CN114609354A - 一种自动控温的bod在线快速检测***及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种自动控温的BOD在线快速检测***，其特征在于：它包括水样采集模块，恒温加热模块，检测模块和控制模块；所述控制模块对恒温加热模块、水样采集模块和检测模块进行控制，完成整个检测的过程。整个监测过程无试剂、无污染、自动采样加热和快速检测的特征，实现了不加试剂、自动采样、自动控温且快速的检测出水样中BOD含量的目的。
Description
技术领域
本发明涉及水质参数检测技术领域，具体讲就是涉及一种自动控温的BOD在线快速检测***及其操作方法。
背景技术
BOD表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标。说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。通常情况下是指水样充满完全密闭的溶解氧瓶中，在20℃的暗处培养5d，分别测定培养前后水样中溶解氧的质量浓度，由培养前后溶解氧的质量浓度之差，计算每升样品消耗的溶解氧量，以BOD5形式表示。其单位ppm或毫克/升表示。其值越高说明水中有机污染物质越多，污染也就越严重。传统上水中BOD的监测需要添加监测试剂，导致待测水质二次污染，且测量速度较慢。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有的中BOD的监测需要添加监测试剂，导致待测水质二次污染，且测量速度较慢的缺陷，提供一种自动控温的BOD在线快速检测***及其操作方法，整个监测过程无试剂、无污染、自动采样加热和快速检测的特征，实现了不加试剂、自动采样、自动控温且快速的检测出水样中BOD含量的目的。
技术方案
为实现上述技术目的，本发明提供的一种自动控温的BOD在线快速检测***，其特征在于：它包括水样采集模块，恒温加热模块，检测模块和控制模块；
所述控制模块对恒温加热模块、水样采集模块和检测模块进行控制，完成整个检测的过程。
进一步地，所述水样采集模块包括多通电磁阀，蠕动泵，气泵，四通气体分流器，清洗液流通池，水样流通池和标准液桶；
所述多通电磁阀为四通电磁阀，分别通过进液管接入到清洗液流通池6，水样流通池，标准液桶，和蠕动泵。
进一步地，清洗液进液口，与清洗液流通池，联通，清洗液流通池，中多余的清洗液能够通过出液管从清洗液排放口排出。
进一步地，水样进液口与水样流通池连接，水样流通池中多余的水样通过出液管从水样排放口排出，蠕动泵通过进液管将抽取到的水体输送到温度检测器；
气泵通过出气管连接到四通气体分流器，将气量分成三个通道，
通过进气管分别连通到相应的清洗液流通池，水样流通池和标准液桶，对清洗液，水样，清洗液进行充氧。
进一步地，所述标准液桶盛放了1L的50mg/L标准液,用于校准仪器。
进一步地，所述恒温加热模块包括加热组件、机箱和温度检测器；
所述加热组件包括清洗液加热棒、水样加热棒和机箱加热部件；
所述机箱加热部件包括恒温加热丝和导流风扇；
清洗液加热棒，水样加热棒，机箱加热部件通过电子导线连接到控制***的信号采集传输电路板，并根据控制***下发的指令要求，对指定的水体或机箱内的空气进行加热，水样采集模块中的标准液桶中的标准液通过空气中的温度达到恒温；
温度检测器通过电子导线连接到控制***的信号采集传输电路板，实时与控制***通讯上传当前抽取的水体温度,当温度异于控制***设置的温度需求，控制***将根据温度的高低对清洗液加热棒,水样加热棒,机箱加热部件进行温度重设。
进一步地，所述检测模块包括微生物传感器，通过数据线与控制***的信号采集传输电路板相连；
微生物传感器包括溶解氧电极，微生物膜，流通槽；
所述水样采集模块采集的水体通过温度检测器后，通过进液管进入微生物传感器的流通槽的进液口，再从流通槽的出液口排出，排出的水体通过废液管接到机箱的废液口处被排出。
进一步地，所述控制模块包括信号采集传输电路板和上位机；
所述上位机通过type-c数据线与信号采集传输电路板相连，用于指令通讯。
本发明提供一种自动控温的BOD在线快速检测***的操作方法，其特征在于：
它包括以下几个步骤：
A、操作软件安装在平板中，开机自启动，并通过type-c数据线跟信号采集传输电路板建立连接，type-c数据线的USB端口连接在平板上，type-c数据线的type-c端口与信号采集传输电路板连接，启动时开始下发指令，启动恒温加热模块的机箱加热部件，实时采集微生物传感器信号值和温度检测器温度反馈，根据反馈调整恒温加热棒的温度；
B、自动检测功能下，可设置自检时间间隔和开始时间，当时间达到时，上位机下发检测指令，此时清洗液流通池和水样流通池开始蓄水，1分钟后上位机下发指令让清洗液加热棒和水样加热棒开始加热，并启动气泵，5分钟后停止进水，此时两个流通池水位已满，上位机开启蠕动泵和多通电磁阀，抽取清洗液，10秒钟后获取温度检测器的检测值，上位机判断当前温度是否在35℃，若误差在2℃之间，则开始计时8分钟，若温度误差大，则暂停清洗液的抽取，等待2分钟让清洗液加热棒对清洗液加热或继续进清洗液，调整后重新判断温度，符合要求则开始计时分钟，16分钟期间，上位机实时监测水体温度并判断当前信号值与标定时的清洗液值是否一致，一致时停止蠕动泵和多通电磁阀，并提示可以进入测量；
C、上位机下发指令启动蠕动泵和多通电磁阀，开始抽取水样，10秒钟后获取温度检测器的检测值，上位机1判断当前温度是否在35℃，若误差在2℃之间，则开始计时8分钟，若温度误差大，则暂停水样的抽取，等待2分钟让水样加热棒对水样加热或继续进水样降温，调整后重新判断温度，符合要求则开始计时8分钟，8分钟期间，上位机实时监测水体温度，到8分钟后记录下当前微生物传感器的信号值，停止蠕动泵、多通电磁阀和气泵的工作，将结果带入校准曲线算出当前水样的BOD浓度；
D、上位机1自动保存当前水样的检测时间和检测值；
E、测量结束后，上位机启动蠕动泵和多通电磁阀抽取清洗液清洗管道和微生物传感器18,此时完成整个测量过程；
F、当仪器在清洗过程中，清洗时长超过16分钟，则认定当前微生物传感器18需要重新标定，则上位机开始继续清洗8分钟，8分钟后记录当前信号值，并切换多通电磁阀抽取标准液，当信号值出现降低时，开始计时8分钟的标定时间，8分钟后记录当前信号值，上位机将记录的清洗值和标定值重新绘制成一条线性校准曲线。
有益效果
本发明提供的一种自动控温的BOD在线快速检测***及其操作方法，整个监测过程无试剂、无污染、自动采样加热和快速检测的特征，实现了不加试剂、自动采样、自动控温且快速的检测出水样中BOD含量的目的。
附图说明
附图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”、“常用侧”、“备用侧”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
如附图1所示，一种自动控温的BOD在线快速检测***，它包括水样采集模块，恒温加热模块，检测模块和控制模块；
所述控制模块对恒温加热模块、水样采集模块和检测模块进行控制，完成整个检测的过程。
所述水样采集模块包括多通电磁阀14，蠕动泵19，气泵20，四通气体分流器13，清洗液流通池6、水样流通池10和标准液桶12；
所述多通电磁阀14为四通电磁阀，分别通过进液管接入到清洗液流通池6、水样流通池10、标准液桶12和蠕动泵19。清洗液进液口4与清洗液流通池6联通，清洗液流通池6中多余的清洗液能够通过出液管从清洗液排放口7排出。水样进液口8与水样流通池10连接，水样流通池10中多余的水样通过出液管从水样排放口11排出；蠕动泵19通过进液管将抽取到的水体输送到温度检测器；
气泵20通过出气管连接到四通气体分流器13，将气量分成三个通道，通过进气管分别连通到相应的清洗液流通池6，水样流通池10和标准液桶12，对清洗液、水样、清洗液进行充氧。所述标准液桶12盛放了1L的50mg/L标准液,用于校准仪器。所述恒温加热模块包括加热组件、机箱3和温度检测器16；所述加热组件包括清洗液加热棒5、水样加热棒9和机箱加热部件17；所述机箱加热部件17包括恒温加热丝和导流风扇；清洗液加热棒5、水样加热棒9、机箱加热部件17通过电子导线连接到控制***的信号采集传输电路板15，并根据控制***下发的指令要求，对指定的水体或机箱3内的空气进行加热，水样采集模块中的标准液桶12中的标准液通过空气中的温度达到恒温；温度检测器16通过电子导线连接到控制***的信号采集传输电路板15，实时与控制***通讯上传当前抽取的水体温度,当温度异于控制***设置的温度需求，控制***将根据温度的高低对清洗液加热棒5,水样加热棒9,机箱加热部件17进行温度重设。
所述检测模块包括微生物传感器18，通过数据线与控制***的信号采集传输电路板15相连；微生物传感器18包括溶解氧电极、微生物膜、流通槽；
所述水样采集模块采集的水体通过温度检测器16后，通过进液管进入微生物传感器18的流通槽的进液口，再从流通槽的出液口排出，排出的水体通过废液管接到机箱3的废液口2处被排出。所述控制模块包括信号采集传输电路板15和上位机1；所述上位机通过type-c数据线与信号采集传输电路板15相连，用于指令通讯。
上述一种自动控温的BOD在线快速检测***的操作方法，它包括以下几个步骤：
第一步，操作软件安装在平板中，开机自启动，并通过type-c数据线跟信号采集传输电路板建立连接，type-c数据线的USB端口连接在平板上，type-c数据线的type-c端口与信号采集传输电路板连接，启动时开始下发指令，启动恒温加热模块的机箱加热部件17，实时采集微生物传感器信号值和温度检测器16温度反馈，根据反馈调整恒温加热棒的温度；
第二步，自动检测功能下，可设置自检时间间隔和开始时间，当时间达到时，上位机1下发检测指令，此时清洗液流通池4和水样流通池10开始蓄水，1分钟后上位机1下发指令让清洗液加热棒5和水样加热棒9开始加热，并启动气泵20，5分钟后停止进水，此时两个流通池水位已满，上位机1开启蠕动泵19和多通电磁阀14，抽取清洗液，10秒钟后获取温度检测器16的检测值，上位机1判断当前温度是否在35℃，若误差在2℃之间，则开始计时8分钟，若温度误差大，则暂停清洗液的抽取，等待2分钟让清洗液加热棒5对清洗液加热或继续进清洗液，调整后重新判断温度，符合要求则开始计时16分钟，16分钟期间，上位机1实时监测水体温度并判断当前信号值与标定时的清洗液值是否一致，一致时停止蠕动泵19和多通电磁阀14，并提示可以进入测量；
第三步，上位机1下发指令启动蠕动泵19和多通电磁阀14，开始抽取水样，10秒钟后获取温度检测器16的检测值，上位机1判断当前温度是否在35℃，若误差在2℃之间，则开始计时8分钟，若温度误差大，则暂停水样的抽取，等待2分钟让水样加热棒9对水样加热或继续进水样降温，调整后重新判断温度，符合要求则开始计时8分钟，8分钟期间，上位机1实时监测水体温度，到8分钟后记录下当前微生物传感器18的信号值，停止蠕动泵19、多通电磁阀14和气泵20的工作，将结果带入校准曲线算出当前水样的BOD浓度；
第四步，上位机1自动保存当前水样的检测时间和检测值；
第五步，测量结束后，上位机1启动蠕动泵19和多通电磁阀14抽取清洗液清洗管道和微生物传感器18,此时完成整个测量过程；
第六步，当仪器在清洗过程中，清洗时长超过16分钟，则认定当前微生物传感器18需要重新标定，则上位机1开始继续清洗8分钟，8分钟后记录当前信号值，并切换多通电磁阀14抽取标准液，当信号值出现降低时，开始计时8分钟的标定时间，8分钟后记录当前信号值，上位机1将记录的清洗值和标定值重新绘制成一条线性校准曲线。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种自动控温的BOD在线快速检测***，其特征在于：它包括水样采集模块，恒温加热模块，检测模块和控制模块；
所述控制模块对恒温加热模块、水样采集模块和检测模块进行控制，完成整个检测的过程。
2.如权利要求1所述的一种自动控温的BOD在线快速检测***，其特征在于：所述水样采集模块包括多通电磁阀(14)，蠕动泵(19)，气泵(20)，四通气体分流器(13)，清洗液流通池(6)，水样流通池(10)和标准液桶(12)；
所述多通电磁阀(14)为四通电磁阀，分别通过进液管接入到清洗液流通池(6)，水样流通池(10)，标准液桶(12)和蠕动泵(19)。
3.如权利要求2所述的一种自动控温的BOD在线快速检测***，其特征在于：清洗液进液口(4)与清洗液流通池(6)联通，清洗液流通池(6)中多余的清洗液能够通过出液管从清洗液排放口(7)排出。
4.如权利要求3所述的一种自动控温的BOD在线快速检测***，其特征在于：水样进液口(8)与水样流通池(10)连接，水样流通池(10)中多余的水样通过出液管从水样排放口(11)排出；蠕动泵(19)通过进液管将抽取到的水体输送到温度检测器；
气泵(20)通过出气管连接到四通气体分流器(13)，将气量分成三个通道，
通过进气管分别连通到相应的清洗液流通池(6)，水样流通池(10)和标准液桶(12)，对清洗液，水样，清洗液进行充氧。
5.如权利要求4所述的一种自动控温的BOD在线快速检测***，其特征在于：所述标准液桶(12)盛放了1L的50mg/L标准液,用于校准仪器。
6.如权利要求1所述的一种自动控温的BOD在线快速检测***，其特征在于：所述恒温加热模块包括加热组件、机箱(3)和温度检测器(16)；
所述加热组件包括清洗液加热棒(5)，水样加热棒(9)和机箱加热部件(17)；
所述机箱加热部件(17)包括恒温加热丝和导流风扇；
清洗液加热棒(5)，水样加热棒(9)，机箱加热部件(17)通过电子导线连接到控制***的信号采集传输电路板(15)，并根据控制***下发的指令要求，对指定的水体或机箱(3)内的空气进行加热，水样采集模块中的标准液桶(12)中的标准液通过空气中的温度达到恒温；
温度检测器(16)通过电子导线连接到控制***的信号采集传输电路板(15)，实时与控制***通讯上传当前抽取的水体温度,当温度异于控制***设置的温度需求，控制***将根据温度的高低对清洗液加热棒(5),水样加热棒(9),机箱加热部件(17)进行温度重设。
7.根据权利要求1所述的一种自动控温的BOD在线快速检测***，其特征在于：所述检测模块包括微生物传感器(18)，通过数据线与控制***的信号采集传输电路板(15)相连；
微生物传感器(18)包括溶解氧电极，微生物膜，流通槽；
所述水样采集模块采集的水体通过温度检测器(16)后，通过进液管进入微生物传感器(18)的流通槽的进液口，再从流通槽的出液口排出，排出的水体通过废液管接到机箱(3)的废液口(2)处被排出。
8.如权利要求1所述的一种自动控温的BOD在线快速检测***，其特征在于：所述控制模块包括信号采集传输电路板(15)和上位机(1)；
所述上位机通过type-c数据线与信号采集传输电路板(15)相连，用于指令通讯。
9.一种自动控温的BOD在线快速检测***的操作方法，其特征在于：它包括以下几个步骤：
(a)操作软件安装在平板中，开机自启动，并通过type-c数据线跟信号采集传输电路板建立连接，type-c数据线的USB端口连接在平板上，type-c数据线的type-c端口与信号采集传输电路板连接，启动时开始下发指令，启动恒温加热模块的机箱加热部件(17)，实时采集微生物传感器信号值和温度检测器(16)温度反馈，根据反馈调整恒温加热棒的温度；
(b)自动检测功能下，可设置自检时间间隔和开始时间，当时间达到时，上位机(1)下发检测指令，此时清洗液流通池(4)和水样流通池(10)开始蓄水，1分钟后上位机(1)下发指令让清洗液加热棒(5)和水样加热棒(9)开始加热，并启动气泵(20)，5分钟后停止进水，此时两个流通池水位已满，上位机(1)开启蠕动泵(19)和多通电磁阀(14)，抽取清洗液，10秒钟后获取温度检测器(16)的检测值，上位机(1)判断当前温度是否在35℃，若误差在2℃之间，则开始计时8分钟，若温度误差大，则暂停清洗液的抽取，等待2分钟让清洗液加热棒(5)对清洗液加热或继续进清洗液，调整后重新判断温度，符合要求则开始计时16分钟，16分钟期间，上位机(1)实时监测水体温度并判断当前信号值与标定时的清洗液值是否一致，一致时停止蠕动泵(19)和多通电磁阀(14)，并提示可以进入测量；
(c)上位机(1)下发指令启动蠕动泵(19)和多通电磁阀(14)，开始抽取水样，10秒钟后获取温度检测器(16)的检测值，上位机(1)判断当前温度是否在35℃，若误差在2℃之间，则开始计时8分钟，若温度误差大，则暂停水样的抽取，等待2分钟让水样加热棒(9)对水样加热或继续进水样降温，调整后重新判断温度，符合要求则开始计时8分钟，8分钟期间，上位机(1)实时监测水体温度，到8分钟后记录下当前微生物传感器(18)的信号值，停止蠕动泵(19)、多通电磁阀(14)和气泵(20)的工作，将结果带入校准曲线算出当前水样的BOD浓度；
(d)上位机(1)自动保存当前水样的检测时间和检测值；
(e)测量结束后，上位机(1)启动蠕动泵(19)和多通电磁阀(14)抽取清洗液清洗管道和微生物传感器(18),此时完成整个测量过程；
(f)当仪器在清洗过程中，清洗时长超过16分钟，则认定当前微生物传感器(18)需要重新标定，则上位机(1)开始继续清洗8分钟，8分钟后记录当前信号值，并切换多通电磁阀(14)抽取标准液，当信号值出现降低时，开始计时8分钟的标定时间，8分钟后记录当前信号值，上位机(1)将记录的清洗值和标定值重新绘制成一条线性校准曲线。
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2022
- 2022-03-07 CN CN202210223182.3A patent/CN114609354A/zh active Pending
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