CN109444366A - 一种水质分析***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水质分析***及方法，包括柱塞泵、反应单元、试剂存储单元和多通道阀，所述柱塞泵通过多通道阀控制试剂存储单元中的药剂和待测水样进入反应单元，反应单元对反应后的药剂和待测水样进行检测分析，药剂和测试水样在进样的过程中通过空气和纯水隔开，避免了试剂之间的交叉污染，提高了水质分析的精度。

Description

一种水质分析***及方法

技术领域

本发明涉及一种水质分析***及方法，属于水质检测分析技术领域。

背景技术

水质检测分析行业内，大多数检测仪器都存在试剂消耗量大的问题，且水质分析使用的试剂多为毒性很大的试剂，污染严重，且存在试剂之间交叉污染、废液和试剂之间交叉污染的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水质分析***及方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷或缺陷之一。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种水质分析***，包括柱塞泵、反应单元、试剂存储单元和多通道阀；

所述柱塞泵上还连接有纯水桶；

所述多通道阀分别与纯水桶、空气及试剂存储单元中的各存储瓶连通，所述柱塞泵通过多通道阀将纯水、空气和或各存储瓶中的试剂泵送至所述反应单元；

所述试剂存储单元还包括与所述多通道阀相连通的废液存储瓶；

所述反应单元包括反应池和分设于所述反应池两侧的光源发射器和光电探测器，所述光源发射器能够发射光信号透过所述反应池以供所述光电探测器监测；

所述多通道阀与所述反应池之间的管路上还连接有第一电磁阀；

所述柱塞泵与所述纯水桶之间的管路上还连接有第二电磁阀；

所述水质分析***还包括控制单元，所述控制单元分别与柱塞泵、多通道阀、第一电磁阀、第二电磁阀连接。

第二方面，本发明提供了一种水质分析方法，所述方法包括如下步骤：

通过控制柱塞泵行程向柱塞泵、多通道阀及多通道阀内部管路中注满纯水；

打开多通道阀中与空气相连通的阀口，向多通道阀内部管路注入用于隔离纯水和待测水样的空气；

打开多通道阀中与水样存储瓶相连通的阀门，控制柱塞泵行程将待测水样及空气泵送至反应单元；

再次通过控制柱塞泵行程向柱塞泵、多通道阀及多通道阀内部管道注满纯水；

打开多通道阀中与空气相连通的阀口，向多通道阀内部管路中注入用于隔离纯水和药剂的空气；

打开多通道阀中与药剂存储瓶相连通的阀门，控制柱塞泵行程将药剂及空气泵送至反应单元；

待药剂与待测水样充分反应后，根据反应结果对水质进行分析。

所述方法还包括在柱塞泵注满纯水的情况下，对所述多通道阀内部管路进行冲洗，具体方法为：

通过控制柱塞泵向多通道阀内部管路注入纯水；

打开多通道阀中与空气相连通的阀口，向多通道阀内部管路中注入用于隔离纯水和待测水样的空气；

打开多通道阀中与药剂存储瓶相连通的阀门，控制柱塞泵行程向内部管路中抽吸药剂；

控制柱塞泵行程将内部管路中的纯水、空气和药剂全部排出。

所述水质分析方法还包括在药剂和待测水样的反应过程中，通过柱塞泵向反应单元中泵送空气，用于药剂和待测水样的鼓泡混合。

所述水质分析方法还包括水质分析完成后，通过控制柱塞泵将反应单元中的混合液排出。

本发明提供的一种水质分析***及方法，柱塞泵通过多通道阀抽取定量的药剂和或待测水样进入反应单元，在抽取药剂和或待测水样的过程中，通过抽取的空气将纯水和药剂、纯水和待测水样隔开，在满足定量抽取的前提下，降低了测试过程中试剂的消耗量，且从根本上解决了试剂之间交叉污染的问题，实现了无交叉污染进样的水质分析，提高了药剂和待测水样的高精度定比例混合。

附图说明

图1是根据本发明实施例提供的一种水质分析***的结构示意图；

图中：1、第一电磁阀；2、第二电磁阀；3、第三电磁阀；4、第四电磁阀；5、第五电磁阀；6、第六电磁阀；7、第七电磁阀；8、第八电磁阀；9、第九电磁阀；10、第十电磁阀；11、第十一电磁阀；12、第十二电磁阀；13、柱塞泵；14、反应池；15、光电探测器；16、光源发射器；17、反应单元；18、纯水桶；19、第一存储瓶；20、第二存储瓶；21、第三存储瓶；22、第四存储瓶；23、第五存储瓶；24、废液存储瓶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，术语“向上”、“向下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构图和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

第一方面，本实施例提供的水质分析***，包括柱塞泵、反应单元、试剂存储单元和多通道阀：

所述柱塞泵13包括上进液口和下进液口，所述上进液口和多通道阀的公共端联通，所述下进液口连接有纯水桶18，下进液口和纯水桶18的连通状态由第一电磁阀1控制；

所述多通道阀分别与纯水桶、空气及试剂存储单元中的各存储瓶连接：多通道阀和纯水桶18的连通状态由第九电磁阀9控制，用于抽取纯水对样品进行稀释；多通道阀和第一存储瓶19的连通状态由第二电磁阀2控制；多通道阀和第二存储瓶20的连通状态由第三电磁阀3控制；多通道阀和第三存储瓶21的连通状态由第四电磁阀4控制；多通道阀和第四存储瓶22的连通状态由第五电磁阀5控制；多通道阀和第五存储瓶23的连通状态由第六电磁阀6控制；

所述存储瓶包括用于存储待测水样的水样存储瓶，以及用于存储药剂的药剂存储瓶：本实施例中提供的第一存储瓶19、第二存储瓶20、第三存储瓶21、第四存储瓶22、第五存储瓶23用于存储待测水样或药剂；

多通道阀和空气的连通状态由电磁阀10控制；

多通道阀和废液存储瓶的连通状态由第八电磁阀8控制；

所述反应单元17包括反应池14、光源发射器16和光电探测器15：反应池14和多通道阀连接，反应池14和多通道阀的连通状态由第七电磁阀7和第十二电磁阀12控制； 所述光源发射器能够发射光信号透过所述反应池以供所述光电探测器检测；

所述***还包括控制单元：所述控制单元与柱塞泵13连接，用于控制柱塞泵的运行状态；所述控制单元与第一电磁阀1、第二电磁阀2、第三电磁阀3、第四电磁阀4、第五电磁阀5、第六电磁阀6、第七电磁阀7、第八电磁阀8、第九电磁阀9、第十电磁阀10、第十一电磁阀11、第十二电磁阀12连接，用于控制电磁阀的运行状态。

第二方面，本实施例提供了一种水质分析方法，方法包括如下步骤：

步骤一：向柱塞泵13、多通道阀及多通道阀内部管路中注满纯水，具体包括如下步骤：

步骤11：打开第八电磁阀8，其他电磁阀保持关闭状态，此时柱塞泵13和废液存储瓶24保持连通状态，控制单元控制柱塞泵13的柱塞向上运行至最高位；

步骤12：关闭第八电磁阀8，打开第一电磁阀1，控制单元控制柱塞泵13的柱塞向下运行至最低位，实现抽取纯水桶18内的纯水；

步骤13：关闭第一电磁阀1，打开第八电磁阀8，控制单元控制柱塞泵13的柱塞向上运行至最高位，关闭电磁阀8；

步骤14：循环步骤12、步骤13两次，使柱塞泵13、多通道阀及多通道阀内部管路中充满纯水。

步骤二：向多通道阀内部管路中注入用于隔离纯水和存储瓶内液体的空气：

步骤21：打开第一电磁阀1，控制单元控制柱塞泵13的柱塞向下运行行程的10%，实现抽取10%行程的纯水；

步骤22：关闭第一电磁阀1，打开第十电磁阀10，控制单元控制柱塞泵13的柱塞向下运行行程的10%，实现抽取10%的空气；

步骤23：关闭第十电磁阀10，打开第二电磁阀2，控制单元控制柱塞泵13的柱塞向下运行行程的80%，实现抽取80%的第一存储瓶19内的液体；

步骤24：关闭第二电磁阀2，打开第八电磁阀8，控制单元控制柱塞泵13的柱塞向上运行至最高位，将抽取的空气、纯水、第一存储瓶19内的液体全部排入废液存储瓶24中，实现对多通道阀内部管路的冲洗，放置进样的交叉污染；

步骤25：循环步骤21、步骤22、步骤23、步骤24两次，使第二电磁阀2和第一药剂瓶19之间的管道内充满药剂；

步骤26：打开第一电磁阀1，控制单元控制柱塞泵13的柱塞向下运行行程的20%，实现抽取20%行程的纯水；

步骤27：关闭第一电磁阀1，打开第十电磁阀10，控制单元控制柱塞泵13向下运行行程的10%，实现抽取10%行程的空气，用于实现纯水和第一存储瓶19内的液体的隔离；

步骤28：关闭第十电磁阀10，打开第二电磁阀2，控制单元控制柱塞泵向上运行行程的20%，实现将步骤32抽取的10%行程的空气和步骤31抽取的纯水的50%推送到第二电磁阀2和第一药剂瓶19之间的管道内，实现多通道阀内部管路中注满纯水，且纯水和第一存储瓶19内的液体被空气隔开。

步骤29：按照步骤11、步骤12、步骤13、步骤14、步骤21、步骤22、步骤23、步骤24、步骤25、步骤26、步骤27、步骤28，实现多通道阀内部管路中注满纯水，且纯水和第二存储瓶20、第三药剂瓶21、第四药剂瓶22、第五药剂瓶23内的液体被空气隔开，避免液体之间的交叉污染。

步骤三：将抽取所述存储瓶中的液体送至反应单元：

步骤31：打开第一电磁阀1，控制单元控制柱塞泵向下运行行程的20%，实现抽取20%的纯水；

步骤32：关闭第一电磁阀1，打开第十电磁阀10，控制单元控制柱塞泵向下运行行程的20%，实现抽取20%行程的空气；

步骤33：关闭第十电磁阀10，打开第二电磁阀2，控制单元控制柱塞泵向下运行行程的50%，实现抽取50%行程的第一药剂瓶19内的液体；

步骤34：关闭第二电磁阀2，打开第七电磁阀7、第十二电磁阀12和第十一电磁阀11，控制单元控制柱塞泵向上运行行程的60%，实现将50%行程的第一药剂瓶19内的液体和10%行程的空气送至反应池14中；

步骤35：关闭第七电磁阀7、第十二电磁阀12、第十一电磁阀11，打开第八电磁阀8，控制单元控制柱塞泵13的柱塞向上运行至最高位，实现在柱塞泵13和多通道阀内部管路充满纯水，用于避免柱塞泵13接触药剂，延长柱塞泵13的使用寿命；

步骤36：按照步骤31、步骤32、步骤33、步骤34、步骤35，实现将以50%行程为最小单位的不同体积的第二存储瓶20、第三存储瓶21，第四存储瓶22、第五存储瓶23内的液体送至反应池14中。

步骤四：待药剂与待测水样充分反应后，根据反应结果对水质进行分析：

步骤41：通过柱塞泵13向反应池14中泵送空气，用于药剂和待测水样的鼓泡混合，使药剂和待测水样充分反应；

步骤42：光源发射器发射光信号透过所述反应池14以供所述光电探测器检测；

步骤五：分析完成后，通过控制柱塞泵将反应单元中的混合液排出。

本实施例中提供的第一存储瓶19、第二存储瓶20、第三存储瓶21、第四存储瓶22、第五存储瓶23用于存储待测水样或药剂；通过上述方法步骤，完成对待测水样和药剂向反应单元的无交叉污染的输送，并对待测水样进行检测分析；必要时，可关闭第一电磁阀1，打开第九电磁阀9，控制柱塞阀13抽取纯水桶18中的纯水用于待测水样的稀释。

本发明提供的一种水质分析***及方法，通过柱塞泵和控制使使管路内进入少量空气隔开纯水和药剂、纯水和待测水样，在满足定量抽取的前提下，又将可以产生交叉污染的两端液体隔开，降低了测试过程中试剂的消耗量，且从根本上解决了试剂之间交叉污染的问题，实现了无交叉污染进样的水质分析，提高了药剂和待测水样的高精度定比例混合。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水质分析***，其特征在于，包括柱塞泵、反应单元、试剂存储单元和多通道阀；

所述试剂存储单元包括水样存储瓶、药剂存储瓶；

所述柱塞泵上还连接有纯水桶；

所述多通道阀分别与纯水桶、空气及试剂存储单元中的各存储瓶连通，所述柱塞泵通过多通道阀将纯水、空气和或各存储瓶中的试剂泵送至所述反应单元。

2.根据权利要求1所述的水质分析***，其特征在于，所述试剂存储单元还包括与所述多通道阀相连通的废液存储瓶。

3.根据权利要求1所述的水质分析***，其特征在于，所述反应单元包括反应池和分设于所述反应池两侧的光源发射器和光电探测器，所述光源发射器能够发射光信号透过所述反应池以供所述光电探测器检测。

4.根据权利要求1至3任一项所述的水质分析***，其特征在于，所述多通道阀与所述反应池之间的管路上还连接有第一电磁阀。

5.根据权利要求4所述的水质分析***，其特征在于，所述柱塞泵与所述纯水桶之间的管路上还连接有第二电磁阀。

6.根据权利要求5所述的水质分析***，其特征在于，所述***还包括控制单元，所述控制单元分别与柱塞泵、多通道阀、第一电磁阀、第二电磁阀连接。

7.一种水质分析方法，采用权利要求1至6任一项所述的***，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

通过控制柱塞泵行程向柱塞泵、多通道阀及多通道阀内部管路中注满纯水；

打开多通道阀中与空气相连通的阀口，向多通道阀内部管路中注入用于隔离纯水和待测水样的空气；

打开多通道阀中与水样存储瓶相连通的阀门，控制柱塞泵行程将待测水样及空气泵送至反应单元；

再次通过控制柱塞泵行程向柱塞泵、多通道阀及多通道阀内部管路中注满纯水；

打开多通道阀中与空气相连通的阀口，向多通道阀内部管路中注入用于隔离纯水和药剂的空气；

打开多通道阀中与药剂存储瓶相连通的阀门，控制柱塞泵行程将药剂及空气泵送至反应单元；

待药剂与待测水样充分反应后，根据反应结果对水质进行分析。

8.根据权利要求7所述的水质分析方法，其特征在于，所述方法还包括在柱塞泵注满纯水的情况下，对所述多通道阀内部管路进行冲洗，具体方法为：

通过控制柱塞泵向多通道阀内部管路注入纯水；

打开多通道阀中与空气相连通的阀口，向多通道阀内部管路中注入用于隔离纯水和待测水样的空气；

打开多通道阀中与药剂存储瓶相连通的阀门，控制柱塞泵行程向内部管路中抽吸药剂；

控制柱塞泵行程将内部管路中的纯水、空气和药剂全部排出。

9.根据权利要求7所述的水质分析方法，其特征在于，所述方法还包括在药剂与待测水样反应过程中，通过柱塞泵向反应单元中泵送空气，用于药剂和待测水样的鼓泡混合。

10.根据权利要求7所述的水质分析方法，其特征在于，所述方法还包括分析完成后，通过控制柱塞泵将反应单元中的混合液排出。