六價鉻在線監測儀的製作方法
2023-12-07 02:02:56 1
專利名稱：六價鉻在線監測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種環境在線監測儀，特別是用於測定地表水、工業廢水中六價鉻指標的環境在線監測儀器。
背景技術：
六價鉻(Cr6+)，屬於重金屬一類汙染物，具有強氧化毒性，可以對人體、農作物機體造成損傷。研究表明六價鉻具有極強的致癌和致突變特性。Cr(VI)通過血液進入人體，可以導致上吐下瀉、胃膜充血、潰瘍、內臟出血、腦水腫、腎組織壞死，直至死亡。若經呼吸道侵入人體，可引起鼻炎、咽喉炎、潰瘍、甚至穿孔，長期作用可引起肺部病變。對於Cr(VI)的毒性，已有很多的文獻作了論述。美國環保局將六價鉻確定為17種高度危險的毒性物質之一。環境中鉻的汙染主要來源有製革廠、鉻礦的採礦廠、選礦廠、冶煉電鍍工廠、機械製造廠、汽車製造廠、飛機製造廠、染料廠、印刷廠、製藥廠等工業部門排出的廢水與煙塵。六價鉻的汙染物包括重鉻酸鈉、重鉻酸鉀、重鉻酸銨、鉻酸鈉、鉻酸鉛、鉻酸鍶、鉻酸鋇、鉻酸鈣、 鉻酸鉀、鉻酸酐(三氧化鉻)等。由於鉻的汙染源很多，而且毒性較強，所以是一項重要的水質汙染控制指標。因而，建立可靠的在線分析標準方法檢測水中的Cr(VI)非常重要。現有國家標準檢測六價鉻的方法是二苯碳醯二胼分光光度法。在酸性溶液中，六價鉻與二苯碳醯二胼反應，生成紫紅色化合物，最大吸收波長為 540nm，可以通過該吸收特性分析六價鉻含量。採用本方法實現的儀器具有測量周期短、測量準確的優點。
發明內容本實用新型的目的是提供一種能夠監測水中六價鉻指標的在線監測儀器，其檢測精度可滿足國家環保部提出的水質汙染物排放監測要求，同時該儀器測量周期短，測量值準確可靠，實現了國標方法的儀器化。為達到上述目的，本實用新型的技術方案是一種六價鉻在線監測儀，由採樣模塊、加藥模塊、攪拌反應模塊、比色模塊、控制模塊及試劑儲存櫃組成，控制模塊控制採樣模塊、加藥模塊、攪拌反應模塊和比色模塊的運行，通過顯示屏、鍵盤人機互動，所述採樣模塊中的採樣泵採用雙向蠕動泵，加藥模塊中的加藥泵採用單向蠕動計量泵。本實用新型的六價鉻在線監測儀，其中所述的加藥模塊由兩個加藥泵和四通閥組成，兩個加藥泵均與四通閥連接。本實用新型的六價鉻在線監測儀，其中所述的攪拌反應模塊由進液帽、反應杯、攪拌器組成，進液帽蓋在反應杯上口，反應杯置於攪拌器上。本實用新型的六價鉻在線監測儀，其中所述的控制模塊由控制器、外部接口及外部設備組成，其中控制器由主機板、數據採集器和電源組成，外部設備包括鍵盤和顯示屏。本實用新型的六價鉻在線監測儀，還包括蒸餾水桶、掩蔽劑桶、反應液桶和廢液桶，都儲存在試劑儲存櫃中。[0011]儀器運行由控制模塊控制，根據運行程序，由控制模塊發出控制指令，可控制電機及閥動作，達到水樣的採集、試劑的提取、試劑混勻，接著完成比色操作，再由控制模塊計算得出最終的六價鉻值，採樣模塊中的水樣管路、採試劑模塊的試劑管路與攪拌反應模塊中的反應室通過多通閥實現管路切換，最終依次將採到試劑和水樣加入到反應室中，同時攪拌反應模塊帶混勻裝置，達到充分、快速反應的目的，去除蒸餾過程，很大程度上縮短測量周期。
以下結合附圖對本實用新型作出說明。圖1為本實用新型實施例的結構原理示意圖。圖2為本實用新型實施例的自動作數流程示意圖。圖1中黑色粗線為液體管路，細線為信號線，包括信號輸出、輸入等線路。
具體實施方式
如圖1所示六價鉻在線監測儀的實施例，在儀器的機殼內，有採樣模塊、加藥模塊、攪拌反應模塊、比色模塊、控制模塊及試劑儲存櫃，控制模塊控制儀器的運行，所有執行機構包括採樣泵6、多通閥10、加藥泵11、加藥泵12、攪拌器15、放液閥16、放液閥18均由控制模塊通過輸出控制信號改變執行機構的狀態。同時控制模塊還通過信號線讀取由比色室得到的比色信號，作為計算六價鉻值的重要依據。首先講述採樣模塊，主要包括溢流杯5、採樣泵6，控制器4控制採樣泵6啟動時， 水樣進入溢流杯5，其主要作用是為分析提供更加穩定可靠的水樣。本採樣模塊的穩定保證儀器反應分析運行。上述的採樣泵採用精確計量蠕動泵，採用配套的泵管，根據採樣的流量要求選用不同的採樣泵。由於泵管使用壽命有限，可以根據儀器的運行頻率確定泵管的使用壽命，為用戶提供泵管的更換周期。而加藥模塊主要完成試劑的提取，試劑存放在掩蔽劑桶7、蒸餾水桶8、反應液桶 9中，由加藥泵11、加藥泵12完成試劑的提取工作，通過控制四通閥依次導通掩蔽劑、蒸餾水、反應液，將試劑提取到反應室中。攪拌反應模塊主要由進液帽13、反應杯14、攪拌器15，由加藥模塊完成試劑的提取，將提取的試劑依次加入到反應杯14中，加藥的同時使攪拌器15動作，保證試劑的混勻， 反應完全，保證儀器的測量精度。反應完成之後，使放液閥動作，將反應之後的反應混合液注入比色杯19中。比色模塊負責對保留在比色杯17中的反應混合液進行比色，完成最終的信號測量，配備配套的信號處理裝置(信號調理放大裝置)，由控制模塊實現信號的採集，比色之前需要將反應混合液靜置一段時間，之後執行比色過程，控制模塊完成數據的採集，根據標定的曲線計算實際六價鉻值。控制模塊是由控制器、外部接口及外部設備組成，如圖1中控制器4是儀器的控制核心，由主機板、數據採集器和電源組成，可根據核心程序中規定的採樣量，按照既定的採樣順序，由蠕動計量泵精確計量提取試劑。外部設備主要包括鍵盤1和顯示屏2，儀器的狀態、數據等信息通過顯示屏幕2展示給用戶，通過鍵盤1實現各種功能操作，這是外設部分完成的功能。試劑儲存櫃是用來存放蒸餾水桶、掩蔽劑桶、反應液桶和廢液桶的，試劑桶在試劑儲存櫃內整齊排放，加藥模塊可以直接從試劑桶中取試劑。如圖1所示，外部接口 3，即儀器的外圍接口包括DB25列印口、(4 20)mA信號輸出口和RS232通訊接口，通過外接相關設備可完成監測數據及狀態的列印功能、模擬量信號的輸出功能、串口指令的接收與發送，實現與外部的交互。儀器的運行模式有四種周期模式、定點模式、外部控制模式、手動模式。周期模式採用設定運行周期，如1小時，儀器即可按照設定的周期運行，無需人工操作。定點模式與周期模式類似，設定的參數為監測時間點，如1 :00，儀器即按設定的時間點運行，無需人工操作。外部控制模式中，儀器由RS232接口接受外部指令，儀器按照外部指令運行，主要包括運行、停止等指令。手動模式儀器可根據人工鍵盤操作執行，運行次序由操作人確定，具有非常好的靈活性，本模式主要用在故障點監測、人工實驗等場合。儀器提供的主要功能包括曲線校正、手動操作、自動操作、報表、參數設置等。下面講述儀器的自動作數流程，如圖2所示。儀器自動作數時，首先提取蒸餾水衝洗，預提試劑，保證在測數時試劑計量準確可靠，將預提到得試劑作為廢液排掉，為計量測數做準備；接著開始採水樣，通過溢流杯將水樣加入到反應杯中，使用水樣衝洗反應杯；然後提取蒸餾水進行衝洗，去除兩次測量之間的各種幹擾；接著開始提取水樣、試劑，將反應所需水樣、試劑加入到反應杯中，同時攪拌器將所加試劑混勻，充分反應；等反應完全之後先放一部分反應混合液，加入到比色杯中，衝洗比色杯，衝洗完之後將剩餘反應混合液全部加入到比色杯中，靜置比色，之後排掉所有反應混合液。將採集到的信號通過計算處理，完成一次測量過程。
權利要求1.一種六價鉻在線監測儀，其特徵在於由採樣模塊、加藥模塊、攪拌反應模塊、比色模塊、控制模塊及試劑儲存櫃組成，控制模塊控制採樣模塊、加藥模塊、攪拌反應模塊和比色模塊的運行，所述採樣模塊中的採樣泵採用雙向蠕動泵，加藥模塊中的加藥泵採用單向蠕動計量泵。
2.如權利要求1所述的六價鉻在線監測儀，其特徵在於加藥模塊由兩個加藥泵和四通閥組成，兩個加藥泵均與四通閥連接。
3.如權利要求1或2中所述的六價鉻在線監測儀，其特徵在於所述的攪拌反應模塊由進液帽、反應杯、攪拌器組成，進液帽蓋在反應杯上口，反應杯置於攪拌器上。
4.如權利要求3所述的六價鉻在線監測儀，其特徵在於所述的控制模塊由控制器、外部接口及外部設備組成，其中控制器由主機板、數據採集器和電源組成，外部設備包括鍵盤和顯示屏。
5.如權利要求4所述的六價鉻在線監測儀，其特徵在於監測儀還包括蒸餾水桶、掩蔽劑桶、反應液桶和廢液桶，都儲存在試劑儲存櫃中。
專利摘要一種六價鉻在線監測儀，由採樣模塊、加藥模塊、攪拌反應模塊、比色模塊、控制模塊及試劑儲存櫃組成，控制模塊控制採樣模塊、加藥模塊、攪拌反應模塊和比色模塊的運行，通過顯示屏、鍵盤實現人機互動，採樣泵、加藥泵是蠕動計量泵，可實現所加試劑的精確計量，不同點在於採樣泵採用雙向蠕動泵，而加藥泵採用單向蠕動計量泵，加藥模塊採用多通閥控制加藥的切換，依次將反應必需的蒸餾水、掩蔽劑、反應液加入到反應杯中，反應過程中有攪拌器加快反應混合液的混合，縮短反應時間。
文檔編號G01N21/27GK201965089SQ20112001297
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月17日 優先權日2011年1月17日
發明者不公告發明人 申請人:北京環科環保技術公司