CN102183668A - 重金属在线分析仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重金属在线分析仪，包括：控制模块、受所述控制模块控制的水样预处理模块、至少两个独立受所述控制模块控制的检测模块以及受所述控制模块控制的自动留样模块；每个所述检测模块独立运行检测待测水样的重金属含量并将数据传输到所述控制模块。这种重金属在线分析仪器包括至少两个检测模块，分别独立的被控制模块控制，能单独运行完成测量，也能多检测模块同时运行，模块与模块之间没有干扰，是一种成本较低、可以检测多种元素的重金属在线分析仪器。
Description
【技术领域】
本发明涉及水体中重金属的在线分析，尤其涉及一种重金属在线分析仪。
【背景技术】
传统的重金属在线分析仪器主要选用两种检测方法：光学检测法和阳极溶出伏安法。采用这两种方法的重金属在线分析仪器均需通过一套自动控制的液路***，在样品中加入一定量的化学试剂，然后再在检测位置对样品通过分光光度法或阳极溶出伏安法进行定量测定。
传统的重金属在线分析仪器每台仪器只包含一套上述的液路***，能检测的元素种类有限，用户无法根据需要扩展一台仪器的检测能力，如需检测更多种元素只能采取购买更多台仪器的方法，成本较高。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种成本较低的、用于检测更多种元素的重金属在线分析仪器。
一种重金属在线分析仪，包括：控制模块、受所述控制模块控制的水样预处理模块、至少两个独立受所述控制模块控制的检测模块以及受所述控制模块控制的自动留样模块；每个所述检测模块独立运行检测待测水样的重金属含量并将数据传输到所述控制模块；
所述重金属在线分析仪的运行周期包括产生空白值、标准值和测量值的自动校准周期和产生测量值的常规测量周期；所述重金属在线分析仪每运行1～50个所述常规测量周期后自动***一个所述自动校准周期；
所述重金属在线分析仪每运行一次自动校准周期后自动更新所述空白值和所述校准值。
优选的，所述检测模块为抽屉状且通过滑动导轨固定，所述检测模块可以抽出或推入。
优选的，所述重金属在线分析仪每运行5个所述常规测量周期后自动***一个所述自动校准周期。
优选的，所述检测模块包括加样管路和具有检测功能的反应池。
优选的，所述自动检测周期下：
所述控制模块控制所述水样预处理模块从检测点抽取待测水样并过滤；
所述控制模块分别控制每个所述检测模块完成如下操作：所述加样管路排空废液后从所述水样预处理模块抽取已过滤的待测水样并填充到所述加样管路；排空所述反应池中的废液并填充蒸馏水和电解液，作为空白样；所述反应池检测所述反应池中空白样的重金属含量作为空白值，并将所述空白值传输到所述控制模块；排空所述反应池中的空白样并填充蒸馏水、电解液和标准液作为标准样；所述反应池检测所述反应池中标准样的重金属含量作为标准值，并将所述标准值传输到所述控制模块；排空所述反应池中的标准样并填充蒸馏水、电解液，同时抽取所述加样管路中的已过滤的待测水样加入到所述反应池中以清洗所述反应池；排空所述加样管路，并抽取所述水样预处理模块的已过滤的待测水样填充到所述加样管路；排空所述反应池中的废液并填充蒸馏水和电解液，抽取所述加样管路中的已过滤的待测水样加入到所述反应池中；所述反应池检测所述反应池中液体的重金属含量，并传输到所述控制模块，所述控制模块根据所述空白值和所述标准值计算得到检测值；
所述控制模块根据所述检测值判断是否超标，如果有任何一个所述检测模块的所述检测值超标，所述控制模块报警并控制所述自动留样模块保留当前待测水样。
优选的，所述常规测量周期下：
所述控制模块控制所述水样预处理模块从检测点抽取待测水样并过滤；
所述控制模块分别控制每个所述检测模块完成如下操作：排空所述加样管路中的废液后从所述水样预处理模块抽取已过滤的待测水样并填充到所述加样管路；排空所述反应池中的废液并填充蒸馏水和电解液，抽取所述加样管路中的已过滤的待测水样加入到所述反应池中；所述反应池检测所述反应池中液体的重金属含量，并传输到所述控制模块，所述控制模块根据所述空白值和所述标准值计算得到检测值；
所述控制模块根据所述检测值判断是否超标，如果有任何一个所述检测值超标，所述控制模块报警并控制所述自动留样模块保留当前待测水样。
优选的，所述检测模块还包括混匀单元和消解器；所述控制模块控制抽取所述加样管路中的已过滤的待测水样到所述混匀单元中，同时往所述混匀单元中加入消解试剂，混匀后抽取到所述消解器中进行消解，消解完成后抽取待测水样加入到所述反应池中。
优选的，所述混匀单元为混匀池或双头蠕动泵。
优选的，所述检测模块还包括用于连接所述水样预处理模块、所述加样管路、所述反应池以及所述自动留样模块的蠕动泵、夹断阀和硅胶软管。
优选的，所述检测模块可以检测试剂余量，当试剂余量不足时，所述检测模块会发出警示并传输到所述控制***，所述控制***控制加样。
这种重金属在线分析仪器包括至少两个检测模块，分别独立的被控制模块控制，能单独运行完成测量，也能多检测模块同时运行，模块与模块之间没有干扰，是一种成本较低、可以检测多种元素的重金属在线分析仪器。
【附图说明】
图1为一实施方式的重金属在线分析仪器的结构示意图；
图2为如图1所示的重金属在线分析仪器的检测模块的示意图；
图3为如图2所示的检测模块的液路原理示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对重金属在线分析仪器做进一步的描述。
如图1所示的重金属在线分析仪器，包括起支撑作用的框架10、固定在框架10上的3个检测模块20、30、40，固定在框架10上的控制模块50，水样预处理模块(图中未显示)以及自动留样模块(图中未显示)。
控制模块50作为重金属在线分析仪器的中心模块，控制着的检测模块20、30、40，水样预处理模块以及自动留样模块的运行。检测模块20、30、40分别独立运行检测待测水样的重金属含量并将数据传输到控制模块50，检测模块20、30、40检测不同的重金属的含量且互不干扰的独立运行。
这种重金属在线分析仪器的运行周期包括自动校准周期和常规测量周期，重金属在线分析仪器在控制模块50的控制下先运行一个自动校准周期，然后每运行1～50个常规测量周期后自动***一个自动校准周期。
本实施方式的重金属在线分析仪器每运行5个常规测量周期后自动***一个自动校准周期。
检测模块20、30、40为抽屉状，通过滑动导轨固定在框架10上，可以抽出或推入框架10中，这样可以随时将检测模块20、30、40抽出，以观察其内部元件运行情况，并可以对其进行日常维护。在其他的实施方式中，检测模块也可以不采用滑动导轨固定，而是直接固定在框架10中。
检测模块20、30、40功能上完全相同，并分别独立的被控制模块50控制，各个检测模块20、30、40之间没有干扰。本实施方式的重金属在线分析仪具有3个检测模块20、30、40，在其他的实施方式中，也可以为2个、4个或更多，检测模块的数目仅受制于重金属在线分析仪的大小。下面仅以检测模块20为例介绍。
如图2所示的检测模块20，包括加样管路、具有检测功能反应池22、混匀单元23(参阅图3)、消解器24以及用于连接水样预处理模块、加样管路、反应池22、混匀单元23、消解器24以及自动留样模块的蠕动泵26、夹断阀28和硅胶软管。
采用蠕动泵26和夹断阀28替代传统重金属在线分析仪器的电磁阀和隔膜泵，工作过程中蠕动泵26和夹断阀28不与液体直接接触，避免了试剂污染和腐蚀。
本实施方式的反应池22采用三电极检测体系，可以对其内部的液体进行搅拌和检测，得到待测重金属元素的含量。
在其他的实施方式中，还可以选择光学法检测重金属元素的含量。
下面通过对重金属在线分析仪器的常规测量周期和自动校准周期分别进行介绍，来对重金属在线分析仪器各个模块和元件的作用进行详细的描述(以检测模块20运行为例，检测模块30和40的运行过程与检测模块20相同)。
自动校准周期：
控制模块50控制水样预处理模块从检测点抽取待测水样并过滤；
控制模块50控制检测模块20完成如下操作：加样管路排空废液后从水样预处理模块抽取已过滤的待测水样并填充到加样管路；排空反应池22中的废液并填充蒸馏水和电解液，作为空白样；反应池22检测反应池22中空白样的重金属含量作为空白值，并将空白值输入到控制模块50；排空反应池中22的空白样并填充蒸馏水、电解液和标准液作为标准样；反应池22检测反应池22中标准样的重金属含量作为标准值，并将标准值输入到控制模块50；排空反应池22中的标准样并填充蒸馏水、电解液，同时抽取加样管路中的已过滤的待测水样加入到反应池22中以清洗反应池22；排空加样管路，并抽取所述水样预处理模块的已过滤的待测水样填充到加样管路；排空反应池22中的废液并填充蒸馏水和电解液，从加样管路中将已过滤的待测水样抽取到混匀单元23中，同时往混匀单元23中加入消解试剂，混匀后抽取到消解器24中进行消解，消解完成后抽取待测水样加入到反应池22中；反应池22检测反应池22中液体的重金属含量并输入到控制模块50，控制模块50根据空白值和标准值计算得到检测值；
控制模块50根据检测值判断重金属含量是否超标，如果超标，控制模块50报警并控制自动留样模块保留当前待测水样。
重金属在线分析仪每运行一次自动校准周期，空白值和标准值都会自动更新。本实施例中，空白值和标准值每次自动更新都是用新测量得到的数值直接替换原始数值。
常规测量周期：
控制模块50控制水样预处理模块从检测点抽取待测水样并过滤；
控制模块50控制检测模块20完成如下操作：排空加样管路中的废液后从水样预处理模块抽取已过滤的待测水样并填充到加样管路；排空反应池22中的废液并填充蒸馏水和电解液，从加样管路中将已过滤的待测水样抽取到混匀单元23中，同时往混匀单元23中加入消解试剂，混匀后抽取到消解器24中进行消解，消解完成后抽取待测水样加入到反应池22中；反应池22检测反应池22中液体的重金属含量并输入到控制模块50，控制模块50根据空白值和标准值计算得到检测值；
控制模块50根据检测值判断重金属含量是否超标，如果重金属含量超标，控制模块50报警并控制自动留样模块保留当前待测水样。
测量模块20、30、40同时运行时，如果测量模块50根据接收到的检测值判断有任何一个测量模块20、30或40中的重金属含量超标，控制模块50报警并控制自动留样模块保留当前待测水样。
测量模块20、30、40同时运行时，控制模块50根据接收到的检测值判断任何一个检测模块20、30或40的结果超标，控制模块50报警并控制自动留样模块保留当前待测水样。
通过在常规测量周期后***自动校准周期可以使得重金属在线分析仪在运行一定周期后被校准，提高重金属在线分析仪的运行精度。
本实施方式中，检测模块20包括混匀单元23和消解器24，用以对待测水样进行消解操作，在其他的实施方式中，待测水样可以不进行消解操作，直接检测；即检测模块20可以不包括混匀单元23和消解器24。
本实施方式中，混匀单元23为混匀池，在其他的实施方式中，混匀单元23也可以是双头蠕动泵。
图3为检测模块20的液路原理示意图，由图可以看出，蠕动泵26有4个：262、264、266、268，夹断阀28有5个：281、283、285、287、289。
检测模块20可以自动检测蒸馏水、电解液、消解试剂、待测水样和标准样等试剂的余量，当试剂余量不足时，检测模块20会发出警示并传输到控制模块50，控制模块50控制加样。
打开夹断阀283和蠕动泵264后可以向混匀单元23中注入定量消解试剂，关闭夹断阀283打开夹断阀281和蠕动泵264后可以向混匀单元23内注入定量的待测水样，混匀单元23内混匀的液体可以通过开启蠕动泵266注入消解器24，待消解完成后继续运行蠕动泵266即可将待测水样注入反应室22。
关闭夹断阀287，同时开启夹断阀285和蠕动泵268可完成电解液的定量地注入反应室22。
关闭夹断阀285，同时开启夹断阀287和蠕动泵268可完成蒸馏水的定量地注入反应室22。
标准样的定量添加只需启动蠕动泵262即可。
待测水样、标准样或空白样添加完成后，开启反应室22内的三电极体系进行重金属元素含量测量。测试完成后，开启夹断阀289即可完成废液的排放。
这种重金属在线分析仪器包括三个检测模块20、30、40，分别独立的被控制模块50控制，能单独运行完成测量，也能多检测模块同时运行，模块与模块之间没有干扰，同时这种重金属在线分析仪器结构简单，易于控制，维护方便。
检测模块20、30、40的具体数量只受制于在线监测仪器的尺寸大小，不受其他条件的约束。
检测模块20、30、40为抽屉状，通过滑动导轨固定在框架10上，可以随时抽出进行观察，方便观察测试过程和维护仪器。
检测模块20、30、40采用蠕动泵28和夹断阀29等不与液体直接接触的器件，避免了因为试剂或样品残留造成的泵、阀损坏，可以节省仪器维修成本。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种重金属在线分析仪，其特征在于，包括：控制模块、受所述控制模块控制的水样预处理模块、至少两个独立受所述控制模块控制的检测模块以及受所述控制模块控制的自动留样模块；每个所述检测模块独立运行检测待测水样的重金属含量并将数据传输到所述控制模块；
所述重金属在线分析仪的运行周期包括产生空白值、标准值和测量值的自动校准周期和产生测量值的常规测量周期；所述重金属在线分析仪每运行1～50个所述常规测量周期后自动***一个所述自动校准周期；
所述重金属在线分析仪每运行一次自动校准周期后自动更新所述空白值和所述校准值。
2.如权利要求1所述的重金属在线分析仪，其特征在于，所述检测模块为抽屉状且通过滑动导轨固定，所述检测模块可以抽出或推入。
3.如权利要求1所述的重金属在线分析仪，其特征在于，所述重金属在线分析仪每运行5个所述常规测量周期后自动***一个所述自动校准周期。
4.如权利要求1所述的重金属在线分析仪，其特征在于，所述检测模块包括加样管路和具有检测功能的反应池。
5.如权利要求4所述的重金属在线分析仪，其特征在于，所述自动检测周期下：
所述控制模块控制所述水样预处理模块从检测点抽取待测水样并过滤；
所述控制模块分别控制每个所述检测模块完成如下操作：所述加样管路排空废液后从所述水样预处理模块抽取已过滤的待测水样并填充到所述加样管路；排空所述反应池中的废液并填充蒸馏水和电解液，作为空白样；所述反应池检测所述反应池中空白样的重金属含量作为空白值，并将所述空白值传输到所述控制模块；排空所述反应池中的空白样并填充蒸馏水、电解液和标准液作为标准样；所述反应池检测所述反应池中标准样的重金属含量作为标准值，并将所述标准值传输到所述控制模块；排空所述反应池中的标准样并填充蒸馏水、电解液，同时抽取所述加样管路中的已过滤的待测水样加入到所述反应池中以清洗所述反应池；排空所述加样管路，并抽取所述水样预处理模块的已过滤的待测水样填充到所述加样管路；排空所述反应池中的废液并填充蒸馏水和电解液，抽取所述加样管路中的已过滤的待测水样加入到所述反应池中；所述反应池检测所述反应池中液体的重金属含量，并传输到所述控制模块，所述控制模块根据所述空白值和所述标准值计算得到检测值；
所述控制模块根据所述检测值判断是否超标，如果有任何一个所述检测模块的所述检测值超标，所述控制模块报警并控制所述自动留样模块保留当前待测水样。
6.如权利要求5所述的重金属在线分析仪，其特征在于，所述常规测量周期下：
所述控制模块控制所述水样预处理模块从检测点抽取待测水样并过滤；
所述控制模块分别控制每个所述检测模块完成如下操作：排空所述加样管路中的废液后从所述水样预处理模块抽取已过滤的待测水样并填充到所述加样管路；排空所述反应池中的废液并填充蒸馏水和电解液，抽取所述加样管路中的已过滤的待测水样加入到所述反应池中；所述反应池检测所述反应池中液体的重金属含量，并传输到所述控制模块，所述控制模块根据所述空白值和所述标准值计算得到检测值；
所述控制模块根据所述检测值判断是否超标，如果有任何一个所述检测值超标，所述控制模块报警并控制所述自动留样模块保留当前待测水样。
7.如权利要求1所述的重金属在线分析仪，其特征在于，所述检测模块还包括混匀单元和消解器；所述控制模块控制抽取所述加样管路中的已过滤的待测水样到所述混匀单元中，同时往所述混匀单元中加入消解试剂，混匀后抽取到所述消解器中进行消解，消解完成后抽取待测水样加入到所述反应池中。
8.如权利要求7所述的重金属在线分析仪，其特征在于，所述混匀单元为混匀池或双头蠕动泵。
9.如权利要求1所述的重金属在线分析仪，其特征在于，所述检测模块还包括用于连接所述水样预处理模块、所述加样管路、所述反应池以及所述自动留样模块的蠕动泵、夹断阀和硅胶软管。
10.如权利要求1所述的重金属在线分析仪，其特征在于，所述检测模块可以检测试剂余量，当试剂余量不足时，所述检测模块会发出警示并传输到所述控制***，所述控制***控制加样。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: SHENZHEN LABSUN BIO-INSTRUMENT LIMITED CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: SHENZHEN LABSUN BIOLOGICAL INSTRUMENT CO., LTD. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 518000 Guangdong Province, Shenzhen city Nanshan District Beihuan Avenue office building on the third floor of North East flour Patentee after: SHENZHEN LABSUN BIO-INSTRUMENT LIMITED CO., LTD. Address before: 518000 Guangdong Province, Shenzhen city Nanshan District Beihuan Avenue office building on the third floor of North East flour Patentee before: Shenzhen Labsun Biological Instrument Co., Ltd. |
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| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
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