣品檢測系統(tǒng)。能夠在線順序檢測多項水質(zhì)重金屬參數(shù)(如汞、鉛、鉻、鎘、砷等)，同時，該系統(tǒng)具備流路切換、樣品與試劑的精確抽取，以及流路的自動清洗功能；并且在不影響檢測光路的前提下，基于超聲技術(shù)與水浴恒溫原理，集光學(xué)檢測、自動恒溫、攪拌與清洗等功能于一體。
[0005]本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
一種水質(zhì)重金屬在線樣品檢測系統(tǒng)，包括樣品檢測流路、樣品檢測室、微型光譜儀；
所述樣品檢測流路包括多位閥、儲液環(huán)、注射泵，多位閥通過管路連接儲液環(huán)一端，儲液環(huán)另一端通過管路連接注射泵一端，注射泵另一端通過管路連接超純水，多位閥連接樣品檢測室。光源發(fā)出檢測光束進(jìn)入樣品檢測室，出射光束經(jīng)過透鏡聚焦后進(jìn)入微型光譜儀，微型光譜儀連接測量與控制系統(tǒng)。
[0006]所述樣品檢測室包括不銹鋼水槽，不銹鋼水槽內(nèi)設(shè)有流通檢測池，流通檢測池設(shè)有接口、溢流口，不銹鋼水槽設(shè)有進(jìn)水口，所述接口、進(jìn)水口、溢流口均連通至樣品檢測室，所述接口通過管路連接多位閥，所述溢流口連接廢液池，所述進(jìn)水口連接微型蠕動泵，微型蠕動泵連接超純水。所述樣品檢測室一側(cè)安置有超聲波換能器，超聲波換能器連接超聲波發(fā)生器。
[0007]所述樣品檢測室的側(cè)壁設(shè)有熱電溫控模塊，流通檢測池內(nèi)安裝有熱敏電阻，熱敏電阻連接數(shù)字溫度傳感器，數(shù)字溫度傳感器輸出信號到測量與控制系統(tǒng)，測量與控制系統(tǒng)連接熱電溫控模塊。
[0008]所述樣品檢測室下部設(shè)有光窗，檢測光束穿過光窗、并透過流通檢測池。
[0009]所述樣品檢測室底部設(shè)有水槽排廢口、檢測池排廢口，水槽排廢口連接第一微型直流電機(jī)蠕動泵一端、第一微型直流電機(jī)蠕動泵另一端連接廢液池。所述檢測池排廢口連接三通換向電磁閥的公共口，所述三通換向電磁閥的常開口連接微型步進(jìn)電機(jī)蠕動泵，所述三通換向電磁閥的常閉口連接第二微型直流電機(jī)蠕動泵，第二微型直流電機(jī)蠕動泵連接至廢液池。所述第一微型直流電機(jī)蠕動泵、第二微型直流電機(jī)蠕動泵、微型步進(jìn)電機(jī)蠕動泵、三通換向電磁閥均連接測量與控制系統(tǒng)。
[0010]所述三通換向電磁閥的常開口通過硅膠管連接微型步進(jìn)電機(jī)蠕動泵，所述三通換向電磁閥的常閉口通過硅膠管連接第二微型直流電機(jī)蠕動泵，第二微型直流電機(jī)蠕動泵通過硅膠管連接至廢液池。
[0011]所述進(jìn)水口通過硅膠管連接微型蠕動泵，微型蠕動泵通過硅膠管連通超純水。
[0012]所述不銹鋼水槽設(shè)有蓋板。
[0013]所述多位閥為24位多位閥。
[0014]所述管路為PEEK管。
[0015]本發(fā)明一種水質(zhì)重金屬在線樣品檢測系統(tǒng)，技術(shù)效果如下:
I )、以微型光譜儀為核心，能夠在寬光譜范圍內(nèi)檢測多項水質(zhì)重金屬參數(shù)，與【背景技術(shù)】所述水質(zhì)重金屬多參數(shù)監(jiān)測技術(shù)相比，本系統(tǒng)具有成本低、體積小、水質(zhì)重金屬多參數(shù)檢測的擴(kuò)展性和靈活性更強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢；
2)、在微型光譜儀連續(xù)寬光譜分析的基礎(chǔ)上更易展開在線水質(zhì)監(jiān)測信號處理研宄，以消除被測水樣的濁度、色度背景干擾，從而提高水質(zhì)重金屬在線檢測的準(zhǔn)確度；
3)、具有自動抽樣、自動攪拌、自動恒溫、自動清洗和自動檢測的多功能系統(tǒng)集成的技術(shù)優(yōu)勢，能夠有效保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)連接示意圖；
圖2為本發(fā)明系統(tǒng)的光譜檢測系統(tǒng)示意圖；
圖3為本發(fā)明系統(tǒng)的樣品檢測室結(jié)構(gòu)示意圖一；
圖4為本發(fā)明系統(tǒng)的樣品檢測室結(jié)構(gòu)示意圖二。
【具體實施方式】
[0017]經(jīng)物理預(yù)處理(主要是沉淀及一定精度的過濾)后的在線被測水樣在監(jiān)測儀器控制系統(tǒng)的作用下先進(jìn)入在線樣品消解系統(tǒng)，使水樣中的汞、鉛、鎘、鉻、砷均被氧化消解為相應(yīng)的離子態(tài)后，再進(jìn)入本發(fā)明一種水質(zhì)重金屬在線樣品檢測系統(tǒng)，以檢測水樣中被測重金屬的含量。如圖1所示，一種水質(zhì)重金屬在線樣品檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括樣品檢測流路a和光譜檢測系統(tǒng)，所述光譜檢測系統(tǒng)包括光源d、樣品檢測室b和微型光譜儀C。
[0018]所述樣品檢測流路a由24位多位閥al、儲液環(huán)a2和注射泵a3組成，主要基于順序注射原理而設(shè)計，所述24位多位閥al具有多通道流路切換功能，其閥位13通過PEEK(聚醚醚酮)管連接在線樣品消解系統(tǒng)流路，其公共口通過PEEK管連接儲液環(huán)a2，其閥位1#通過PEEK管連接在線光譜檢測系統(tǒng)內(nèi)的樣品檢測室b。所述儲液環(huán)a2另一端通過PEEK管連接注射泵a3，注射泵a3的另一端口通過PEEK管接通超純水W。樣品檢測流路a具有流路切換、樣品與試劑的精確抽取和流路的自動清洗功能，詳述為:控制24位多位閥al轉(zhuǎn)子(其內(nèi)部一個可以轉(zhuǎn)動的管道)可以使公共口與連接標(biāo)準(zhǔn)樣品、檢測試劑、在線水樣、超純水等閥位的流路導(dǎo)通，從而實現(xiàn)流路切換。檢測某一重金屬參數(shù)時，控制注射泵a3與24位多位閥al，把一定體積的樣品(標(biāo)準(zhǔn)樣品或消解后在線水樣)與對應(yīng)的檢測試劑依次抽入儲液環(huán)a2內(nèi)，然后多位閥轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到閥位1#，注射泵a3反推，即可把樣品反應(yīng)體系推入樣品檢測室b，進(jìn)行在線顯色反應(yīng)與光譜檢測，檢測完畢后，控制直流泵排空樣品檢測室b，并控制多位閥與注射泵a3協(xié)同工作，完成樣品檢測室b的自動清洗。綜上:樣品檢測流路順序抽取水樣和被測重金屬對應(yīng)的檢測試劑進(jìn)入樣品檢測室b，(這需要控制24位多位閥al、注射泵a3和儲液環(huán)a2協(xié)同工作，即通過24位多位閥al的流路切換，注射泵a3順序抽取一定體積的水樣和被測重金屬對應(yīng)的檢測試劑進(jìn)入儲液環(huán)a2，然后，24位多位閥al的公共口再切換到光譜檢測系統(tǒng)對應(yīng)的流路，再通過注射泵a3把儲液環(huán)a2內(nèi)的反應(yīng)體系反推到樣品檢測室b，完成對水樣中被測水質(zhì)參數(shù)的檢測，檢測完畢后，自動清洗樣品檢測室b，然后再抽取一定體積的水樣和下一個被測重金屬對應(yīng)的檢測試劑進(jìn)入樣品檢測室b，以完成對多項水質(zhì)重金屬的在線順序檢測。
[0019]圖2示出了光譜檢測系統(tǒng)原理，包括光源d、樣品檢測室b和微型光譜儀C。所述光源d為儀器專用鹵鎢燈，經(jīng)準(zhǔn)直后形成平行的檢測光束9進(jìn)入樣品檢測室b，出射光束經(jīng)透鏡e聚焦進(jìn)入微型光譜儀C，微型光譜儀c輸出數(shù)據(jù)通過并口送入測量與控制系統(tǒng)f進(jìn)行處理分析，測量與控制系統(tǒng)f也通過并口對微型光譜儀c供電。所述微型光譜儀c波長范圍為:200-1 lOOnm，波長分辨率為lnm。
[0020]圖3示出了樣品檢測室b的結(jié)構(gòu)示意圖，所述樣品檢測室b在設(shè)計原理上，不但考慮到水質(zhì)樣品反應(yīng)體系的光學(xué)檢測，而且還針對樣品在線顯色反應(yīng)對攪拌、恒溫和清洗的技術(shù)要求，作為系統(tǒng)檢測光路與試樣流路的交叉，在不影響檢測光路的