水中微量油-碳氫化合物在線檢測儀的製作方法
2023-05-24 09:42:26 1
專利名稱：水中微量油-碳氫化合物在線檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水中微量油-碳氫化合物在線檢測儀。
技術背景
水體石油類汙染越來越成為一個嚴重的問題，據介紹輕油5ppm，重 油lppm就會使飲用水產生異味，海水中含石油類0.01ppm， 24小時就可 使魚類產生"汽油味"。我國每年通過工業廢水排入江河的石油類物質約 3萬噸，是環境水體的主要汙染物之一，另外石油工業對水中油份的檢測 也是生產過程中一項重要的環節。離線式常規法測量，測量過程周期長， 操作繁瑣，不是實時監測，檢測中使用的萃取劑還容易對環境造成二次 汙染。而在線檢測向來是測量領域中的重要手段，但目前一般採用的在 線檢測儀，其採樣方式為水樣品在一根玻璃管內從下到上流過，激發 光在管外一側穿過玻璃管壁照射水樣品，光電探測器在玻璃管另一側接 收激發光；也有人將水樣品自由流過一傾斜放置的玻璃板，在玻璃板上 形成一很薄的水樣品層，激發光與光電探測器安裝在水樣品薄層上方的 適當角度。這兩種檢測方式都存在水樣品與採樣部件，如玻璃管、玻璃 板，器壁的接觸面，時間長了，這個接觸面就會出現"汙漬"，影響檢測 結果，使用者必須定期清洗採樣部件。
發明內容
本實用新型的目的就是克服現有在線檢測儀的不足，提出一種水中 微量油-碳氫化合物在線檢測儀，能夠避免因水樣品接觸採樣部件器壁而 產全的檢測面汙染，提高檢測結果的準確性，使用者無須定期清洗採樣部件。
為實現上述目的，本實用新型水中微量油-碳氫化合物在線檢測儀， 包括激發光裝置、採樣部件、光電探測器和數據處理電路，激發光裝置 發出的激發光照射到採樣部件中的水樣品，水樣品散射出的螢光投射到 光電探測器轉換成電信號，該電信號輸入數據處理電路進行數據處理， 所述採樣部件包括進樣桶和回流桶，進樣桶設於回流桶內，進樣桶底部 設有水樣品進口，連接水樣品進給管，回流桶底部設有水樣品出口，連 接水樣品排出管，所述激發光照射到採樣部件中的水樣品為激發光照射 到進樣桶頂部溢流面的水樣品。
在一種優選實施方式中，所述光電探測器設於進樣桶溢流面激發光 照射點的垂直正上方，照射到進樣桶溢流面的激發光光束和垂直投射到
光電探測器的螢光光束之間夾角大於45。且小於90° 。
作為本實用新型的改進，還設有將參比樣品置於進樣桶溢流面激發 光照射點上的參比樣品補償裝置。該參比樣品補償裝置可以是包括載有 參比樣品的轉盤和帶動轉盤旋轉並使轉盤上的參比樣品轉至進樣桶溢流 面激發光照射點上的電機，所述轉盤可以為一半圓形轉盤。將參比樣品 與被測水樣品交替置於相同的位置，禾擁參比樣品螢光值的漂移同比補 償被測水樣品的螢光值，由此綜合補償溫度漂移、激發光強度漂移、探 測器溫漂、電路溫漂等各種漂移，進一步提高檢測結果的準確性。
由於本實用新型的採樣部件採用進樣桶和回流桶，激發光的照射點 為進樣桶頂部的溢流面，也就是，溢流面就是被測水樣品的檢測面，所 以，激發光的照射點不存在水樣品與採樣部件器壁的接觸面，避免了因 水樣品接觸採樣部件器壁而產生的檢測面汙染，故檢測結果的準確性得 以提高，並且不需要定期清洗採樣部件。又因為本實用新型是在線檢測，不用萃取，無須萃取劑，所以，避免了二次汙染。本實用新型還可通過 設置參比樣品補償裝置，進一步提高檢測結果的準確性。
本實用新型應用於自來水廠進行水源監測；汙水處理廠、工業汙水、 石油開採、機場、油輪碼頭、船舶排放廢水的監測；煉油廠、化工廠、 大型設備冷卻水、水電站碳氫化合物滲漏檢測等。對保護生態環境，保 護水資源，監測汙水排放將起到重要作用；對促進環保監測手段與技術 的自動化、數位化建設將起到重要的推動作用。
圖1是本實用新型實施例一的結構示意圖2是本實用新型實施例一採樣部件的結構示意圖3是圖2的俯視圖4是本實用新型實施例二參比樣品補償裝置和採樣部件之間的結 構示意圖5是圖4的俯視具體實施方式
以下結合附圖詳述本實用新型實施例的結構細節
實施例一
如圖1至圖3所示，本實用新型實施例一，包括激發光裝置1、採樣 部件2、光電探測器3和數據處理電路4。激發光裝置1包括紫外光發生 器、窄帶濾光片和準直石英透鏡，紫外光發生器發出的紫外光依次經窄 帶濾光片和準直石英透鏡射出激發光。採樣部件2包括進樣桶21和回流 桶22，進樣桶21設於回流桶22內，進樣桶21底部設有水樣品進口 211， 連接水樣品進給管212，水樣品進給管212設有流量計和限流閥213，回 流桶22底部設有水樣品出口 221，連接水樣品排出管222。激發光裝置1 發出的激發光11照射到採樣部件2中的水樣品，也就是激發光11照 射到進樣桶21頂部溢流面214的水樣品。光電探測器3設於溢流面214 激發光照射點位置的垂直正上方，溢流面214水樣品散射出的螢光5投 射到光電探測器3，為減少激發光11的反射光對光電探測器3的幹擾， 照射到溢流面214的激發光11光束和垂直投射到光電探測器3的螢光5 光束之間夾角大於45。且小於90° 。光電探測器3接收螢光5並轉換成 電信號，該電信號輸入數據處理電路4進行數據處理，數據處理電路4 包含A/D轉換電路和CPU控制電路，光電探測器3輸出的電信號經A/D 轉換電路輸入CPU控制電路進行相關處理。
檢測中，被測水樣品通過水樣品進給管212，經流量計、限流閥213， 由進樣桶21底部水樣品進口 211流入，在頂部形成一個平穩的溢流面 214，溢出的水樣品經回流桶22回收，通過水樣品排出管222排出。通 過調節限流閥213控制溢流速度，使溢流面214不要產生湧動。激發光 照射到溢流面214，溢流面214的水樣品在激發光照射下散射出螢光，該 螢光強度與水中油份含量成比例關係，光電探測器接收螢光並光電轉換， 經CPU計算得到被測水樣品水中油份含量。本實用新型的溢流採樣方式 避免了油汙沉積，不用清洗採樣部件，給使用者帶來方便。使用時通過 限流閥213控制溢流面214的穩定是非常重要的，否則溢流面214的湧 動會影響檢測結果。
進一步，本實用新型的數據處理電路4可通過設計通訊接口，如GSM 手機簡訊等通訊方式，將監測數據發送到監測中心，以便監測中心實時 監控各檢測點的水質。 ,
實施例二
為得到更準確的檢測結果，實施例二在實施例一的基礎上增加了將
參比樣品置於進樣桶21溢流面214激發光照射點上的參比樣品補償裝 置。如圖4至圖5所示，參比樣品補償裝置包括載有參比樣品的轉盤6 和帶動轉盤6旋轉並使轉盤6上的參比樣品轉至進樣桶21溢流面214激 發光照射點上的電機7，轉盤6為一半圓形轉盤，轉盤6上載有參比樣品。 因參比樣品的螢光特性在相同激發光照射下應該不變，只有激發光強、 溫漂等因素才可能使其改變，因此其螢光值的改變反映了激發光強、溫 漂等因素，所以，實際應用中，可以用參比樣品螢光值的漂移同比補償 被測水樣品的測量值。操作過程為開機預熱穩定後，將半圓形轉盤6 旋轉180°到進樣桶21位置，遮蓋住溢流面214，此時參比樣品處於被 測光路中，CPU測量並記錄該初始螢光值，然後轉盤6恢復到原來位置， 以後根據設定的時間間隔定期如此測量參比樣品的螢光值與實際被測水 樣^的螢光值，CPU通過運算，得到實際被測水樣品補償後的螢光值。 實施例二的其餘結構和實施例一相同，此處不多描述。 實施例二將參比樣品置於被測水樣品相同的位置、在相同激發光照 射下、利用相同光路、相同光電探測器接收，而參比樣品的螢光值是固 定的，利用參比樣品螢光值的漂移同比補償被測水樣品的螢光值。因此， 該實施例綜合補償了溫度漂移、激發光強度漂移、探測器溫漂、電路溫 漂等各種因素對檢測值的影響，進一步提高檢測結果的準確性。
權利要求1、水中微量油-碳氫化合物在線檢測儀，包括激發光裝置、採樣部件、光電探測器和數據處理電路，激發光裝置發出的激發光照射到採樣部件中的水樣品，水樣品散射出的螢光投射到光電探測器轉換成電信號，該電信號輸入數據處理電路進行數據處理，其特徵在於所述採樣部件包括進樣桶和回流桶，進樣桶設於回流桶內，進樣桶底部設有水樣品進口，連接水樣品進給管，回流桶底部設有水樣品出口，連接水樣品排出管，所述激發光照射到採樣部件中的水樣品為激發光照射到進樣桶頂部溢流面的水樣品。
2、 根據權利要求1所述的在線檢測儀，其特徵在於所述光電探測器 設於進樣桶溢流面激發光照射點的垂直正上方。
3、 根據權利要求2所述的在線檢測儀，其特徵在於所述照射到進樣 桶溢流面的激發光光束和垂直投射到光電探測器的螢光光束之間夾 角大於45°且小於90° 。
4、 根據權利要求1所述的在線檢測儀，其特徵在於所述激發光裝置 包括紫外光發生器、窄帶濾光片和準直石英透鏡，紫外光發生器發 出的紫外光依次經窄帶濾光片和準直石英透鏡射出激發光。
5、 根據權利要求1所述的在線檢測儀，其特徵在於所述數據處理電 路包含A/D轉換電路和CPU控制電路，光電探測器輸出的電信號經A/D轉換電路輸入CPU控制電路進行數據處理。
6、 根據權利要求1所述的在線檢測儀，其特徵在於所述水樣品進給 管設有限流閥。
7、 根據權利要求1所述的在線檢測儀，其特徵在於所述水樣品進給 管設有流量計。
8、 根據權利要求1至7任一項所述的在線檢測儀，其特徵在於還設 有將參比樣品置於進樣桶溢流面激發光照射點上的參比樣品補償裝 置。
9、 根據權利要求8所述的在線檢測儀，其特徵在於所述參比樣品補 償裝置包括載有參比樣品的轉盤和帶動轉盤旋轉並使轉盤上的參比 樣品轉至進樣桶溢流面激發光照射點上的電機。
10、 根據權利要求9所述的在線檢測儀，其特徵在於所述轉盤為一 半圓形轉盤。
專利摘要水中微量油-碳氫化合物在線檢測儀，包括激發光裝置、採樣部件、光電探測器和數據處理電路，激發光裝置發出的激發光照射到採樣部件中的水樣品，水樣品散射出的螢光投射到光電探測器轉換成電信號，該電信號輸入數據處理電路進行處理，採樣部件包括進樣桶和回流桶，進樣桶設於回流桶內，進樣桶底部設有水樣品進口，連接水樣品進給管，回流桶底部設有水樣品出口，連接水樣品排出管，上述激發光照射到採樣部件中的水樣品為激發光照射到進樣桶頂部溢流面的水樣品。本實用新型能夠避免因水樣品接觸採樣部件器壁而產生的檢測面汙染，提高檢測結果的準確性，無須定期清洗採樣部件。本實用新型還可設置參比樣品補償裝置，進一步提高檢測結果的準確性。
文檔編號G01N21/64GK201072407SQ200720055208
公開日2008年6月11日 申請日期2007年8月6日 優先權日2007年8月6日
發明者杜海江, 肖國龍, 龔正平 申請人:中國科學院廣州電子技術研究所