CN205941582U - 一种模块化多参数水质自动在线监测仪 - Google Patents
一种模块化多参数水质自动在线监测仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205941582U CN205941582U CN201620929862.7U CN201620929862U CN205941582U CN 205941582 U CN205941582 U CN 205941582U CN 201620929862 U CN201620929862 U CN 201620929862U CN 205941582 U CN205941582 U CN 205941582U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parameter
- water quality
- optical
- analysis module
- measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种模块化多参数水质自动在线监测仪，包含有多个单参数分析模块与一个测量控制模块，其中，单参数分析模块分析单一水质参数，单参数分析模块有通讯接口与光学接口，通过通讯线缆与光纤跳线实现与测量控制模块的通讯连接与光学连接，测量控制模块中包含有电气控制部件与光学测量部件，电气控制部件用于协调监测仪内部各模块正常运作，光学测量部件用于对反应后的待测水样溶液进行光学测量；本实用新型可独立同时进行不同水质参数的分析反应过程，随后通过分时复用的方式，利用同一套光学测量***完成对不同水质参数的分析测量，以实现多参数水质监测的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种模块化多参数水质自动在线监测仪，属于水质监测技术领域。
背景技术
分光光度法水质自动在线监测仪具有结构简单、试剂消耗量低、灵敏度高、线性范围广、重复性高等显著特点，在环境在线监测领域得到了广泛的应用。现有的水质自动在线监测仪通常仅具有单一水质参数分析能力，而实际应用场合中需要对多种水质参数进行监测，为此需要配备多台监测仪，成本高昂、维护不便。
中国专利CN102147373B中公开了一种多参数水质监测微***，该监测***中采用了一套MOMES光谱分析***来进行多参数水质监测，其各参数监测所需的试剂共用了一套进样***，因此该监测***只能依次对各水质参数进行监测，无法同时对各水质参数进行监测，多参数分析监测时间较长，无法胜任于突发情况下的多参数水质监测。中国专利CN203224445U中公开了一种水质在线分析仪的多波长光学检测装置，该装置采用了多个单波长光源的方式来实现多参数水质监测。在进行不同水质参数监测时，该装置会将所需的单波长光源切换至测量单元处进行测量。该装置虽能实现多参数水质分析，但是受限于现有的技术条件，较难为特定的水质参数匹配合适的单波长光源。同时该装置使用了一个光电探测器来接收不同波长光源发出的测量信号，对光电探测器的光谱响应提出了较高要求。
目前多参数水质在线监测技术存在的主要缺陷在于：
1）分析时间长
各参数通常采用同一套样品、试剂进样***，只能依次对各参数进行分析，多参数分析时间漫长，参数分析时间与所需分析的参数个数成正比，无法应对突发情况下的多参数水质监测。
2）结构复杂、可靠性低
多参数共用一套样品、试剂进样***，使得进样***复杂性成倍提高，可靠性降低。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种模块化多参数水质自动在线监测仪，采用模块化设计，监测仪整体结构简单，各模块之间采用标准接头连接，装插简便。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种模块化多参数水质自动在线监测仪，包含有多个单参数分析模块与一个测量控制模块；所述单参数分析模块采用刀片式结构，所述单参数分析模块有通讯接口与光学接口，通过通讯线缆与光纤跳线实现与测量控制模块的通讯连接与光学连接；所述测量控制模块中包含有电气控制部件与光学测量部件；
所述单参数分析模块包括石英反应池部件，自动控制部件与样品、试剂顺序注射部件；
所述石英反应池部件由石英反应管和两侧的光纤准直镜组成；所述光纤准直镜一端通过光纤跳线连接于单参数分析模块的光学接口上；
所述自动控制部件提供通讯接口，与测量控制模块的电气控制部件相连；
所述样品、试剂顺序注射部件由多位阀、n+2个电磁阀、液流传感器、蠕动泵、1个进样定量环和n个定量环组成；所述多位阀为管路选择器，共有n+7个管路接口，其种，1号口为公共口，2号口为蒸馏水的进样口，3号口为待测水样的进样口，4号口连接石英反应池部件，5号口为废液池的进样口，6号口至n+5号口为试剂1至试剂n的进样口，n+2号口为标二的进样口，n+7号为标一的进样口；所述蠕动泵为样品、试剂顺序注射部件提供动力源；
所述光学测量部件由卤钨灯光源、光学多路复用器和光纤光谱仪组成；
所述光学多路复用器为光路选择器，拥有一个公共端口和若干个选择端口；所述光学测量部件中有两个相同型号的光学多路复用器。
前述的单参数分析模块具有安装卡扣。
前述的进样定量环一次进样体积为2mL。
前述的定量环一次进样体积为0.5~1mL。
前述的卤钨灯光源光谱波段范围为360nm~2000nm。
前述的光纤光谱仪光谱测量范围为360nm~1000nm，通过RS-232通讯接口与电气控制部件连接。
前述的光学多路复用器选择端口的数量，决定了监测仪可容纳的单参数分析模块的数量，也决定了监测仪能够分析的水质参数数量。
前述的测量控制模块与单参数分析模块之间采用主从架构，构建Modbus网络，测量控制模块作为Modbus主站，各单参数分析模块作为Modbus从站。
前述的电气控制部件通过串口与光学多路复用器、光纤光谱仪相连。
本实用新型所达到的有益效果：
1、本实用新型采用一个测量控制模块与多个单参数分析模块来构建多参数水质在线监测仪，采用模块化设计，监测仪整体结构简单，各模块之间采用标准接头连接，装插简便。
2、本实用新型中各分析模块可同时独立进行单一水质参数的分析过程，通过分时复用的方式共用一套光学测量***，以实现多参数水质监测的目的。
附图说明
图1为本实用新型的模块化多参数水质自动在线监测仪结构示意图；
图2为本实用新型的单参数分析模块结构示意图；
图3为本实用新型的光学测量部件示意图；
图4为本实用新型的内部网络架构示意图；
图5为本实用新型的软件流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
本实用新型的模块化多参数水质自动在线监测仪，其内部结构如图1所示，监测仪内部包含有多个单参数分析模块，如参数1分析模块、参数2分析模块......参数N分析模块，与一个测量控制模块。单参数分析模块采用刀片式结构设计，具有单一水质参数的分析能力，且具有标准外观尺寸及安装卡扣，能够快速装插于监测仪机柜内部，用以扩展监测仪监测参数数量。单参数分析模块设计有通讯接口与光学接口，通过通讯线缆与光纤跳线实现与测量控制模块的通讯连接与光学连接。测量控制模块中包含有电气控制部件与光学测量部件，其中电气控制部件用于协调监测仪内部各模块正常运作，光学测量部件用于对反应后的待测水样溶液进行光学测量。
如图2所示为单参数分析模块示结构意图，单参数分析模块包含有石英反应池部件，自动控制部件与样品、试剂顺序注射部件。样品、试剂顺序注射部件主要用于实现待测水样与试剂的精确进样。样品、试剂顺序注射部件由多位阀、电磁阀、液流传感器、蠕动泵、1个进样定量环和n个定量环组成。多位阀为管路选择器，共有n+7个管路接口，其1号口为公共口，在程序控制下，多位阀可将1号口与2~n+7号口之间的任意口位连通，用以进行试剂选择与管路切换。多位阀的2号口控制蒸馏水的进样，3号口控制待测水样的进样，4号口连接石英反应池部件，5号口控制废液池的进样，6号口至n+5号口控制试剂1至试剂n的进样，n+2号口控制标二的进样，n+7号口控制标一的进样。水样与试剂进样过程中，多位阀首先将1号公共口与所需进样的试剂或者水样端口连通，蠕动泵正转将水样或试剂抽入1号口上方的进样定量环计量管路中。计量管路通过电磁阀与液流传感器的配合实现水样与试剂的进样体积计量。计量完成后，多位阀再将1号公共口与4号口连通，蠕动泵反转将计量后的水样或试剂输入石英反应池中进行显色反应。单次测量完成后，石英反应池中的混合溶液再通过1号口排出至废液池。电磁阀n+2在水样或试剂输入石英反应池时打开，在其余时段关闭，以防止石英反应池内溶液回流至多位阀处。此外，电磁阀n+2还在顺序注射部件异常故障时起到溢流保护的作用。多位阀4号口、蠕动泵一端接管与电磁阀n+2一端接管均接入同一废液池中，用于对检测过程中产生的废液进行回收处理。
蠕动泵用于为顺序注射部件提供动力源。进样定量环一次进样体积约为2mL，由液流传感器2、电磁阀n+1、多位阀构成，用于实现待测水样、标一、标二与蒸馏水的精确进样。定量环1~定量环n用于实现水质参数分析所需检测试剂的精确进样。定量环i一次进样体积约为0.5~1mL，由液流传感器1、多位阀、电磁阀i组成，用于实现试剂i的精确进样，电磁阀i打开，试剂i进样。自动控制部件用于对样品、试剂顺序注射部件进行控制，以完成水质参数分析所需各进样流程。同时，自动控制部件还提供通讯接口，用于与测量控制模块建立通讯网络，作为监测仪内部的一个网络节点。石英反应池部件由石英反应管和两侧的光纤准直镜等组成。石英反应管用于盛纳检测试剂与待测水样，提供反应场所。光纤准直镜用于提供光学测量通路，光纤准直镜一端通过光纤跳线连接于分析模块的光学接口上。
如图3所示为测量控制模块的光学测量部件结构示意图，光学测量部件由卤钨灯光源、光学多路复用器、光纤光谱仪组成。卤钨灯光源光谱波段范围为360nm~2000nm，覆盖了从可见光到近红外的光谱谱段。光纤光谱仪光谱测量范围为360nm~1000nm，通过RS-232通讯接口与电气控制部件连接。光学多路复用器为光路选择器，拥有一个公共端口和若干个选择端口，在程序的控制下，光学多路复用器可实现公共端口与任意一个选择端口之间的光学连接。光学测量部件中使用了两个相同型号的光学多路复用器来实现卤钨灯光源与光纤光谱仪的分时多路复用。卤钨灯光源处的光学多路复用器用于将光源分配至特定参数分析模块以进行光学测量，光纤光谱仪处的光学多路复用器用于将特定参数分析模块的测量光信号引入光纤光谱仪中进行分析。光学多路复用器选择端口的数量，决定了监测仪可以容纳的单参数分析模块的数量，也决定了监测仪能够分析的水质参数数量。若选择1×16光学多路复用器，则监测仪最多能容纳16个单参数分析模块，可进行16个水质参数的分析。在进行光学测量时，卤钨灯光源发出的测量光经由光学多路复用器分配至某一选择端口，再经由光学接口、光纤跳线引入端口对应的参数分析模块中，穿过参数分析模块中的石英反应池部件后，再经由光学多路复用器引入光纤光谱仪中形成完整的测量光路。
如图4所示为监测仪内部网络架构示意图。监测仪内部的测量控制模块与单参数分析模块之间可采用主从架构，构建Modbus网络。测量控制模块作为Modbus主站（ModbusMaster），各参数分析模块作为Modbus从站（Modbus RTU）。Modbus主站可通过Modbus网络向Modbus从站发送指令、获取状态信息。Modbus从站可通过Modbus网络向Modbus主站发送资源分配请求。电气控制部件通过专用的串口通讯协议实现对光学多路复用器与光纤光谱仪的参数设置。监测仪在进行一次多参数水质分析时，首先通过Modbus主站向各Modbus从站发送启动测量命令，各从站即开始一次完整的参数分析流程，在测量流程中若需要使用主站的光学测量部件，则从站向主站发送资源分配请求，主站在响应资源分配请求后，通过串口选通光学多路复用器相应的端口，为测量控制模块分配光学测量资源。
如图5所示为监测仪软件流程框图。主流程与光学测量资源调配流程运行于测量控制模块中，参数分析流程运行于各单参数分析模块中。主流程启动分析后，各单参数模块独立运行参数分析流程，依次完成水样进样、光学测量、试剂进样、反应、光学测量、排液清洗。在参数分析流程中，若需要进行光学测量，则会发送光学测量请求，调用光学测量资源调配流程来响应光学测量请求。光学测量资源调配流程中会根据光学测量请求配置光学多路复用器，完成光学测量。当所有参数分析流程完成后，主流程将测值进行校准输出，并显示储存。多参数水质自动在线监测仪可同时进行多个水质参数的分析，多参数分析时间由单参数分析所需的最长时间确定。
在各水质参数中，离子类参数如六价铬（Cr6+）、铅（Pb2+）通常不需要消解，分析时间较短，而总类参数如总磷（TP）、总酚（Tph）则需要消解，分析时间较长。本实用新型所述的模块化多参数水质自动在线监测仪可以同时对多个水质参数进行分析，并通过分时复用光学测量部件的方式完成各参数的光学测量，从而实现多参数水质自动在线监测。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种模块化多参数水质自动在线监测仪，其特征在于，包含有多个单参数分析模块与一个测量控制模块；所述单参数分析模块采用刀片式结构，所述单参数分析模块有通讯接口与光学接口，通过通讯线缆与光纤跳线实现与测量控制模块的通讯连接与光学连接；所述测量控制模块中包含有电气控制部件与光学测量部件；
所述单参数分析模块包括石英反应池部件，自动控制部件与样品、试剂顺序注射部件；
所述石英反应池部件由石英反应管和两侧的光纤准直镜组成；所述光纤准直镜一端通过光纤跳线连接于单参数分析模块的光学接口上；
所述自动控制部件提供通讯接口，与测量控制模块的电气控制部件相连；
所述样品、试剂顺序注射部件由多位阀、n+2个电磁阀、液流传感器、蠕动泵、1个进样定量环和n个定量环组成；所述多位阀为管路选择器，共有n+7个管路接口，其种，1号口为公共口，2号口为蒸馏水的进样口，3号口为待测水样的进样口，4号口连接石英反应池部件，5号口为废液池的进样口，6号口至n+5号口为试剂1至试剂n的进样口，n+2号口为标二的进样口，n+7号为标一的进样口；所述蠕动泵为样品、试剂顺序注射部件提供动力源；
所述光学测量部件由卤钨灯光源、光学多路复用器和光纤光谱仪组成；
所述光学多路复用器为光路选择器，拥有一个公共端口和若干个选择端口；所述光学测量部件中有两个相同型号的光学多路复用器。
2.根据权利要求1所述的一种模块化多参数水质自动在线监测仪，其特征在于，所述单参数分析模块具有安装卡扣。
3.根据权利要求1所述的一种模块化多参数水质自动在线监测仪，其特征在于，所述进样定量环一次进样体积为2mL。
4.根据权利要求1所述的一种模块化多参数水质自动在线监测仪，其特征在于，所述定量环一次进样体积为0.5~1mL。
5.根据权利要求1所述的一种模块化多参数水质自动在线监测仪，其特征在于，所述卤钨灯光源光谱波段范围为360nm~2000nm。
6.根据权利要求1所述的一种模块化多参数水质自动在线监测仪，其特征在于，所述光纤光谱仪光谱测量范围为360nm~1000nm，通过RS-232通讯接口与电气控制部件连接。
7.根据权利要求1所述的一种模块化多参数水质自动在线监测仪，其特征在于，所述光学多路复用器选择端口的数量，决定了监测仪可容纳的单参数分析模块的数量，也决定了监测仪能够分析的水质参数数量。
8.根据权利要求1所述的一种模块化多参数水质自动在线监测仪，其特征在于，所述测量控制模块与单参数分析模块之间采用主从架构，构建Modbus网络，测量控制模块作为Modbus主站，各单参数分析模块作为Modbus从站。
9.根据权利要求1所述的一种模块化多参数水质自动在线监测仪，其特征在于，所述电气控制部件通过串口与光学多路复用器、光纤光谱仪相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620929862.7U CN205941582U (zh) | 2016-08-23 | 2016-08-23 | 一种模块化多参数水质自动在线监测仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201620929862.7U CN205941582U (zh) | 2016-08-23 | 2016-08-23 | 一种模块化多参数水质自动在线监测仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205941582U true CN205941582U (zh) | 2017-02-08 |
Family
ID=57952388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201620929862.7U Active CN205941582U (zh) | 2016-08-23 | 2016-08-23 | 一种模块化多参数水质自动在线监测仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205941582U (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107796811A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-03-13 | 武汉净康源佳环保科技有限公司 | 一种多参数水质监测仪 |
| CN108426845A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-21 | 中国科学院地球化学研究所 | 一种便携式在线全光谱水质监测仪 |
| CN108828179A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-11-16 | 厦门斯坦道科学仪器股份有限公司 | 一种一体化可扩展微型水质在线监测*** |
| CN111289681A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-06-16 | 杭州浅海科技有限责任公司 | 一种适用于海洋仪器的注射法 |
| CN111766208A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-10-13 | 南京南瑞水利水电科技有限公司 | 一种智能化多参数水质分析仪及分析方法 |
| CN114518429A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-20 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 用于钒电池电解液评估的测试装置及方法 |
| CN115078744A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-09-20 | 广州伊创科技股份有限公司 | 一种工业过程在线分析仪的控制方法、***、介质及产品 |
-
2016
- 2016-08-23 CN CN201620929862.7U patent/CN205941582U/zh active Active
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107796811A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-03-13 | 武汉净康源佳环保科技有限公司 | 一种多参数水质监测仪 |
| CN107796811B (zh) * | 2017-11-22 | 2023-08-01 | 武汉棕地生态环保科技有限公司 | 一种多参数水质监测仪 |
| CN108426845A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-08-21 | 中国科学院地球化学研究所 | 一种便携式在线全光谱水质监测仪 |
| CN108828179A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-11-16 | 厦门斯坦道科学仪器股份有限公司 | 一种一体化可扩展微型水质在线监测*** |
| CN108828179B (zh) * | 2018-08-08 | 2023-10-20 | 厦门斯坦道科学仪器股份有限公司 | 一种一体化可扩展微型水质在线监测*** |
| CN111289681A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-06-16 | 杭州浅海科技有限责任公司 | 一种适用于海洋仪器的注射法 |
| CN111766208A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-10-13 | 南京南瑞水利水电科技有限公司 | 一种智能化多参数水质分析仪及分析方法 |
| CN114518429A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-05-20 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 用于钒电池电解液评估的测试装置及方法 |
| CN115078744A (zh) * | 2022-04-27 | 2022-09-20 | 广州伊创科技股份有限公司 | 一种工业过程在线分析仪的控制方法、***、介质及产品 |
| CN115078744B (zh) * | 2022-04-27 | 2024-02-13 | 广州伊创科技股份有限公司 | 一种工业过程在线分析仪的控制方法、***、介质及产品 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205941582U (zh) | 一种模块化多参数水质自动在线监测仪 | |
| US4950610A (en) | Titrating apparatus and method | |
| CN102236023B (zh) | 一种流动式多通道生化分析仪 | |
| CN101241072A (zh) | 制药过程药物成分在线检测方法及在线检测*** | |
| CN213398205U (zh) | 一种基于光谱法的高稳定性多参数水质在线监测装置 | |
| CN110018123A (zh) | 一种原位光谱法多参数水质监测方法及装置 | |
| CN214668982U (zh) | 一种在线监测仪器的全自动检定质控装置 | |
| CN104897588A (zh) | 快速高白度化学浆抗碱性纤维素含量测定仪及控制方法 | |
| CN102445417A (zh) | 一种一体式溶解氧分析仪及方法 | |
| WO2016108412A1 (ko) | 혈구 분석 장치 | |
| CN106442487A (zh) | 氨氮在线监测仪 | |
| CN104297178B (zh) | 检测装置及具有该检测装置的水质在线检测*** | |
| CN104764726A (zh) | 水质监测仪器及其方法 | |
| CN103575635B (zh) | 一种流式仪器及其液路***、方法 | |
| CN209433258U (zh) | 碱液卸车浓度控制*** | |
| CN208366975U (zh) | 水质在线监测仪及水质在线监测*** | |
| CN213456663U (zh) | 一种基于拉曼光谱的sf6分解特征组分检测分析装置 | |
| CN213986169U (zh) | 一种基于光谱法的水质监测*** | |
| CN114965922A (zh) | 一种一体化流路的小型多参数水质在线监测***、方法及其应用 | |
| CN112304875B (zh) | 一种基于光谱法的水质监测***及方法 | |
| CN105933058A (zh) | Pon网络设备双向收发光功率自动校准方法 | |
| CN108535435A (zh) | 氨氮水质监测方法和水质在线监测仪 | |
| WO1999066117A1 (en) | Computer monitored dye bath | |
| CN110672677A (zh) | 一种肥液组分在线检测装置及其检测方法 | |
| CN105548069A (zh) | 无线光谱检测仪的检测***及应用该检测***的检测仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171121 Address after: High road high tech Development Zone Nanjing city Jiangsu province 210032 No. 20 Co-patentee after: State Grid Electric Power Research Insititute Patentee after: NARI Technology Development Co., Ltd. Address before: Nan Shui Road Gulou District of Nanjing city of Jiangsu Province, No. 8 210003 Co-patentee before: State Grid Electric Power Research Insititute Patentee before: Nanjing Nari Co., Ltd. |