一種測定水中氯消毒劑的可攜式比色儀的製作方法
2023-10-20 16:59:37 2
專利名稱：一種測定水中氯消毒劑的可攜式比色儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種化學分析儀器，更具體地說，本實用新型涉及一種 檢測水質消毒和控制的儀器設備。
技術背景目前，在生活飲用水、礦泉水、純淨水、直飲水消毒、以及廢水處理等 領域，傳統的氯氣消毒劑及新興的二氧化氯消毒劑都普遍採用作為消毒劑或 水處理劑，相應地，監測控制水質指標中餘氯、總氯、化合性氯-二氧化氯及亞氯酸鹽是最重要也是最廣泛檢測的項目。上述5個指標項目在實際應用中 既需要進行區分，同時各成分之間又是相互聯繫的， 一些指標(如餘氯、總 氯、二氧化氯和亞氯酸鹽等)通常需要一併得到結果以便更好地進行生產或 消毒控制。並且有關技術規範規定這5個項目都需要在現場採樣後即時檢 測以免測量指標變化而導致測量失真。目前國內外測定上述5個項目主要有以下幾種方式1、 目視比色即配置一系列已知濃度的標準溶液，用未知水樣與之對比 以確定含量。此方法的缺點是標準溶液配置煩瑣，且不易保存，使用攜帶不 便，結果精度不高，受人的主觀因素影響較大。並且只能用於餘氯、總氯、 化合性氯的檢測。2、 分光光度法配置系列標準溶液，然後在分光光度計上測得吸光度並 繪製標準曲線，再把未知水樣在同等條件下進行吸光度測量，然後通過標準 曲線可查知結果。此方法測量精度比目視法高，但步驟煩瑣，需要配置大量 試劑和標準溶液，檢測過程費時較長，檢測後的數據處理計算複雜，對操作人員的專業技能要求比較高， 一般只能在實驗室裡完成而並不適應現場採樣 後即時檢測。3、 滴定法配置並標定標準滴定液，再通過對樣品先進行一系列處理， 然後在樣品中依次加入試劑和指示劑後，用標準滴定液滴定，再根據滴定數 據經過一系列計算最後得到各項目濃度結果。此方法處理過程費時長，且使 用器材多，甚至需要用到高純氮氣瓶等；也同樣需要配置大量試劑，對操作 人員的專業技能要求非常高。此外該方法的另一個缺點是最低檢測限較高， 對於低濃度範圍內的樣品檢測不靈敏，不太適用於飲用水等低濃度水樣的檢 測。4、 採用進口的可攜式單項比色計及配套試劑測定，但現有的可攜式單項 比色計要麼只能檢測餘氯、總氯、化合性氯；要麼只能檢測二氧化氯，也就 是說至少需要購買2臺不同的單項比色計來分別檢測餘氯、總氯、化合性氯 以及二氧化氯這4個項目，但即使2臺不同的單項比色計都投入使用卻仍然 不能檢測亞氯酸鹽。發明內容針對現有技術的上述缺點，本實用新型的目的是要提供一種測定水中氯 消毒劑的可攜式比色儀，其具有如下優點便於攜帶、配合樣本杯和固體分 裝試劑包組合，能夠適應於現場採樣後即時/快速檢測水中餘氯、總氯、化合 性氯、二氧化氯、以及亞氯酸鹽共5個項目。為此，本實用新型的技術解決方案是一種測定水中氯消毒劑的可攜式比 色儀，該比色儀包括儀器的外殼，在外殼上開設有顯示屏窗口、安裝有操作 面板，外殼體內裝有電路板、顯示屏主體，而所述比色儀上開設有容納透明 的樣本杯的比色孔、且還活動配合有防止外部光線進入所述樣本杯和比色孔的遮光罩，所述電路板上包括顯示屏電路、操作面板電路、發光二極體及其 發光碟機動電路、光電管及其光電信號接收電路、中心處理電路，該中心處理 電路通過其多個輸出/輸入埠分別與所述顯示屏電路、操作面板電路、發光 驅動電路、光電信號接收電路相耦連，所述發光二極體與光電管互相面對地分設在所述比色孔的兩側；所述發光二極體的發光波長為500~580納米之 間。本實用新型採取在可攜式比色儀殼體上開設能容納透明樣本杯的比色孔 結構，採用可攜式可活動配合在比色孔上的遮光罩，使得在現場樣本杯採樣 後能即時/快速檢測水中化學顯色反應的強度，從而保證現場即時/快速檢測 化學成分成為可能；而且本實用新型比色儀採用處理能力強大的中心處理電 路，在其中儲存顯色深度與各種氯濃度的對應關係函數和曲線，在配套的500 —580納米波長的發光二極體和外圍電路顯示屏電路、操作面板電路等的 配合下，本實用新型比色儀就能夠及時將實測得到的顯色深度換算顯示為各 種氯劑濃度，從而允許利用便攜量的5種試劑包分別測得餘氯、總氯、化合 性氯、二氧化氯、以及亞氯酸鹽共5個項目。試用證實本實用新型基於分光光度法的基本原理，在保持分析精度和最低檢測限的情況下，帶來的效果改進主要有1、 絕對顯著地縮短了分析檢測的時間，2、 完全避免分析前的試劑配製以及分析後的器皿清洗，3、 基本不用進行數據再計算就可以直接獲得結果，4、 極大地降低了對操作人員的技能要求，5、 使整個5個氯項目的結果可以在10分鐘內獲得，使這5個項目的現 場或野外即時分析檢測成為可能。6、把目前飲水、用水、廢水等消毒處理中最廣泛使用的兩種消毒處理劑 ——氯氣(或漂白粉等氯系消毒劑)及二氧化氯的殘留量指標以及消毒處理 副產物等主要指標項目一併區分檢測，具有高度集成，給實際工作帶來極大 方便。本實用新型還包括如下具體改進為保證外殼體內電路、內件不受到水樣或其它外部雜質可能的侵害、保 證外殼體內外具有光路但互相隔絕物質滲漏，所述比色孔內襯有容納所述樣 本杯的一體式透明杯座，所述發光二極體與光電管互相面對地分設在所述杯 座的對徑兩側。為便於攜帶並保有自帶電源，所述比色儀還包括內置電池盒、以及開設 在外殼上的電池門和電池蓋。為了獲得強大的比色數據處理、操作、顯示功能，所述中心處理電路包 括單片機晶片，該單片機晶片包括顯示控制電路、操作控制電路、發光控制 電路、以及光電信號控制電路；該光電信號控制電路包括記錄、計算光電信 號的信號運算電路。所述電路板上還包括向各部分電路提供電源的電源電路。所述單片機晶片包括與所述電源電路相互偶連的電池電量檢測報警電路。所述光電信號接收電路包括依序偶連的光電管耦合電路、電壓放大電 路、濾波及模數轉換電路。為了配合本實用新型的內電路、及達到多形態測量，所述操作面板包括 測量模式轉換按鍵、測量讀數按鍵、調零按鍵、步驟返回按鍵。為了配合本實用新型內電路的強大功能、實現5形態氯的可攜式測量， 所述比色儀包括攜帶盒，該攜帶盒中盛裝能與餘氯、總氯、化合性氯、二氧化氯及亞氯酸鹽五種物質作顯色反應的5個試劑包，5個試劑包中分別裝有 DPD和磷酸鹽顆粒、甘氮酸顆粒，碘化鉀顆粒、檸檬酸顆粒、和碳酸氫鈉顆 粒。為了提高顯色比色檢測精確度,所述發光二極體的發光波長為518納米。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
圖1為本實用新型比色儀電路板實施例的原理示意框圖。 圖2為本實用新型比色儀實施例的整體結構立體示意圖。 圖3為本實用新型比色儀實施例的整體結構剖視示意圖。 圖4為圖1中發光碟機動電路的連接示意圖。 圖5為圖1中光電信號接收電路的連接示意圖。圖6為圖1中操作面板電路、顯示屏電路與中心處理電路的連接示意圖。圖7為圖1中電源電路的連接示意圖。
具體實施方式
比色儀整體結構實施例如圖2、 3 ，所示為本實用新型比色儀實施例的整體結構立體和剖視示意圖。 本實用新型比色儀實施例包括儀器的外殼10，在外殼10上開設有顯示屏窗口 20、安裝有操作面板30，外殼體IO內裝有電路板40、顯示屏主體21，而所述 比色儀上開設有容納透明的樣本杯50的比色孔11、且還活動配合有防止外部 光線進入所述樣本杯50和比色孔11的遮光罩12，所述比色孔11內襯有容納 所述樣本杯50的一體式透明杯座13，所述發光二極體Dl與光電管D2互相面 對地分設在所述杯座13的對徑兩側。所述發光二極體Dl的發光波長為518納 米。所述操作面板30包括測量模式轉換按鍵31、測量讀數按鍵32、調零按 鍵33、步驟返回按鍵34、電源開關鍵35。所述比色儀還包括內置電池盒14、 以及開設在外殼上的電池門和電池蓋14A。所述比色儀包括攜帶盒(未示出)，該攜帶盒中盛裝能與餘氯、總氯、化 合性氯、二氧化氯及亞氯酸鹽五種物質作顯色反應的5個試劑包(未示出)。五種試劑包內容如下① 號試劑包甘氨酸(又名氨基乙酸)，[結構式]:NH2CH2COOH， [分子量]:75.07，包裝量70mg。② 號試劑包磷酸氫二鈉(Na2HP04) 30mg,磷酸二氫鉀(KH2P04 )57. 5mg， 硫酸DPD: N， N 二乙基對苯二胺[H2N C孔 N(C2H5)2] H2S04 8g， 或者鹽酸DPD: N, N 二乙基對苯二胺[H2N C孔 N(C2H5) 2] 2HC1 6g, 乙二胺四乙酸二鈉(Na2-EDTA) 4. 5g。③ 號試劑包磷酸氫二鈉(Na2HP04)30mg，磷酸二氫鉀(KH2P04 ) 57. 5mg，硫酸DPD: N， N 二乙基對苯二胺[H2N C晶 N(C2H5)2] H2S04 8g， 或者鹽酸DPD: N, N 二乙基對苯二胺[H2N C晶 N(C2H5) 2] 2HC1 6g， 乙二胺四乙酸二鈉(Na廠EDTA)4. 5g，碘化鉀(kl) 250mg。④ 號試劑包檸檬酸(citric acid)又名枸櫞酸，其無水物分子式CeHA; —水結晶的分 子式C6H807 *H20;包裝量CeHA H20 200mg。⑤ 號試劑包碳酸氫鈉(NaHC03) 350mg。 以上5種試劑包均採用複合鋁箔袋包裝，包裝尺寸3X3cm。比色儀電路板實施例如圖1，所示為本實用新型比色儀電路板實施例的原理示意框圖。該比色儀電路板實施例40上包括顯示屏電路41、操作面板電路42、發光二極體 Dl及其發光碟機動電路43、光電管D2及其光電信號接收電路44、中心處理 電路45，該中心處理電路45通過其多個輸出/輸入埠分別與所述顯示屏電 路41、操作面板電路42、發光碟機動電路43、光電信號接收電路44相耦連， 所述電路板上還包括向各部分電路提供電源的電源電路46。如圖4 7，所示依次為發光碟機動電路43的連接示意圖、光電信號接收 電路44的連接示意圖、操作面板電路42及顯示屏電路41與中心處理電路 45的連接示意圖、電源電路46的連接示意圖。所述中心處理電路45包括單片機晶片Ul，該單片機晶片Ul包括顯示控 制電路(Ul的6、 7、 8引腳)、操作控制電路(Ul的13、 14、 16-20引腳)、 發光控制電路(Ul的11引腳等)、以及光電信號控制電路(Ul的2、 3、 9 引腳等)，該光電信號控制電路包括記錄、計算光電信號的信號運算電路(未 詳細示出)；上述控制電路通過上述其各自的輸出/輸入埠弓I腳分別與所述 顯示屏電路(含J2) 41、操作面板電路(含J3) 42、發光碟機動電路(含U5 等)43、光電信號接收電路(含U2、 U3等)44相耦連，所述電路板上還包 括向各部分電路提供電源的電源電路46 (含Q1、 U4等)。所述單片機晶片 Ul包括與所述電源電路46相互偶連的電池電量檢測報警電路(Ul的1、 10 引腳等)。所述光電信號接收電路包括依序偶連的光電管耦合電路(U3的2、 3、 1 腳等)、電壓放大電路(U3的5、 6、 7腳等)、濾波及模數轉換電路(U2等 元件)。
權利要求1、一種測定水中氯消毒劑的可攜式比色儀，該比色儀包括儀器的外殼，在外殼上開設有顯示屏窗口、安裝有操作面板，外殼體內裝有電路板、顯示屏主體，其特徵在於所述比色儀上開設有容納透明的樣本杯的比色孔、且還活動配合有防止外部光線進入所述樣本杯和比色孔的遮光罩，所述電路板上包括顯示屏電路、操作面板電路、發光二極體及其發光碟機動電路、光電管及其光電信號接收電路、中心處理電路，該中心處理電路通過其多個輸出/輸入埠分別與所述顯示屏電路、操作面板電路、發光碟機動電路、光電信號接收電路相耦連，所述發光二極體與光電管互相面對地分設在所述比色孔的兩側；所述發光二極體的發光波長為500-580納米之間。
2、 如權利要求1所述的測定水中氯消毒劑的可攜式比色儀，其特徵在於 所述比色孔內襯有容納所述樣本杯的一體式透明杯座，所述發光二極體與光 電管互相面對地分設在所述杯座的對徑兩側。
3、 如權利要求1所述的測定水中氯消毒劑的可攜式比色儀，其特徵在於所述比色儀還包括內置電池盒、以及開設在外殼上的電池門和電池蓋。
4、 如權利要求1所述的測定水中氯消毒劑的可攜式比色儀，其特徵在於所述中心處理電路包括單片機晶片，該單片機晶片包括顯示控制電路、操作控制電路、發光控制電路、以及光電信號控制電路；該光電信號控制電路包 括記錄、計算光電信號的信號運算電路。
5、 如權利要求1所述的測定水中氯消毒劑的可攜式比色儀，其特徵在於 所述光電信號接收電路包括依序偶連的光電管耦合電路、電壓放大電路、濾 波及模數轉換電路。
6、 如權利要求1所述的測定水中氯消毒劑的可攜式比色儀，其特徵在於所述操作面板包括測量模式轉換按鍵、測量讀數按鍵、調零按鍵、步驟 返回按鍵。
7、 如權利要求1所述的測定水中氯消毒劑的可攜式比色儀，其特徵在於: 所述電路板上還包括向各部分電路提供電源的電源電路。
8、 如權利要求7所述的測定水中氯消毒劑的可攜式比色儀，其特徵在於: 所述單片機晶片包括與所述電源電路相互偶連的電池電量檢測報警電路。
9、 如權利要求1所述的測定水中氯消毒劑的可攜式比色儀，其特徵在於 所述比色儀包括攜帶盒，該攜帶盒中盛裝能與餘氯、總氯、化合性氯、二氧 化氯及亞氯酸鹽五種物質作顯色反應的5個試劑包。
10、 如權利要求1所述的測定水中氯消毒劑的可攜式比色儀，其特徵在 於所述發光二極體的發光波長為518納米。
專利摘要本實用新型涉及一種測定水中氯消毒劑的可攜式比色儀。包括儀器的外殼，在外殼上開設有顯示屏窗口、安裝有操作面板，外殼體內裝有電路板、顯示屏主體，而比色儀上開設有容納透明的樣本杯的比色孔、且還活動配合有防止外部光線進入樣本杯和比色孔的遮光罩，電路板上包括顯示屏電路、操作面板電路、發光二極體及其發光碟機動電路、光電管及其光電信號接收電路、中心處理電路，發光二極體與光電管互相面對地分設在比色孔的兩側；發光二極體的發光波長為500-580納米之間。本實用新型便於攜帶、配合樣本杯和固體分裝試劑包組合，能夠適應於現場採樣後即時/快速檢測水中餘氯、總氯、化合性氯、二氧化氯、以及亞氯酸鹽共5個項目。
文檔編號G01N21/78GK201145668SQ200820091790
公開日2008年11月5日 申請日期2008年1月25日 優先權日2008年1月25日
發明者黃曉平 申請人:黃曉平