專利名稱：一種水質(zhì)在線消解和光度檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及環(huán)境水體監(jiān)測設(shè)備，尤其涉及水體污染物的消解和光度檢測裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)廢水和生活污水排入江河、湖泊和水庫，環(huán)境中水體的污染更加嚴(yán)重，在線監(jiān)測可以在需要時不間斷地進(jìn)行水質(zhì)的測量，并對水質(zhì)做出評估，新型在線監(jiān)測儀器的研制任務(wù)十分艱巨。水質(zhì)分析主要以分析化學(xué)的基本原理為基礎(chǔ)，對水中的待測組分進(jìn)行定量 分析。在水質(zhì)分析中一般采用吸光光度法進(jìn)行水質(zhì)成分測定，基本原理及其實際應(yīng)用吸光光度法是基于物質(zhì)對光的選擇性吸收而建立起來的一種分析方法，是科學(xué)研究、環(huán)境監(jiān)測及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的化學(xué)成分分析中應(yīng)用最為廣泛的一種儀器分析方法，在線水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備研制的關(guān)鍵在于在線消解和在線檢測步驟，傳統(tǒng)的消解和冷凝裝置主要是分體結(jié)構(gòu)，由于監(jiān)測所使用的高溫強(qiáng)氧化性分析液在消解過程中可能出現(xiàn)泄漏或消解后留有殘液情況，這不僅會腐蝕設(shè)備，使故障發(fā)生率較高，檢測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠性往往也打不到設(shè)計要求。一些類似的裝置采用磁力攪拌器和磁子置于消解瓶中來實現(xiàn)溶液攪拌，這一點(diǎn)增加了的成本的同時裝置容易損壞裝置。檢測單元中，目前國內(nèi)外類似裝置采用圓柱形比色皿，很容易由于安裝位置不同而造成光程差異或者造成光線的反射損失，降低檢測結(jié)果的準(zhǔn)確度，這是使用圓柱形比色皿的監(jiān)測設(shè)備的一大缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題就在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)合理、成本低廉、操作簡便、測量精度高、測量速度快的在線消解和檢測裝置、本實用新型一種水質(zhì)在線消解和光度檢測裝置，其特征在于包括消解瓶I、加熱裝置
2、檢測箱3、電磁閥4、真空泵5，所述消解瓶I為雙層玻璃結(jié)構(gòu)，上為冷凝部分，包括螺旋狀的冷凝水管104，冷凝管進(jìn)口 102、冷凝管出口 103，下為消解部分，整個瓶體下方1/3處有一進(jìn)樣口 101，水樣和試劑從進(jìn)樣口注入。瓶體的底部為排液口 106，頂部有一個氣孔105，保持瓶體內(nèi)氣壓穩(wěn)定。所述加熱裝置2包括U型加熱燈201和加熱燈底座202，U型加熱燈201緊靠消解器底部，對消解液進(jìn)行加熱，這種高效低色溫雙層加熱燈，發(fā)熱效率高且色溫對人體本身無傷害。本實用新型采用一個三通兩位電磁閥2連接消解瓶I和檢測箱3，電磁閥的一側(cè)連接真空泵5，通過排液口 106自下而上的向消解器以一定速率鼓入壓縮空氣，作為攪拌，消解時促進(jìn)液體混合及加熱均勻，結(jié)束加熱后促進(jìn)散熱。所述檢測裝置，包括檢測箱301、比色皿302、導(dǎo)光棒305、設(shè)置在比色皿一側(cè)的測量光源303以及設(shè)置在比色皿與測量光源對應(yīng)位置的轉(zhuǎn)換模塊304，所述測量光源和轉(zhuǎn)換模塊分別鑲嵌在由一個黑色鋁殼做的檢測箱外殼301的兩側(cè)。上述檢測箱內(nèi)所有部件位于一個水平面上，比色皿和箱外殼都固定在比色皿架上。所述比色皿302為一體燒結(jié)而成，比色皿兩個透光面完全平行，垂直插設(shè)于檢測箱正中，上端的進(jìn)液口 307與電磁閥3相連，下側(cè)為排液口 308。所述比色皿在光路上的兩個平行透光面為圓形，其中一個側(cè)面設(shè)一溢流口 309?，F(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點(diǎn)就在于I.本實用新型一種水質(zhì)在線消解和光度檢測裝置，將冷凝和消解融合為一個瓶體，解決了分體裝置可能出現(xiàn)的液體泄露和殘夜的問題。并能實現(xiàn)快速升溫，提高消解效率，同時快速降溫是后續(xù)檢測進(jìn)行的基礎(chǔ)。2.采用U型加熱燈，位于冷凝消解器的下方5mm處，緊靠消解瓶體錐形底部，加熱效率高，可以使消解液快速升至需要溫度。同時，便于安裝和維修，成本低廉。3.采用一體燒結(jié)的比色皿，固定在比色皿架上。比色皿兩個透光面完全平行，垂直 放置于檢測箱的中央，可以保證光程固定，打開光源進(jìn)行檢測時，入射光垂直于透射面，有效避免光的反射損失。一體燒結(jié)的比色皿明顯的優(yōu)點(diǎn)是不會混入雜質(zhì)，不易損壞，更加適合于水情復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境。一體燒結(jié)的比色皿側(cè)面有一個溢流孔，一方面平衡比色皿內(nèi)的氣壓，另一方面將多余的消解液自動排出。4.在消解器和比色皿中間設(shè)置一個三通兩位電磁閥，電磁閥上端連接消解瓶，下端連接比色皿，另一側(cè)與一真空泵相連，在消解和添加試劑的過程中向消解瓶內(nèi)鼓入空氣，起到攪拌、混勻作用，不僅可以促使消解時加熱均勻，而且在消解結(jié)束后快速降溫。另一方面，將消解裝置和檢測裝置分開，使顯色完畢并充分冷卻后的消解液注入比色皿，提高檢測準(zhǔn)確度；還可以有效避免檢測裝置中的電子元器件遠(yuǎn)離熱源，從而保持測試條件穩(wěn)定和正常的工作性能。5.檢測裝置包括了測量光源、光電轉(zhuǎn)化模塊和導(dǎo)光棒，光源和光電轉(zhuǎn)化裝置分別位于導(dǎo)光棒的兩端，采用導(dǎo)光棒，由此可以增加光強(qiáng)信號，大幅提高測量信噪比，提高測量精度保證光路的完整。整個檢測裝置放在一個黑色的鋁殼內(nèi)部，垂直安裝在于比色皿架相同的水平面上，黑色鋁殼可以遮擋光線，消除外界光線對比色過程的干擾。6.本實用新型可以通過改變流程，更換試劑，沿用至其他基于分光光度法分析原理的在線儀器中推廣使用。

圖I.是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型中比色皿的結(jié)構(gòu)示意圖。消解瓶I進(jìn)液口 101冷凝管進(jìn)液口 102玻璃冷凝管103冷凝管出液口 104氣孔105液體排放口 106加熱裝置2加熱燈201加熱燈底座202[0022]檢測箱3箱外殼301、比色皿302 、光源303 、光電轉(zhuǎn)換單元304導(dǎo)光棒305、比色皿架306、比色皿進(jìn)液口 307、比色皿排液口 308、比色皿溢流口 309三位兩通電磁閥4 真空泵5。
具體實施方式
以下將結(jié)合具體實施例和說明書附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖I和圖2所示，本實用新型一種水質(zhì)在線消解和光度檢測裝置。它包括消解瓶1，加熱裝置2，檢測箱3，電磁閥4和真空泵5. —體燒結(jié)制作的比色皿(302)安裝于在黑色鋁殼檢測箱的中心，比色皿302的上端設(shè)有比色皿進(jìn)液口(307)與消解瓶I和電磁閥4連接，比色皿的中心與測量光源、光電轉(zhuǎn)換單元、導(dǎo)光棒位于同一水平面上。消解瓶I為冷凝和消解一體結(jié)構(gòu)，該瓶體容器的下方1/3處有進(jìn)水樣口 101，進(jìn)水樣口 101與水平面成15°c夾角，消解瓶底端設(shè)有液體排放口 106，上為冷凝部分，設(shè)有冷凝水管進(jìn)口 102和冷凝水管出口 104，冷凝管103為螺旋狀雙層玻璃結(jié)構(gòu)，下進(jìn)上出的結(jié)構(gòu)有利于提聞冷凝效率。本實用新型于消解瓶I的冷凝消解器的下方5_處設(shè)有加熱裝置2，包括U型加熱燈201、加熱燈底座102，加熱燈緊靠消解瓶體錐形底部，比色皿302 為一體燒結(jié)的，固定在比色皿架(306)上。比色皿(302)在光路上為平行的兩個透光面，包括側(cè)面的個比色皿溢流口 309及上部比色皿進(jìn)液口 307、底部比色皿排液口 308。在消解瓶I和檢測箱3之間設(shè)置一個三通兩位電磁閥4，電磁閥4上端連接消解瓶排放口 106，下端連接比色皿進(jìn)液口307，電磁閥4另一側(cè)與一真空泵5相連，檢測箱3包括了測量光源303、光電轉(zhuǎn)換單元304和導(dǎo)光棒305，光源和光電轉(zhuǎn)化裝置分別位于導(dǎo)光棒305的兩端，整個檢測裝置放在一個黑色的鋁外殼301內(nèi)部，垂直安裝在于比色皿架相同的水平面上，在水樣消解和冷卻的過程中向冷凝水管103中循環(huán)注入自來水，雙層玻璃結(jié)構(gòu)的冷凝管不僅能將內(nèi)層水蒸氣冷凝成水滴，又能保證不產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱輻射。高效U型加熱燈201固定在加熱燈座202上，緊靠圓柱形消解瓶I的下沿，這種高效低色溫雙層加熱燈，發(fā)熱效率高且色溫對人體本身無傷害。真空泵5通過電磁閥向排液口 106自下往上向消解瓶I內(nèi)鼓入空氣，攪勻測試液的同時使瓶體內(nèi)水樣消解時加熱均勻，提高消解效率。加熱燈關(guān)閉后，在不斷鼓入的空氣及冷凝水管內(nèi)循環(huán)注入的冷凝水的雙重作用下，能夠迅速降低消解液溫度。通過出氣口 105保持瓶體內(nèi)氣壓穩(wěn)定。加入藥劑、顯色劑之后，等待鼓氣使藥劑混合均勻，冷卻后的消解液通過電磁閥4注入比色皿(302)內(nèi)，檢測箱3內(nèi)包括黑色鋁殼的箱外殼301、比色皿302、光源303及光電轉(zhuǎn)換單元304，導(dǎo)光棒305，比色箱和比色皿垂直固定在比色皿架306上，光源和光電轉(zhuǎn)換單元鑲嵌在箱外殼301側(cè)壁上，各個部件保持在同一水平面上。黑色鋁殼可以避免外界光線對測試的干擾，兩根導(dǎo)光棒位于比色皿左右兩側(cè)面，使用導(dǎo)光棒可以保持光路完整，而且減少光強(qiáng)的衰退，這些設(shè)計可以大大提高儀器測量的靈敏度和精確度。附圖2中比色皿302為一體燒結(jié)而成，光路上兩個側(cè)面完全平行，可以保證光度檢測時光程的一定。一體的結(jié)構(gòu)不會引入雜質(zhì)，不易損壞，尤其適用于水情復(fù)雜的現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行在線監(jiān)測，溢流口 309的設(shè)計可以將多余的消解液排出，且保持比色皿內(nèi)氣壓穩(wěn)定。溢流管上沿應(yīng)高于比色皿進(jìn)液入口約5 10mm，保證液體順利流出。本實用新型在每次檢測結(jié)束后，用蒸餾水系統(tǒng)清洗，不留殘夜，保證再次測量不受 上次測量的影響，以有效提高本實用新型監(jiān)測數(shù)據(jù)的重復(fù)性。本實用新型不僅是液體加熱消解裝置，而且是重要的測試單元，整個裝置設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，設(shè)計合理，測量精度高的水質(zhì)在線消解和檢測裝置，可廣泛應(yīng)用于適用光度檢測的在線監(jiān)測儀上。
權(quán)利要求1.一種水質(zhì)在線消解和光度檢測裝置，其特征在于包括消解瓶(I)、加熱裝置(2)、檢測箱(3)、電磁閥(4)、真空泵(5)，所述消解瓶(I)為雙層玻璃結(jié)構(gòu)，上部分為冷凝器，包括螺旋狀的冷凝水管(104)，冷凝管進(jìn)口(102)、冷凝管出口(103)，下部分為消解部分，整個瓶體下方1/3處有一進(jìn)樣口( 101 )，水樣和試劑從進(jìn)樣口注入，瓶體的底部為排液口( 106)，頂部有一個氣孔(105)，保持瓶體內(nèi)氣壓穩(wěn)定，所述加熱裝置(2)包括U型加熱燈(201)和加熱燈底座(202)，U型加熱燈(201)緊靠消解器底部，對消解液進(jìn)行加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水質(zhì)在線消解和光度檢測裝置，其特征在于采用一個三通兩位電磁閥(2)連接消解瓶(I)和檢測箱(3)，電磁閥的一側(cè)連接真空泵(5)，通過排液口(106)自下而上的向消解器以一定速率鼓入壓縮空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種水質(zhì)在線消解和光度檢測裝置，其特征在于所述檢測箱(3)包括箱外殼(301)、比色皿(302)、導(dǎo)光棒(305)、設(shè)置在比色皿一側(cè)的測量光源(303)以及設(shè)置在比色皿與測量光源對應(yīng)位置的轉(zhuǎn)換模塊(304)，所述測量光源和轉(zhuǎn)換模塊分別鑲嵌在由一個黑色鋁殼做的箱外殼(301)的兩側(cè)，上述檢測裝置的所有部件位于一個水平面上，比色皿和箱外殼都固定在比色皿架上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種水質(zhì)在線消解和光度檢測裝置，其特征在于所述·比色皿(302)為一體燒結(jié)而成，比色皿兩個透光面完全平行，垂直插設(shè)于檢測箱正中，上端的進(jìn)液口(307)與電磁閥和消解裝置(2)相對應(yīng)，下側(cè)為排液口(308);所述比色皿在光路上的兩個平行透光面為圓形，其中一個側(cè)面設(shè)一溢流口(309)。
專利摘要本實用新型公開了一種水質(zhì)在線消解和光度檢測裝置，包括冷凝消解一體裝置，加熱系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)。所述冷凝消解一體裝置上部分是帶螺旋狀冷凝管和消解杯一體設(shè)計，消解裝置下方連接一三通兩位電磁閥，光度檢測裝置垂直放置在一個黑色鋁殼內(nèi)部，包括比色皿，光源，導(dǎo)光棒以及光電轉(zhuǎn)換裝置，所述比色皿為一體燒結(jié)設(shè)計，垂直放置，比色皿的側(cè)面設(shè)計一個溢流口。本實用新型是一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，設(shè)計合理，測量精度高的水質(zhì)在線消解和光度檢測裝置，可以推廣適用于基于分光光度法的水質(zhì)在線檢測儀器中。
文檔編號G01N21/31GK202486047SQ20112050260
公開日2012年10月10日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者冷建雄, 劉曉明, 彭戈, 李培佩, 簡振宇 申請人:江西怡杉環(huán)保有限公司