專利名稱：銅離子在線自動監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于水質(zhì)中銅離子監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種銅離子在線自動監(jiān)測
直O(jiān)
背景技術(shù)：
目前我國面臨水污染日益嚴(yán)重和水環(huán)境惡化趨勢，為了有效開展水污染控制和提 高科學(xué)管理決策水平，水和廢水在線監(jiān)測技術(shù)的研究及應(yīng)用勢在必行。銅是重金屬的一種，是生命所必須微量元素之一。天然水中銅含量甚微，水中銅離 子濃度過高時對植物及水生物的生長有抑制作用，并使水產(chǎn)生異味。雖然銅的毒性較小，但 在人體或其他生物體內(nèi)有累積作用，超過一定的量，就會刺激消化系統(tǒng)，引起腹痛、嘔吐，長 期過量可造成肝硬化。銅對低等生物和農(nóng)作物的毒性較大，對于魚類0. lmg/L 0. 2mg/L 為致死量，所以一般水產(chǎn)用水要求銅含量在0.01mg/L以下。對于農(nóng)作物，銅是重金屬中毒 性最高者，它以離子的形態(tài)固定于根部，影響?zhàn)B分吸收機能。水中銅的測定有原子吸收光度法、二乙基二硫代氨基甲酸鈉(簡稱NaDDC)與雙環(huán) 己酮草酰二腙_乙醛(簡稱ΒΑ0)光度法等。發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的在于提供一種銅離子在線自動監(jiān)測裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中水質(zhì) 中銅離子監(jiān)測時手工采樣和實驗室人工檢測費時、程序繁瑣、不能實時監(jiān)測、監(jiān)測精度低等 缺陷。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題，本實用新型提供的技術(shù)方案是一種銅離子在線自動監(jiān)測裝置，包括水樣采集裝置、試劑儲存裝置以及反應(yīng)裝置， 所述水樣采集裝置、試劑儲存裝置與反應(yīng)裝置間管路連接，所述管路外側(cè)設(shè)置進行進樣的 液體輸送裝置；其特征在于所述管路上設(shè)置精確計量控制進樣液量的光電定量裝置。優(yōu)選的，所述液體輸送裝置為蠕動泵，所述蠕動泵設(shè)置有八軸步進電機帶動的滾 輪，所述滾輪設(shè)置在連接管路外側(cè)。優(yōu)選的，所述光電定量裝置包括確定容積的計量管，所述計量管的兩端刻度外側(cè) 分別設(shè)置第一信號發(fā)射端和第一光電檢測器；所述第一光電檢測器接受第一信號發(fā)射端發(fā) 出的經(jīng)計量管內(nèi)液體衰減后的信號。優(yōu)選的，所述試劑儲存裝置包括多向選擇閥控制與反應(yīng)裝置管路連通的標(biāo)準(zhǔn)樣品 瓶、蒸餾水瓶、掩蔽劑試劑瓶、緩沖劑試劑瓶、顯色劑試劑瓶。優(yōu)選的，所述水樣采集裝置后端與多向選擇閥連接，所述多向選擇閥控制啟閉水 樣的管路連通；所述多向選擇閥還控制與反應(yīng)裝置管路連通的廢液瓶。優(yōu)選的，所述反應(yīng)裝置包括置于溫度補償裝置中的反應(yīng)瓶，所述反應(yīng)瓶與多向選 擇閥間通過管路連接；所述反應(yīng)瓶外側(cè)設(shè)置第二信號發(fā)射端和第二光電檢測器，所述第二 光電檢測器接受第二信號發(fā)射端發(fā)出的經(jīng)反應(yīng)瓶內(nèi)液體衰減后的信號。優(yōu)選的，所述裝置還設(shè)置有PLC控制系統(tǒng)，所述PLC控制系統(tǒng)接受第一光電檢測器 和第二光電檢測器接受的光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的信息并發(fā)出指令。[0016]優(yōu)選的，所述PLC控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)編程的程序發(fā)出多向選擇閥的閥門切換指令和 蠕動泵電機驅(qū)動指令，所述多向選擇閥根據(jù)PLC控制系統(tǒng)選擇水樣或試劑，所述蠕動泵根 據(jù)指令進行液體輸送。優(yōu)選的，所述PLC控制系統(tǒng)連接設(shè)置有觸摸控制面板，通過所述觸摸控制面板觸 摸操作向PLC控制系統(tǒng)傳輸指令；所述PLC控制系統(tǒng)根據(jù)光電檢測器、蠕動泵、多向選擇閥 的執(zhí)行情況反饋顯示在觸摸控制面板上。優(yōu)選的，所述裝置還設(shè)置有遠(yuǎn)程控制裝置，所述遠(yuǎn)程控制裝置通過選自電話網(wǎng)絡(luò)、 GSM手機短信息網(wǎng)、GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸線路與PLC控制系統(tǒng)連接，所述PLC控制 系統(tǒng)根據(jù)裝置的故障、超標(biāo)時情況向遠(yuǎn)程控制裝置逆向傳輸報警。本發(fā)明中銅離子在線自動監(jiān)測裝置采用雙環(huán)己酮草酰二腙分光光度法，使用特殊 掩蔽劑，掩蔽水樣中鐵離子、鈷離子的干擾，調(diào)節(jié)PH值在9左右，在水樣中加入顯色劑，水樣 中的銅離子與顯色劑反應(yīng)，生成藍色絡(luò)合物，在eiOnm處進行比色，根據(jù)吸光度來計算水樣 中銅離子的濃度。本發(fā)明所使用的試劑不同于國標(biāo)法中選用的試劑，《水質(zhì)銅的測定二乙基二硫代 氨基甲酸鈉分光光度法》(GB7474-87)中使用的顯色劑二乙基二硫代氨基甲酸鈉溶液在暗 處可保存兩星期，容易變質(zhì)，影響測量結(jié)果。本發(fā)明所使用的顯色劑，易于配置，且保存時間 較長，較穩(wěn)定不易變質(zhì)。同時本發(fā)明所選用的方法比國標(biāo)方法的靈敏度更高。本發(fā)明的測 量范圍為O 10mg/L。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述

圖1為本實用新型實施例銅離子在線自動監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中1為試劑儲存裝置；2為反應(yīng)裝置，3為管路；4為液體輸送裝置；5為光電定 量裝置；6為多向選擇閥；7為廢液瓶；11為標(biāo)準(zhǔn)樣品瓶、12蒸餾水瓶、13掩蔽劑試劑瓶、14緩沖劑試劑瓶、15顯色劑試劑 瓶；21為反應(yīng)瓶；22為溫度補償裝置；23為第二信號發(fā)射端，24為第二光電檢測器；51為計 量管；52為第一信號發(fā)射端，53為第一光電檢測器。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例對上述方案做進一步說明。應(yīng)理解，這些實施例是用于說明 本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做 進一步調(diào)整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。實施例如圖1，該銅離子在線自動監(jiān)測裝置，包括PLC控制系統(tǒng)控制的水樣采集裝 置、試劑儲存裝置1以及反應(yīng)裝置2，所述水樣采集裝置、試劑儲存裝置與反應(yīng)裝置間管路 3連接，所述管路外側(cè)設(shè)置進行進樣的液體輸送裝置4 ；所述管路上設(shè)置精確計量控制進樣 液量的光電定量裝置5。液體輸送裝置4為蠕動泵，所述蠕動泵設(shè)置有八軸步進電機帶動的滾輪，所述滾 輪設(shè)置在連接管路外側(cè)。光電定量裝置5包括確定容積的計量管51，所述計量管的兩端刻 度外側(cè)分別設(shè)置第一信號發(fā)射端52和第一光電檢測器53 ；所述第一光電檢測器53接受第 一信號發(fā)射端52發(fā)出的經(jīng)計量管內(nèi)液體衰減后的信號。試劑儲存裝置1包括多向選擇閥6控制與反應(yīng)裝置管路連通的標(biāo)準(zhǔn)樣品瓶11、蒸餾水瓶12、掩蔽劑試劑瓶13、緩沖劑試劑瓶 14、顯色劑試劑瓶15。所述水樣采集裝置后端與多向選擇閥6連接，所述多向選擇閥控制啟 閉水樣的管路連通；所述多向選擇閥還控制與反應(yīng)裝置管路連通的廢液瓶7。反應(yīng)裝置2包括置于溫度補償裝置22中的反應(yīng)瓶21，所述反應(yīng)瓶21與多向選擇 閥6間通過管路連接；所述反應(yīng)瓶外側(cè)設(shè)置第二信號發(fā)射端23和第二光電檢測器24，所述 第二光電檢測器24接受第二信號發(fā)射端23發(fā)出的經(jīng)反應(yīng)瓶內(nèi)液體衰減后的信號。PLC控制系統(tǒng)接受第一光電檢測器53和第二光電檢測器24接受的光信號經(jīng)光電 轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的信息并發(fā)出指令。所述PLC控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)編程的程序發(fā)出多向選擇閥 6的閥門切換指令和蠕動泵電機驅(qū)動指令，所述多向選擇閥6根據(jù)PLC控制系統(tǒng)選擇水樣或 試劑，所述蠕動泵根據(jù)指令進行液體輸送。所述PLC控制系統(tǒng)連接設(shè)置有觸摸控制面板，通 過所述觸摸控制面板觸摸操作向PLC控制系統(tǒng)傳輸指令；所述PLC控制系統(tǒng)根據(jù)光電檢測 器、蠕動泵、多向選擇閥的執(zhí)行情況反饋顯示在觸摸控制面板上。裝置PLC控制系統(tǒng)通過電話網(wǎng)絡(luò)、GSM手機短信息網(wǎng)、GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳 輸線路與遠(yuǎn)程控制裝置連接，所述PLC控制系統(tǒng)根據(jù)裝置的故障、超標(biāo)時情況向遠(yuǎn)程控制 裝置逆向傳輸報警。當(dāng)測量循環(huán)過程開始后，用新的水樣沖洗各管路、計量管和加熱反應(yīng)瓶，以除去 殘留的干擾物。使用蠕動泵將水樣、掩蔽劑、緩沖劑、顯色劑分別加到加熱瓶中，水樣和溶液 不直接與蠕動泵接觸，防止腐蝕和干擾物污染，同時采用光電計量管，防止產(chǎn)生由蠕動泵流 量變化而造成的加液量的誤差。在30°C和堿性條件下反應(yīng)。通過鼓泡混合液體，從而保證 加熱瓶中的溶液完全混合。然后利用光電比色法測量溶液的吸光度，利用儀器內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn) 曲線，根據(jù)吸光度計算水樣中銅離子的濃度。經(jīng)檢測，本實施例的銅離子在線自動監(jiān)測裝置技術(shù)指標(biāo)如下表所示 本實施例中裝置采用獨特的設(shè)計，使本產(chǎn)品較之現(xiàn)有技術(shù)中同類產(chǎn)品具有更低故 障率、更低維護量、更低的試劑消耗量以及更高的性價比和準(zhǔn)確度。利用光電計量管系統(tǒng)克 服了蠕動泵流量不穩(wěn)定造成的誤差增加了一個可視式光電定量裝置，通過液面遮擋光線 引起信號的改變，精確實現(xiàn)試劑定量，所以該法克服了軟管磨損降低定量精度的缺點，同時 實現(xiàn)了微量試劑的精確定量，大大減少了試劑使用量。本裝置采用了多向選擇閥，通道靈活多樣，摒棄了昂貴的隔膜電磁閥，大大降低了維護量和維護成本。隔膜電磁閥雖然防腐性能很高，但是對試劑清潔度卻有較高的要求，試 劑不潔時，經(jīng)常會出現(xiàn)倒流，并且這類電磁閥具有隨其開閉而使流體被吸入或排出的泵功 能，所以對于分析取樣的精度提出了更高的要求，尤其是在所取劑量很少的情況下，帶來的 誤差更是嚴(yán)重的。本發(fā)明涉及的選擇閥，與目前市場上水質(zhì)分析儀的電磁閥相比較，具有死 體積少，防腐性能高，故障率低，使用壽命長，易維護更換等優(yōu)點。本裝置的試劑進樣采用蠕動泵負(fù)壓吸入方式，保證液體不和泵管接觸，試劑與軟 管間存在一個空氣緩沖區(qū)，試劑與軟管沒有直接接觸，所以大大降低了軟管的要求并且杜 絕了泵管對液體的污染、避免了泵管腐蝕。反應(yīng)裝置采用嚴(yán)格控制的溫度條件，采用溫度補償技術(shù)，克服了溫漂影響，確保反 應(yīng)條件符合要求，甚至優(yōu)于人工操作。本裝置在故障、超標(biāo)時主動逆向報警。通過組網(wǎng)靈活 的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，如通過電話網(wǎng)絡(luò)、GSM手機短信息網(wǎng)、GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)監(jiān)控中心 對監(jiān)測點的遠(yuǎn)程遙控、遙測以及監(jiān)測點對監(jiān)控中心的逆向報警。本裝置中所有試劑管路均采用1. 5mm內(nèi)徑的氟材料管，減少了水樣顆粒堵塞的幾 率。電子電器件使用世界名牌進口的高質(zhì)量可編程控制器(PLC)代替單板機和工控機，在 降低儀器控制系統(tǒng)故障率的同時，大大增強了儀器的抗干擾能力。使用進口工控觸摸屏代 替按鍵開關(guān)，使用戶界面更加友好，克服了按鍵接觸不良的缺陷。選用進口 A/D轉(zhuǎn)換單元、 小功率電機、繼電器和光電轉(zhuǎn)換等部件，極大地提高了自動控制電器和電路部分的穩(wěn)定性， 極少易損件，故障率低，運行費用低。上述實例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人是 能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精 神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種銅離子在線自動監(jiān)測裝置，包括水樣采集裝置、試劑儲存裝置(1)以及反應(yīng)裝置(2)，所述水樣采集裝置、試劑儲存裝置與反應(yīng)裝置間管路(3)連接，所述管路外側(cè)設(shè)置進行進樣的液體輸送裝置(4)；其特征在于所述管路上設(shè)置精確計量控制進樣液量的光電定量裝置(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅離子在線自動監(jiān)測裝置，其特征在于所述液體輸送裝置(4)為蠕動泵，所述蠕動泵設(shè)置有八軸步進電機帶動的滾輪，所述滾輪設(shè)置在連接管路外 側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅離子在線自動監(jiān)測裝置，其特征在于所述光電定量裝置(5)包括確定容積的計量管(51)，所述計量管的兩端刻度外側(cè)分別設(shè)置第一信號發(fā)射端 (52)和第一光電檢測器(53)；所述第一光電檢測器(53)接受第一信號發(fā)射端(52)發(fā)出的 經(jīng)計量管內(nèi)液體衰減后的信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅離子在線自動監(jiān)測裝置，其特征在于所述試劑儲存裝置 ⑴包括多向選擇閥(6)控制與反應(yīng)裝置管路連通的標(biāo)準(zhǔn)樣品瓶(11)、蒸餾水瓶(12)、掩蔽 劑試劑瓶(13)、緩沖劑試劑瓶(14)、顯色劑試劑瓶(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的銅離子在線自動監(jiān)測裝置，其特征在于所述水樣采集裝置后 端與多向選擇閥(6)連接，所述多向選擇閥控制啟閉水樣的管路連通；所述多向選擇閥還 控制與反應(yīng)裝置管路連通的廢液瓶(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅離子在線自動監(jiān)測裝置，其特征在于所述反應(yīng)裝置(2)包 括置于溫度補償裝置(22)中的反應(yīng)瓶(21)，所述反應(yīng)瓶(21)與多向選擇閥(6)間通過管 路連接；所述反應(yīng)瓶外側(cè)設(shè)置第二信號發(fā)射端(23)和第二光電檢測器(24)，所述第二光電 檢測器(24)接受第二信號發(fā)射端(23)發(fā)出的經(jīng)反應(yīng)瓶內(nèi)液體衰減后的信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅離子在線自動監(jiān)測裝置，其特征在于所述裝置還設(shè)置有 PLC控制系統(tǒng)，所述PLC控制系統(tǒng)接受第一光電檢測器(53)和第二光電檢測器(24)接受的 光信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的信息并發(fā)出指令。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的銅離子在線自動監(jiān)測裝置，其特征在于所述PLC控制系統(tǒng)連 接設(shè)置有觸摸控制面板，通過所述觸摸控制面板觸摸操作向PLC控制系統(tǒng)傳輸指令；所述 PLC控制系統(tǒng)根據(jù)光電檢測器、蠕動泵、多向選擇閥的執(zhí)行情況反饋顯示在觸摸控制面板 上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅離子在線自動監(jiān)測裝置，其特征在于所述裝置還設(shè)置有遠(yuǎn) 程控制裝置，所述遠(yuǎn)程控制裝置通過選自電話網(wǎng)絡(luò)、GSM手機短信息網(wǎng)、GPRS或CDMA網(wǎng)絡(luò)的 數(shù)據(jù)傳輸線路與PLC控制系統(tǒng)連接，所述PLC控制系統(tǒng)根據(jù)裝置的故障、超標(biāo)時情況向遠(yuǎn)程 控制裝置逆向傳輸報警。
專利摘要本實用新型公開了一種銅離子在線自動監(jiān)測裝置，包括水樣采集裝置、試劑儲存裝置(1)以及反應(yīng)裝置(2)，所述水樣采集裝置、試劑儲存裝置與反應(yīng)裝置間管路(3)連接，所述管路外側(cè)設(shè)置進行進樣的液體輸送裝置(4)；其特征在于所述管路上設(shè)置精確計量控制進樣液量的光電定量裝置(5)。本裝置具有組網(wǎng)靈活、可逆向報警、監(jiān)測精度高、自動化操作、維修保養(yǎng)方便等特點。
文檔編號G01N21/78GK201662533SQ200920187100
公開日2010年12月1日 申請日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者馬三劍 申請人:馬三劍