紫外吸收法cod監測儀的製作方法
2023-12-09 20:24:06
專利名稱：紫外吸收法cod監測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種環境監測儀，尤其是涉及一種針對工業廢水、地表水或地下 水化學需氧量(COD)的紫外吸光度測量的紫外吸收法COD監測儀。
背景技術：
化學需氧量(COD)是環保部件了解水質汙染狀況的關鍵指標，對於COD的監測，傳 統使用的化學反應法要求高溫、強氧化劑強酸等條件下。這類儀器一般結構復、測量周期 長、存在二次汙染、故障率高。大量的研究表明紫外254nm波長的吸光度值與C0D之間有較好的線性相關性，因 此通過測量樣品的254nm吸光度，就可以計算出水中C0D的濃度。日本工業標準(JIS)確 定水質監測用紫外吸光度法，將紫外吸光度值與C0D值相關聯，我國也在2005年出臺了紫 外吸收水質自動在線監測儀的標準HJ/T191-2005。採用紫外吸收法測量水質中C0D含量具 有方便、快捷無二次汙染、維護簡單、故障率低等優點。但目前測量吸光度的檢測裝置存在 光源能量利用率低，檢測波長單一，分光效率低，無法消除濁度和色度影響等缺點。
發明內容針對以上提出的問題，本實用新型目的在於提供一種測量精度高和直線性好，可 以消除水中濁度和色度對C0D檢測造成的影響的基於紫外吸光度測量法檢測水中C0D濃度 的紫外吸收法C0D監測儀。本實用新型通過以下技術措施實現的，一種紫外吸收法C0D監測儀，包括蠕動泵， 蠕動泵的出入口分別管接有比色皿和取樣清洗閥，所述比色皿的出口管接有廢液罐，所述 取樣清洗閥的二入口分別管接有取樣選擇閥和清洗校正閥，所述取樣選擇閥的二入口分別 管接有在線水樣罐和離線水樣罐，所述清洗校正閥的二入口分別管接有清洗液罐和量程液 罐，所述比色皿的一側設置有能射出透過比色皿的光線的光源，所述比色皿的一側設置有 適好能接收到光源射出並透過比色皿的光線的半反半透鏡，該半反半透鏡能將光源發出的 光分成二束，一束是紫外線反射光，另一束是可見透射光，所述半反半透鏡的鏡面一側設置 有一正好能接收到半反半透鏡紫外線反射光的紫外線檢測器，半反半透鏡的鏡背一側設置 有一正好能接收到半反半透鏡可見透射光的可見光檢測器，所述蠕動泵、取樣清洗閥、取樣 選擇閥、清洗校正閥、光源、紫外線檢測器和可見光檢測器都電連接在控制器上。上述取樣清洗閥、取樣選擇閥和清洗校正閥優選隔膜型二位三通電磁閥；光源優 選低壓汞燈；比色皿的材質優選熔融石英；半反半透鏡優選在220-350nm波段反射率大於 90%且500-1000nm波段透過率大於90%的半反半透鏡。本實用新型在紫外區域選254nm作為測定波段；在可見區域選定546nm作為測定 波段。546nm處的吸光度作為濁度和色度修正參數。C0D測量算法說明用a表示總的吸光度，它包括C0D引起的吸光度Ae和濁度引起的吸光度AT。a =Ag+At。儀器測量二個波長的光，對應二個波長的吸光度a254和a546。濁度對254nm和546nm 都有作用，即* 0 ,446 ^ 0 , ； COD只對254nm起作用，對546nm不產生吸收，即名4 * 0 ,
^546 ~ 0 所以有°254 = ^254 + ^254 ,fl546 ^ ^254
o9oCOD濃度與其在254nm處的吸光度成正比，相關係數大於0.99 ；濁度與其在254nm 和546nm處的吸光度成正比，相關係數都大於0. 99。已知值量程標液的COD值設為C0D ，待求值水樣的吸光度 54#和a546 #，水樣 的濁度TUR#，水樣的C0D#。測量值用I表示測量的光信號值，在儀器裡就是轉換成電信號的原始值。儀器測量三種水，一是清水(即不含COD和濁度的蒸餾水)，二是量程標液(含標 準濃度的C0D，不含濁度)，三是水樣(實際現場中的水，含未知濃度的COD和濁度)。測量清水時的光信號值1546清、1254清；測量程標液時的光信號值1546 、1254 ；測量水樣時的光信號值1546 #、1254樣；量程標液吸光度A546量、A254量；計算步驟計算量程標液的吸光度a =lg(/ //*) = 0 (因為量程標液中不含濁度只含C0D，而C0D對546nm沒有吸
收)計算水樣的吸光度和C0D
a254 = 丨禮4) = ^254 + ^25446,由A546#T可以計算出水樣的濁度TUR樣，二者成線性關係。由水樣濁度抓1 #可計算出A524 #T，二者成線性關係，由&254 樣和 A254 #t 可計算出 A254 #c。由A25/c可計算出水樣的C0D值C0D樣，二者成線性關係。09￡>樣=》xCOD量
O1、測量 1546 清 1254 清2、測量/J6 I* —計算a|4 = A2f = lg(/ /I*)3、測量/忍 lf5A
{計算4 = lg(願/砹)《 —水樣池度爪及樣—C]
lit#af54=lg(/ 4//2t) = ^+44TJ
4—A^ — COD 樣=、x 09Z)量
為54本實用新型使用半反半透鏡的分光技術，半反半透鏡能反射絕大部分紫外光，透 射絕大部分可見光，可使用不同的半反半透鏡測量不同的波段，本實用新型具有光源能量 利用率高，檢測波長豐富，分光效率高，能有效消除濁度和色度對紫外吸收法檢測COD濃度 的影響。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
一種紫外吸收法COD監測儀，通過測量254nm波長UV (紫外線)的吸光度，測量水 中的有機性汙染物質和吸收UV物質的儀器，包括光源9 發射紫外線光和可見光，用於測量各樣液的吸光度；比色皿1 存放待測量樣液的裝置，標配情況下吸收池的光程為10mm。可選配不同 光程的吸收池，以提高測量範圍；半反半透鏡4 用於將光源發出的光分成二束，一束是紫外線光(反射光)，另一束 是可見光(透射光)；紫外線檢測器2 用於檢測254nm紫外線的吸光度；可見光檢測器3 用於檢測546nm可見光的吸光度；蠕動泵11 將待測量的各樣液抽取到比色皿1中；電磁閥儀器內部共有三個隔膜型二位三通電磁閥，分別為取樣清洗閥12、取樣 選擇閥13、清洗校正閥6。都有三個接口，分別為常開口、常閉口和公共口，取樣選擇閥13 的公共口與取樣清洗閥12常開口相連，清洗校正閥6的公共口與取樣清洗閥12常閉口相 連，取樣清洗閥12公共口與蠕動泵11相連；樣液罐在線水樣罐14用於貯存在線水樣，離線水樣罐15用於貯存在離線水樣， 清洗液罐7用於貯存清洗液，量程液罐8用於貯存量程液；廢液罐5 用於收集由比色皿1排出的廢液；控制器10 根據預設程序控制取樣清洗閥12、取樣選擇閥13、清洗校正閥6、蠕動 泵11和光源9的開關，並將紫外線檢測器2和可見光檢測器3採集的信號進行貯存和處理。抽取在線樣取樣清洗閥12、取樣選擇閥13和清洗校正閥6都處於關閉狀態；抽取離線樣取樣清洗閥12、清洗校正閥6處於關閉狀態，取樣選擇閥13處於打 開狀態；抽取清洗液取樣清洗閥12處於打開狀態，取樣選擇閥13、清洗校正閥6處於關 閉狀態；抽取量程液取樣清洗閥12、清洗校正閥6處於打開狀態，取樣選擇閥13處於關 閉狀態；廢液收集所有測量完成後的廢液都收集到儀器下部的廢液罐5中，使用者需根 據測量頻率定期清理廢液。
5[0052]由控制器10控制進行的測量程序步驟1)打開取樣清洗閥12 ；2)蠕動泵11工作，抽取清洗液；3)蠕動泵11停止工作，關閉取樣清洗閥12，進行光信號採集；4)如設置為在線取樣省略本步驟，從第五步開始。如設置為離線取樣，打開取樣選 擇閥13 ；5)蠕動泵11工作，抽取水樣；6)蠕動泵11停止工作，(設置為離線取樣，則關閉取樣選擇閥13)，進行光信號採 集；7)打開取樣清洗閥12、蠕動泵11工作，抽取清洗液；8)蠕動泵11停止工作，關閉取樣清洗閥12，測量程序完成。由控制器控制進行的校正程序步驟1)打開取樣清洗閥12 ；2)蠕動泵11工作，抽取清洗液；3)蠕動泵11停止工作，關閉取樣清洗閥12，進行光信號採集；4)打開取樣清洗閥12、取樣選擇閥13 ；5)蠕動泵11工作，抽取校正液；6)蠕動泵11停止工作，關閉取樣清洗閥12、取樣選擇閥13，進行光信號採集；7)若設置標液1與標液2濃度相等，則直接進入第8步。若設置標液1與標液2 濃度不等，則重複第4-6步；8)打開取樣清洗閥12、蠕動泵11工作，抽取清洗液蠕動泵11停止工作，關閉取樣 清洗閥12。以上是對本實用新型紫外吸收法COD監測儀的結構和工作方式進行了闡述，用於 幫助理解本實用新型，但本實用新型的實施方式並不受上述實施例的限制，任何未背離本 實用新型原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本 實用新型的保護範圍之內。
權利要求一種紫外吸收法COD監測儀，其特徵在於包括蠕動泵，蠕動泵的出入口分別管接有比色皿和取樣清洗閥，所述比色皿的出口管接有廢液罐，所述取樣清洗閥的二入口分別管接有取樣選擇閥和清洗校正閥，所述取樣選擇閥的二入口分別管接有在線水樣罐和離線水樣罐，所述清洗校正閥的二入口分別管接有清洗液罐和量程液罐，所述比色皿的一側設置有能射出透過比色皿的光線的光源，所述比色皿的一側設置有適好能接收到光源射出並透過比色皿的光線的半反半透鏡，該半反半透鏡能將光源發出的光分成二束，一束是紫外線反射光，另一束是可見透射光，所述半反半透鏡的鏡面一側設置有一正好能接收到半反半透鏡紫外線反射光的紫外線檢測器，半反半透鏡的鏡背一側設置有一正好能接收到半反半透鏡可見透射光的可見光檢測器，所述蠕動泵、取樣清洗閥、取樣選擇閥、清洗校正閥、光源、紫外線檢測器和可見光檢測器都電連接在控制器上。
2.根據權利要求1所述的紫外吸收法COD監測儀，其特徵在於所述取樣清洗閥、取樣 選擇閥和清洗校正閥都為隔膜型二位三通電磁閥。
3.根據權利要求1所述的紫外吸收法COD監測儀，其特徵在於所述光源為低壓汞燈。
4.根據權利要求1所述的紫外吸收法COD監測儀，其特徵在於所述比色皿的材質為 熔融石英。
5.根據權利要求1所述的紫外吸收法COD監測儀，其特徵在於所述半反半透鏡為在 220-350nm波段反射率大於90%且500-1000nm波段透過率大於90%的半反半透鏡。
專利摘要本實用新型公開了一種紫外吸收法COD監測儀，包括蠕動泵，蠕動泵的出入口分別管接有比色皿和取樣清洗閥，比色皿的一側設置有適好能接收到光源射出並透過比色皿的光線的半反半透鏡，該半反半透鏡能將光源發出的光分成二束，一束是紫外線反射光，另一束是可見透射光，所述半反半透鏡的鏡面一側設置有一正好能接收到半反半透鏡紫外線反射光的紫外線檢測器，半反半透鏡的鏡背一側設置有一正好能接收到半反半透鏡可見透射光的可見光檢測器。本實用新型具有光源能量利用率高，檢測波長豐富，分光效率高，能有效消除濁度和色度對紫外吸收法檢測COD濃度的影響的優點。
文檔編號G01N21/33GK201689046SQ201020141968
公開日2010年12月29日 申請日期2010年3月24日 優先權日2010年3月24日
發明者劉超, 馬光明 申請人:宇星科技發展(深圳)有限公司