CN109444132A - 一种消解比色装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消解比色装置及设备，本实施例中所需要的试剂量比现有市面产品(例如竖直管结构)要小很多，在试剂量改变较小的情况下，实现光程的可变与可控。只需要改变中间的玻璃管即可以实现光程的改变，光程长则灵敏度高，本发明的比色皿无需特殊加工，使用的透镜与玻璃管均是标准件，降低了成本提高了质量可控性与设备的可维护可更换性。
Description
技术领域
本发明涉及水质检测设备领域，尤其涉及一种消解比色装置及设备。
背景技术
水质检测的方法有许多种，其中分光光度法应用最为广泛。分光光度法是一种基于朗伯比尔定律的水质检测方法，具有选择性好，灵敏度高，分析成本低，设备检测等优点，目前已实现对大多数水质因子的测定，成为了多种水质因子检测的标准方法。
现有基于分光光度法的水质分析仪的光电比色结构多采用垂直入射单光程光路结构，比色皿直径一般为10-20mm，与光程相同，导致消解比色皿的体积很大，不同厂家单次测量所需要的试剂总量在10ml-40ml左右，浪费试剂且排放的废液也容易造成较大的二次污染。另外，消解是在高温高压环境下进行的，比色皿需要承受较大压力，现有直管型比色皿直径并不一致，一般为上宽下窄，加工难度不小，且需要手工完成。专利(CN103018169A)提出一种异型比色皿实现降低试剂消耗，此设计的加工难度更高。
发明内容
本发明提供了一种消解比色装置及设备，本实施例中所需要的试剂量比现有市面产品(例如竖直管结构)要小很多，在试剂量改变较小的情况下，实现光程的可变与可控。只需要改变中间的玻璃管即可以实现光程的改变。光程长则灵敏度高，本发明的比色皿无需特殊加工，使用的透镜与玻璃管均是标准件，降低了成本提高了质量可控性与设备的可维护可更换性。
本发明提供了一种消解比色装置，包括：光源入口、光源出口、第一透镜、第二透镜、玻璃管、探测器和加热模块；所述光源入口设置在所述第一透镜的第一焦面上，穿过所述光源入口的光信号照射到所述第一透镜上；所述第一透镜和所述第二透镜平行设置，所述第一透镜和所述第二透镜之间设置有所述玻璃管，所述第一透镜、所述第二透镜和所述玻璃管构成消解区，所述光信号经过所述第一透镜将准直后，入射到玻璃管内部；所述加热模块包裹住所述玻璃管，用于加热所述玻璃管；所述光源出口设置在所述第二透镜的第二焦面上，所述光信号经过所述玻璃管内部后，被所述第二透镜收集，并经过所述第二透镜聚焦后，入射到所述光源出口；所述光源出口与所述探测器连接。
可选地，还包括：光纤；所述光纤设置在所述光源出口和所述探测器之间，用于将所述光源出口的所述光信号传输到所述探测器。
可选地，所述探测器包括：光电二极管和第一转接件；所述第一转接件与所述光纤连接，用于收集所述光纤传输的所述光信号，并将所述光信号导出至所述光电二极管。
可选地，所述第一透镜和所述玻璃管之间还设置有第一液体出入口，所述第二透镜和所述玻璃管之间还设置有第二液体出入口。
可选地，所述第一液体出入口和所述第二液体出入口设置在所述消解比色装置的两侧，所述第一液体出入口和所述第二液体出入口斜对称排列。
可选地，所述玻璃管两端分别设置有密封圈。
可选地，所述光源入口与所述第一透镜通过第二连接件连接，所述光源出口与所述第二透镜通过第三连接件连接；所述第二连接件和所述第三连接件上贯穿设置有小孔。
可选地，所述加热模块为加热丝或PTC加热片。
可选地，所述加热模块与所述玻璃管之间设置有导热硅脂。
本发明提供了一种消解比色设备，包括如上述任一项所述的消解比色装置、挤压螺帽和固定架；所述消解比色装置通过挤压螺帽固定在所述固定架上。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明中，提供了一种消解比色装置，该消解比色装置包括光源入口、光源出口、第一透镜、第二透镜、玻璃管、探测器和加热模块；所述光源入口设置在所述第一透镜的第一焦面上，穿过所述光源入口的光信号照射到所述第一透镜上；所述第一透镜和所述第二透镜平行设置，所述第一透镜和所述第二透镜之间设置有所述玻璃管，所述第一透镜、所述第二透镜和所述玻璃管构成消解区，所述光信号经过所述第一透镜将准直后，入射到玻璃管内部；所述加热模块包裹住所述玻璃管，用于加热所述玻璃管；所述光源出口设置在所述第二透镜的第二焦面上，所述光信号经过所述玻璃管内部后，被所述第二透镜收集，并经过所述第二透镜聚焦后，入射到所述光源出口；所述光源出口与所述探测器连接。采用上述消解比色装置，本实施例中所需要的试剂量比现有市面产品(例如竖直管结构)要小很多，在试剂量改变较小的情况下，实现光程的可变与可控。只需要改变中间的玻璃管即可以实现光程的改变，光程长则灵敏度高，本发明的比色皿无需特殊加工，使用的透镜与玻璃管均是标准件，降低了成本提高了质量可控性与设备的可维护可更换性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种消解比色装置的一个实施例的剖面图；
图2为本发明提供的一种消解比色装置的一个实施例的结构示意图。
其中，附图标记为：
1、光源入口；2、光源出口；3、第一透镜；4、第二透镜；5、玻璃管；6、探测器；7、加热模块；8、光纤；9、第一液体出入口；10、第二液体出入口；11、挤压螺帽；12、固定架；13、测温元件。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种消解比色装置及设备，本实施例中所需要的试剂量比现有市面产品(例如竖直管结构)要小很多，在试剂量改变较小的情况下，实现光程的可变与可控。只需要改变中间的玻璃管即可以实现光程的改变，光程长则灵敏度高，本发明的比色皿无需特殊加工，使用的透镜与玻璃管均是标准件，降低了成本提高了质量可控性与设备的可维护可更换性。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请参阅图1和图2，本发明提供了一种消解比色装置的一个实施例，包括：
光源入口1、光源出口2、第一透镜3、第二透镜4、玻璃管5、探测器6和加热模块7；
光源入口1设置在第一透镜3的第一焦面上，穿过光源入口1的光信号照射到第一透镜3上；
第一透镜3和第二透镜4平行设置，第一透镜3和第二透镜4之间设置有玻璃管5，第一透镜3、第二透镜4和玻璃管5构成消解区，光信号经过第一透镜3将准直后，入射到玻璃管5内部；
加热模块7包裹住玻璃管5，用于加热玻璃管5；
光源出口2设置在第二透镜4的第二焦面上，光信号经过玻璃管5内部后，被第二透镜4收集，并经过第二透镜4聚焦后，入射到光源出口2；
光源出口2与探测器6连接。
本实施例中，光源入口1为光源入射的区域，优选的，光源可以为光纤8输出，光源入口1处为转接件，可以将光纤8末端固定到透镜的前焦面处。光源入口1处也可以直接放置特定波长的LED光源。
本实施例中，光源入口1的光源，第一透镜3准直后，入射到由玻璃管5与两侧的透镜共同组成的容器中，此区域为消解区，光经过消解液后，被第二透镜4收集，聚焦到探测器6上。透镜两侧设置有密封圈。
本实施例中，探测器6可以直接是光电二极管，也可以使用光纤8将信号导出。考虑温度对光电二极管的影响，优选的，探测器6处为转接件，转接件连接光纤8，收集经过第二透镜4的聚焦光强，并且将光强导出至外部的光电二极管。
本实施例中，玻璃管5可以由普通耐酸耐碱的材料构成，无需考虑玻璃管5对光的吸收率。可以避免使用昂贵的石英玻璃。玻璃管5两端可以有密封圈，密封圈被埋在凹槽中，防止挤压过程中产生形变造成密封不严的情况。
本实施例中，加热模块7包裹住玻璃管5，两者中间可以有导热硅脂，将玻璃管5内部的液体加热至消解温度。加热模块7可以使用电热丝缠绕也可以使用PTC等加热材料进行加热，例如使用PTC加热，PTC加热更加快速、安全、均匀，而还可以实现自动恒温功能。加热模块7中还可以包含测温元件13，如PT100等。
本实施例中，第一液体出入口9和第二液体出入口10可以位于第一透镜3与玻璃管5相连的零件、第二透镜4与玻璃管5相连的零件中，液体出入口与玻璃管5垂直，并且紧贴透镜，两个液体出入口斜对称排列。
将光源入口1与第一透镜3连接的连接件存在小孔贯穿，可以实现散热，保持内外气压一致。
将光源出口2与第二透镜4连接的连接件存在小孔贯穿，可以实现散热，保持内外气压一致。
本实施例中，如图2所示，本消解比色装置使用时，为了能够在排出液体时将液体完全流出，需要保证其处于倾斜状态(30°-45°)，下端的液体出入口在最低的位置。一定量的样品以及试剂通过泵的运输，从下端液体出入口进入比色皿直至从上端液体出入口少量溢出后，说明比色皿被样品完全充满。此时光源打开，探测器6接收到信号I1，此时I1可以是此时的电压，也可以是清洗消解杯过程中注满蒸馏水后进行的测量。然后加热模块7工作，溶液进行消解反应并显色，直到消解完成。此时记录探测器6接收到的信号I2，经过数据处理单元后得到吸光度，将吸光度与标定曲线对照，计算得到待测物质的浓度值。
本申请实施例中，提供了一种消解比色装置，该消解比色装置包括光源入口1、光源出口2、第一透镜3、第二透镜4、玻璃管5、探测器6和加热模块7；光源入口1设置在第一透镜3的第一焦面上，穿过光源入口1的光信号照射到第一透镜3上；第一透镜3和第二透镜4平行设置，第一透镜3和第二透镜4之间设置有玻璃管5，第一透镜3、第二透镜4和玻璃管5构成消解区，光信号经过第一透镜3将准直后，入射到玻璃管5内部；加热模块7包裹住玻璃管5，用于加热玻璃管5；光源出口2设置在第二透镜4的第二焦面上，光信号经过玻璃管5内部后，被第二透镜4收集，并经过第二透镜4聚焦后，入射到光源出口2；光源出口2与探测器6连接。采用上述消解比色装置，本实施例中所需要的试剂量比现有市面产品(例如竖直管结构)要小很多，在试剂量改变较小的情况下，实现光程的可变与可控。只需要改变中间的玻璃管5即可以实现光程的改变，光程长则灵敏度高，本发明的比色皿无需特殊加工，使用的透镜与玻璃管5均是标准件，降低了成本提高了质量可控性与设备的可维护可更换性。
进一步地，还包括：光纤8；光纤8设置在光源出口2和探测器6之间，用于将光源出口2的光信号传输到探测器6。
进一步地，探测器6包括：光电二极管和第一转接件；
第一转接件与光纤8连接，用于收集光纤8传输的光信号，并将光信号导出至光电二极管。
进一步地，第一透镜3和玻璃管5之间还设置有第一液体出入口9，第二透镜4和玻璃管5之间还设置有第二液体出入口10。
进一步地，第一液体出入口9和第二液体出入口10设置在消解比色装置的两侧，第一液体出入口9和第二液体出入口10斜对称排列。
进一步地，玻璃管5两端分别设置有密封圈。
进一步地，光源入口1与第一透镜3通过第二连接件连接，光源出口2与第二透镜4通过第三连接件连接；
第二连接件和第三连接件上贯穿设置有小孔。
进一步地，加热模块7为加热丝。
进一步地，加热模块7与玻璃管5之间设置有导热硅脂。
如图1和图2所示，本发明还提供一种消解比色设备的一个实施例，包括上述实施例任意一种消解比色装置、挤压螺帽11和固定架12；消解比色装置通过挤压螺帽11固定在固定架12上。
挤压螺帽11将整个消解比色模块固定在固定架12上，旋紧挤压螺帽11，可以实现对玻璃管5两端的密封圈的挤压，从而可以保证玻璃管5两端与设计的固定件完全贴合，实现密封效果。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种消解比色装置，其特征在于，包括：
光源入口、光源出口、第一透镜、第二透镜、玻璃管、探测器和加热模块；
所述光源入口设置在所述第一透镜的第一焦面上，穿过所述光源入口的光信号照射到所述第一透镜上；
所述第一透镜和所述第二透镜平行设置，所述第一透镜和所述第二透镜之间设置有所述玻璃管，所述第一透镜、所述第二透镜和所述玻璃管构成消解区，所述光信号经过所述第一透镜将准直后，入射到玻璃管内部；
所述加热模块包裹住所述玻璃管，用于加热所述玻璃管；
所述光源出口设置在所述第二透镜的第二焦面上，所述光信号经过所述玻璃管内部后，被所述第二透镜收集，并经过所述第二透镜聚焦后，入射到所述光源出口；
所述光源出口与所述探测器连接。
2.根据权利要求1所述的消解比色装置，其特征在于，还包括：光纤；
所述光纤设置在所述光源出口和所述探测器之间，用于将所述光源出口的所述光信号传输到所述探测器。
3.根据权利要求2所述的消解比色装置，其特征在于，所述探测器包括：光电二极管和第一转接件；
所述第一转接件与所述光纤连接，用于收集所述光纤传输的所述光信号，并将所述光信号导出至所述光电二极管。
4.根据权利要求3所述的消解比色装置，其特征在于，所述第一透镜和所述玻璃管之间还设置有第一液体出入口，所述第二透镜和所述玻璃管之间还设置有第二液体出入口。
5.根据权利要求4所述的消解比色装置，其特征在于，所述第一液体出入口和所述第二液体出入口设置在所述消解比色装置的两侧，所述第一液体出入口和所述第二液体出入口斜对称排列。
6.根据权利要求5所述的消解比色装置，其特征在于，所述玻璃管两端分别设置有密封圈。
7.根据权利要求6所述的消解比色装置，其特征在于，所述光源入口与所述第一透镜通过第二连接件连接，所述光源出口与所述第二透镜通过第三连接件连接；
所述第二连接件和所述第三连接件上贯穿设置有小孔。
8.根据权利要求8中所述的消解比色装置，其特征在于，所述加热模块为加热丝或PTC加热片。
9.根据权利要求9中所述的消解比色装置，其特征在于，所述加热模块与所述玻璃管之间设置有导热硅脂。
10.一种消解比色设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一种所述的消解比色装置、挤压螺帽和固定架；
所述消解比色装置通过挤压螺帽固定在所述固定架上。
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