CN104155421A - 多参数水质检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多参数水质检测仪，其包括：重金属光电检测模块，利用不同光波检测水质中所含的不同重金属；PH探头，用于检测水质的PH值；ORP探头，用于检测水的氧化性；电导电极探头，用于检测水的硬化度与矿化度；温度探头，用于检测水的温度；中央处理器，与重金属光电检测模块、PH探头、ORP探头、电导电极探头、温度探头连接，用于发送检测指令并处理水质的各项检测参数；存储器，与中央处理器连接，用于存储水质的各项检测参数；输入输出模块，与中央处理器连接，用于输入操作指令及输出运行参数；电源，至少与中央处理器连接，用于提供工作电源。本发明集多功能检测于一体，一台仪器能检测多种参数，应用便捷。

Description

多参数水质检测仪

技术领域

本发明涉及一种水检测技术领域，尤其涉及水体中多种离子的检测技术。

背景技术

人类在生活和生产活动中都离不开水，生活饮用水水质的优劣与人类健康密切相关。随着经济的发展和城市化进程的加快，生活污水排放量迅速增长，大量未经处理的生活污水排放到地表，造成水环境的污染。工业用水水质的优劣则与工业生产成本和产品质量密切相关。目前，人类的活动广度和深度前所未有，对自然环境，特别是水资源的影响非常严重。 养殖用水由于受到人类活动以及其它因素的影响，造成进入水体的物质超过了水体自净能力，导致水质恶化，影响到水体用途。其中主要的污染物有：重金属污染物，非金属无机有毒污染物，有毒有机物，耗氧有机物，酸、碱污染物，这些都会严重影响养殖业的发展。鉴于此，业界开发了多种水质检测设备，但是此类设备的综合检测能力往往不足，检测参数较为单一，且数据不利于传送。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多参数水质检测仪，以解决现有技术存在的水质检测设备检测参数单一等问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种多参数水质检测仪，其包括：重金属光电检测模块，用于利用不同光波检测水质中所含的不同重金属； PH探头，用于检测水质的PH值； ORP探头，用于检测水的氧化性；电导电极探头，用于检测水的硬化度与矿化度；温度探头，用于检测水的温度；中央处理器，与所述重金属光电检测模块、PH探头、ORP探头、电导电极探头、温度探头连接，用于发送检测指令并处理水质的各项检测参数；存储器，与所述中央处理器连接，用于存储水质的各项检测参数；输入输出模块，与所述中央处理器连接，用于输入操作指令及输出运行参数；电源，至少与所述中央处理器连接，用于提供工作电源。

根据上述多参数水质检测仪的一种优选实施方式，其中，所述输入输出模块包括：键盘，与所述中央处理器连接，用于输入操作指令；液晶屏，与所述中央处理器连接，用于显示操作指令和检测结果。

根据上述多参数水质检测仪的一种优选实施方式，其中，所述重金属光电检测模块包括：光源，分布于不同检测通道中，并相应地发出不同波长的光波；比色池，用于装入含重金属的待检测水，并与所述光源对应，以使待检测水吸收不同波长的光波；光电传感器，和所述中央处理器连接并与所述比色池对应，用于检测透过待检测水的光波并转换为输送至所述中央处理器的电信号。

根据上述多参数水质检测仪的一种优选实施方式，其中，所述光源为LED。

根据上述多参数水质检测仪的一种优选实施方式，其中，所述存储器为U盘。

由上分析，本发明集多功能检测于一体，一台仪器能检测多种参数，应用便捷。优选地，采用LED冷灯作为光源，光源稳定性好，使用寿命长。

附图说明

图1为本发明实施例的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明实施例包括中央处理器1、输入输出模块2、电源3、重金属光电检测模块5、PH探头6、ORP探头7、电导电极探头8、温度探头9、存储器4。

其中，优选的是，用于利用不同光波检测水质中所含的不同重金属的重金属光电检测模块5包括光电传感器51、比色池52和作为光源的LED 53。本实施例具有多个通道，LED 53分布于不同检测通道中，并相应地发出不同波长的光波。比色池52用于装入含重金属的待检测水，并与LED 53对应，以使待检测水吸收不同波长的光波。光电传感器51和中央处理器1连接并与比色池52对应，用于检测透过待检测水的光波并转换为输送至中央处理器1的电信号。

换言之，本实施例里有多个通道，不同通道的LED 53波长不同，不同波长的光波可以检测不同的重金属。光波通过装有含重金属待检测水的比色池52，一部分被吸收，剩下的光波透过比色池52，进入光电传感器51从而转换成电信号，传到中央处理器1的A/D脚转换为数字形式的数据，中央处理器1再将结果存储并通过液晶屏21显示出来。

输入输出模块2包括液晶屏21和键盘22。液晶屏21与中央处理器1连接，用于显示操作指令和检测结果[A1] ；键盘22与中央处理器1连接，用于输入操作指令[A2] 。二者的具体应用，参见下述各探头的相关描述。

PH探头6用于检测水质的PH值。应用时，操作键盘22选到PH检测菜单，把PH探头6***水中，操作键盘22检测键，PH探头6把检测到的信号传入中央处理器1，中央处理器1把信号转为数据、计算后得到的PH数值数字1-14存在存储器4上，然后传到液晶屏21上显示出来。

ORP探头7用于检测水的氧化性。应用时，操作键盘22选到ORP检测菜单，把ORP探头7***水中，操作键盘22检测键，ORP探头7把检测到的信号传入中央处理器1，中央处理器1把信号转为数据、计算后得到的电位数据存在存储器4上，然后传到液晶屏21上显示出来。

电导电极探头8用于检测水的硬化度与矿化度。应用时，操作键盘22选到电导电极检测菜单，把电导电极探头8***水中，操作键盘22检测键，电导电极探头8把检测到的信号传入中央处理器1，中央处理器1把信号转为数据、计算后得到的电导率数据存在存储器4上，然后传到液晶屏21上显示出来。

温度探头9用于检测水的温度。检测水的温度时，操作键盘22选到温度检测菜单，把温度探头9***水中，操作键盘22检测键，温度探头9把检测到的信号传入中央处理器1，中央处理器1把信号转为数据、计算后得到的温度数据存在存储器4上，然后传到液晶屏21上显示出来。

中央处理器1上述各检测模块、探头连接，用于发送检测指令并处理水质的各项检测参数。中央处理器1可以为单片机、数字信号处理器等各类具有数据处理功能的集成电路。

存储器4与中央处理器1连接，用于存储水质的各项检测参数。

电源3至少与中央处理器1连接，用于提供工作电源。还可以直接与各功能模块、探头连接，也可以经由接口电路向其提供电源。

优选地，存储器4为U盘，便于携带和数据移动。

在具体应用时，首先通电，中央处理器1上电自检，检测外面光电传感器51、LED 53、PH探头6、ORP探头7、电导电极探头8、温度探头9、电源3等是否正常，如果不正常会通过液晶屏21显示出来，提示用户解决显示的问题。一切正常后，液晶屏21进入检测界面，首先操作键盘22选择要检测的项目，中央处理器1跟据键盘22的信号作出判断，发出指令到液晶屏21显示出来，然后用户把相应的探头***水中，探头把检测的模拟量转输到中央处理器1的A/D脚，中央处理器1把A/D脚信号进行转化，再经过计算处理，转为数据存在存储器4中，同时在液晶屏21上显示出来。

在利用本发明实施例检测并直接显示样品中钠离子含量时，具有测定方法简便、灵敏度高、误差小等优点，可以广泛地应用于水质和食品的检测。

具体而言，检测生活饮用水及其水源水、废水等中的钠离子时，首先准备试剂，试剂包括：络合剂：1瓶；钠检测液I： 2瓶；钠缓冲溶液：1瓶；钠检测液II：1瓶；钠检测液III：1瓶；钠检测液IV：1瓶；钠显色剂：1瓶。

然后，按照以下样品检测步骤：

吸取1-3.5mL蒸馏水及水样，分别加入25mL具塞比色管（或带塞试管）中。

加入络合剂50-200uL，加入0.5-2.0 mL乙醇（自备），摇匀，再加入60-180uL检测液I，0.3-1.4mL钠缓冲溶液，0.3-0.8mL钠检测液II，每加入一种试剂均应充分摇匀。放置5-15分钟后过滤于10mL具塞比色管中。

取1.0-2.0mL上述滤液，放于 1cm比色池52中。

加入1-3滴钠检测液III，1-3滴钠检测液IV，加入1-3滴钠显色剂，放置2-10分钟。

将空白对照对应的比色池52放入相应的通道，按一下调零键，取出比色池。

将待测样品对应的比色池52放入相应的通道，按一下检测键进行检测。

上述各步骤所涉及的各类试剂的配备如下：

检测液I（Fe3+）：取45-50g十二水合高铁铵，溶于1-4%硫酸中，并用1-4%硫酸稀释至1L。

检测液II：溶解65-85g氟化铵于1L水中。

检测液III: 取35-50 mL 冰醋酸，加水500mL, 再加230-270g醋酸铵，搅拌溶解，加水稀释至1L。

检测液IV：盐酸羟胺：5-12%。

钠显色剂：取0.1-0.5g 邻菲罗啉, 用水稀释至100mL.

钠缓冲液：取20-45 mL 冰醋酸，加水500mL, 再加245-265g醋酸铵，搅拌溶解，加水稀释至1L。

络合剂：取0.5-1.3g EDTA ，加入约15-30 mL 2M 氢氧化钠溶液，用水稀释至1L。使用时用蒸馏水稀释10倍使用。

在利用本实施例进行硝酸盐的检测时，可以基于以下原理：

在浓硫酸性条件下，麝香草酚与硝酸生成硝基酚化合物，在碱性溶液中发生分子重排，产生黄色化合物，在420nm处有最大吸收。

具体操作时，也是首先准备各类试剂：

检测试剂I：氨基磺酸铵溶液，称取1-4g氨基磺酸铵，用10%-40%乙酸溶液溶解并稀释为100ml。     检测试剂II：麝香草酚乙醇溶液，称取0.1-0.7g麝香草酚，溶于无水乙醇中并稀释至100ml。     检测试剂III：硫酸银硫酸溶液，称取0.5-1.5g硫酸银溶于100ml浓硫酸中，摇匀。

接着，可以参照以下测定步骤进行具体的检测流程：

 a.在一组5支50ml比色管中，分别加入0、0.2、0.4、0.8ml硝酸盐氮标准溶液（或检测样品），加纯水稀释至1.0ml。加0-1 ml检测试剂I，放置5min。

b.从管中央加入0-1 ml检测试剂II（勿使沿管壁流下），加1-5 ml检测试剂III，混匀，放置5min。

c.加5-10 ml纯水，混合后，加浓氨水至出现的黄色不再加深且氯化银沉淀溶解 为止。

d.在波长420nm处，用光程10mm比色池52 (G)，以纯水为参比，测量吸光度。

由测得的吸光度，减去参比水样的吸光度后，得到校正吸光度，通过绘制以硝酸盐氮含量(μg)对校正吸光度的校准曲线查得样品浓度。测得结果如下：

硝酸盐（ug/ml）	0	10	20	40
					响应值	18936	18862	18792	18685

检测时，应注意事项为：

1.由于本实验中有危险化学品，做实验时应做好相关措施。

2.每进行一步实验，应尽可能使溶液混匀。

3.加浓氨水时，会有沸腾现象，应尽快摇匀再缓慢滴加。此为关键步骤。

综上，本发明包括中央处理器及多个检测功能模块，能同时检测水中各种重金属元素的含量、水的PH值、水的温度、水的氧化性、硬化度、矿化度等，并采用LED冷灯作为光源，光源稳定性好，使用寿命长。可见，本发明是集多功能于一体的水质检测仪器，整机采用CPU集中智能控制，可以把检测到的数据永久保存到存储器中，也可通过接口电路连接保存到电脑上。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (5)

1.一种多参数水质检测仪，其特征在于，包括：

重金属光电检测模块，用于利用不同光波检测水质中所含的不同重金属；

PH探头，用于检测水质的PH值；

ORP探头，用于检测水的氧化性；

电导电极探头，用于检测水的硬化度与矿化度；

温度探头，用于检测水的温度；

中央处理器，与所述重金属光电检测模块、PH探头、ORP探头、电导电极探头、温度探头连接，用于发送检测指令并处理水质的各项检测参数；

存储器，与所述中央处理器连接，用于存储水质的各项检测参数；

输入输出模块，与所述中央处理器连接，用于输入操作指令及输出运行参数；

电源，至少与所述中央处理器连接，用于提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的多参数水质检测仪，其特征在于，所述输入输出模块包括：

键盘，与所述中央处理器连接，用于输入操作指令；

液晶屏，与所述中央处理器连接，用于显示操作指令和检测结果。

3.根据权利要求1所述的多参数水质检测仪，其特征在于，所述重金属光电检测模块包括：

光源，分布于不同检测通道中，并相应地发出不同波长的光波；

比色池，用于装入含重金属的待检测水，并与所述光源对应，以使待检测水吸收不同波长的光波；

光电传感器，和所述中央处理器连接并与所述比色池对应，用于检测透过待检测水的光波并转换为输送至所述中央处理器的电信号。

4.根据权利要求3所述的多参数水质检测仪，其特征在于，所述光源为LED。

5.根据权利要求1所述的多参数水质检测仪，其特征在于，所述存储器为U盘。