水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測儀及其監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測儀及其監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水乃生命之源，人類在生活和生產(chǎn)活動(dòng)中都離不開水，生活飲用水水質(zhì)的優(yōu)劣與人類健康密切相關(guān)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科學(xué)進(jìn)步和人民生活水平的提高，人們對生活飲用水的水質(zhì)要求不斷提高，飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)地不斷發(fā)展和完善。根據(jù)衛(wèi)生部2001版《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》和《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006以及建設(shè)部《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ/T206-2005之要求，對于涉及出廠水、管網(wǎng)水以及末梢水的飲用水水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)需要包含消毒、物理和污染等三方面的七項(xiàng)監(jiān)測指標(biāo)，具體包括:渾濁度、色度、臭和味、余氯、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群和耗氧量COD-。其中，代表衛(wèi)生消毒類指標(biāo)的余氯、代表物理感官類指標(biāo)的渾濁度以及代表有機(jī)物污染類指標(biāo)的耗氧量COD-的組合才能綜合、全面地反映飲用水水質(zhì)情況。
[0003]但是，由于水質(zhì)指標(biāo)的檢測、監(jiān)測都是基于分析化學(xué)的相關(guān)方法，其核心內(nèi)容是通過特征光譜的光度比色法定量分析。因此，市面上的常規(guī)同類檢測、監(jiān)測儀器設(shè)備通常采用單色光源的比色法來實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)指標(biāo)的檢測、監(jiān)測，即一臺(tái)儀器設(shè)備僅檢測、監(jiān)測某項(xiàng)單一指標(biāo)，就算是現(xiàn)有的飲用水水質(zhì)在線監(jiān)測方案往往也只能選取余氯、渾濁度這一、二個(gè)指標(biāo)所對應(yīng)的檢測、監(jiān)測儀器的組合加以監(jiān)測，從而不能全面的反映飲用水水質(zhì)情況；另外，對飲用水水質(zhì)進(jìn)行檢測、監(jiān)測，國家有相應(yīng)的方法標(biāo)準(zhǔn)，如在國標(biāo)GB/T5750-2006《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》中給出了相關(guān)檢測、監(jiān)測指標(biāo)的檢驗(yàn)方法，但是，目前有些監(jiān)測設(shè)備并沒有完全參照執(zhí)行，例如在監(jiān)測水質(zhì)余氯指標(biāo)時(shí)，可能會(huì)采用電極法等，因此，目前對飲用水水質(zhì)的檢測及監(jiān)測不能完全達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測儀及其監(jiān)測方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)的水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備檢測指標(biāo)單一、不能全面對飲用水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控的問題。
[0005]本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測儀，包括:控制模塊1、試劑裝置2、定量取液裝置3、消解裝置4、光源裝置5、比色測量裝置6和PH溫度計(jì)7，其中，
[0006]控制模塊I用于對水質(zhì)監(jiān)測過程進(jìn)行控制；
[0007]試劑裝置2用于在控制模塊I的作用下提供化學(xué)試劑；
[0008]定量取液裝置3用于在控制模塊I的作用下定量抽取被測水樣以及定量抽取試劑裝置2中存放的化學(xué)試劑；
[0009]消解裝置4用于在控制模塊I的作用下為被測水樣和化學(xué)試劑提供檢測所需的化學(xué)反應(yīng)環(huán)境；
[0010]光源裝置5用于在控制模塊I的作用下生成全光譜光源；
[0011]比色測量裝置6用于在控制模塊I的作用下采用物理光學(xué)上的窄縫原理，將全光譜光源分成若干單色光、再結(jié)合相應(yīng)光敏傳感技術(shù)，生成全光譜的掃描結(jié)果；控制模塊I還用于根據(jù)掃描結(jié)果生成檢測數(shù)據(jù)并將檢測數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸；
[0012]PH溫度計(jì)7用于在控制模塊I的作用下對被測水樣的PH值和溫度進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果采用MODBUS協(xié)議傳輸至所述控制模塊I。
[0013]進(jìn)一步的，定量取液裝置3包括:蠕動(dòng)泵301、定量取液器302和多通道閥303，其中，多通道閥303用于在控制模塊I的作用下對被測水樣、化學(xué)試劑進(jìn)行選擇與切換；定量取液器302用于對多通道閥303選擇的被測水樣、化學(xué)試劑進(jìn)行精確定量取樣；蠕動(dòng)泵301用于對定量取液器302精確定量取樣的被測水樣、化學(xué)試劑提供搬運(yùn)動(dòng)力。
[0014]進(jìn)一步的，消解裝置4包括:消解瓶401、電加熱器402和溫度、壓力傳感器403，其中，消解瓶401用于放置定量抽取的被測水樣和化學(xué)試劑；溫度、壓力傳感器403用于將消解瓶401的當(dāng)前溫度及壓力參數(shù)傳輸至控制模塊I ;加熱器402用于在控制模塊I的作用下為消解瓶401提供具有合適的溫度和壓力的檢測所需的化學(xué)反應(yīng)環(huán)境。
[0015]進(jìn)一步的，比色測量裝置6包括:流動(dòng)比色皿601和光譜儀602，其中，流動(dòng)比色皿601用于放置被測水樣和化學(xué)試劑經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后的結(jié)果溶液；光譜儀602用于在控制模塊I的作用下采用物理光學(xué)上的窄縫原理，將全光譜光源分成若干單色光、再結(jié)合相應(yīng)光敏傳感技術(shù)，生成全光譜的掃描結(jié)果。
[0016]進(jìn)一步的，光源裝置5包括氘燈、或鎢燈、或氘燈和鎢燈的組合以及電子開關(guān)，其中，氘燈、鎢燈或氘燈和鎢燈的組合用于生成全光譜光源，電子開關(guān)用于根據(jù)需要對全光譜光源進(jìn)行開啟和遮擋。
[0017]進(jìn)一步的，全光譜光源的波長為200nm?800nm。
[0018]本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種通過上述水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測儀對水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測的方法，該方可包括如下步驟:
[0019]定量抽取被測水樣以及化學(xué)試劑；
[0020]對所述被測水樣和化學(xué)試劑提供檢測所需的化學(xué)反應(yīng)環(huán)境；
[0021]根據(jù)檢測需要生成全光譜光源；
[0022]采用物理光學(xué)上的窄縫原理，將所述全光譜光源分成若干單色光、再結(jié)合相應(yīng)光敏傳感技術(shù)，生成全光譜的掃描結(jié)果；
[0023]根據(jù)所述掃描結(jié)果生成檢測數(shù)據(jù)并將所述檢測數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸。采用上述本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是:本發(fā)明實(shí)施例提供的水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測儀是采用當(dāng)今世界先進(jìn)的微型光譜掃描技術(shù)，對從紫外一直到近紅外的全光譜進(jìn)行掃描的方法完成比色定量分析，所以可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對幾個(gè)指標(biāo)實(shí)施檢測、監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)儀器設(shè)備上同時(shí)檢測、監(jiān)測飲用水水質(zhì)的多個(gè)指標(biāo)，從而大大提高了檢測效率和檢測精度，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測儀的多檢測指標(biāo)的合成。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明提供的水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明提供的通過水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測儀對水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測的方法的流程示意圖；
[0026]附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下:
[0027]1、控制模塊，2、試劑裝置，3、定量取液裝置，4、消解裝置，5、光源裝置，6、比色測量裝置，7、PH溫度計(jì)，301、蠕動(dòng)泵，302、定量取液器，303、多通道閥，401、消解瓶，402、電加熱器，403、溫度、壓力傳感器，601、比色皿，602、光譜儀。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。
[0029]本發(fā)明提供了一種水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測儀，其采用分析化學(xué)與電化學(xué)相結(jié)合的方法對生活飲用水水質(zhì)常規(guī)五大指標(biāo)“余氯、渾濁度、耗氧量(COD-高錳酸鉀鹽指數(shù))或氨氮、PH值和水溫”(這是根據(jù)衛(wèi)生部所頒布的生活飲用水水質(zhì)指標(biāo)檢測的國家標(biāo)準(zhǔn)GB5750-2006《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》之規(guī)定來確定的)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，從而可以全面監(jiān)測飲用水的水質(zhì)情況。其中，余氯、渾濁度、耗氧量(COD-高錳酸鉀鹽指數(shù))或氨氮采用分析化學(xué)方法一光度比色法來實(shí)現(xiàn)的。所謂光度比色法就是根據(jù)被分析物質(zhì)對特征光譜存在含量濃度與吸光值之間有線性比例關(guān)系的特點(diǎn)來檢測相應(yīng)物質(zhì)的濃度。因此，基本過程是根據(jù)要求加入適量的化學(xué)試劑，并在外界環(huán)境的配合下(如高溫、高壓等)，產(chǎn)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，并將結(jié)果溶液放入比色皿中，通過采樣特征光譜下的吸光度值，計(jì)算出被測物質(zhì)的濃度值。而對于PH值、水溫兩個(gè)指標(biāo)則采用電化學(xué)的方法來檢測，這主要是利用特征電極將被檢測量轉(zhuǎn)換成電信號后再加以測定。
[0030]圖1為本發(fā)明提供的水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測儀的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該監(jiān)測儀可以包括:控制模塊1、試劑裝置2、定量取液裝置3、消解裝置4、光源裝置5、比色測量裝置6和PH溫度計(jì)7，其中，控制模塊I包括主控電路板和液晶控制屏，是負(fù)責(zé)對整臺(tái)監(jiān)測儀實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工作的控制核心，用于對水質(zhì)監(jiān)測過程進(jìn)行控制，具體可以控制試劑裝置2、定量取液裝置3、消解裝置4、光源裝置5和比色測量裝置6的運(yùn)行、以及讀取PH溫度計(jì)7的檢測數(shù)據(jù)；試劑裝置2用于在控制模塊I的作用下提供化學(xué)試劑，從而為監(jiān)測儀提供實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的基本條件；定量取液裝置3用于在控制模塊I的作用下定量抽取被測水樣以及定量抽取試劑裝置2中存放的化學(xué)試劑；消解裝置4用于在控制模塊I的作用下為被測水樣和化學(xué)試劑提供檢測所需的、適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)環(huán)境；光源裝置5用于在控制模塊I的作用下生成全光譜光源；比色測量裝置6用于在控制模塊I的作用下采用物理光學(xué)上的窄縫原理，將全光譜光源分成若干單色光、再結(jié)合相應(yīng)光敏傳感技術(shù)，生成全光譜的掃描結(jié)果；進(jìn)而，控制模塊I還用于根據(jù)掃描結(jié)果生成檢測數(shù)據(jù)并將檢測數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸；PH溫度計(jì)7用于在控制模塊I的作用下對被測水樣的PH值和溫度值進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果采用MODBUS協(xié)議傳輸至控制模塊I。
[0031]由于本發(fā)明提供的水質(zhì)多參數(shù)監(jiān)測儀所監(jiān)控的余氯、渾濁度、耗氧量(CODsfa高錳酸鉀鹽指數(shù))三大檢測指標(biāo)是采用分析化學(xué)方法，因此離不開必要的化學(xué)