一種采用電解法自動監(jiān)測液體多參數(shù)的系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種測量裝置，尤其涉及一種采用電解法自動監(jiān)測液體多參數(shù)的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]檢測重金屬的方法有很多，目前的分析方法主要有:原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射法(ICP-AES)、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)、紫外-可見分光光度法和電化學法(伏安法)。前面四種方法主要應用于實驗室的重金屬檢測，后面兩種方法側重應用于現(xiàn)場水樣的重金屬在線監(jiān)測。電化學法中的伏安法就是我們在海洋濕化學法多參數(shù)原位監(jiān)測儀中的一種應用。
[0003]伏安法是從電化學分析中的極譜法發(fā)展起來的。凡能在電極上被還原或被氧化的無機離子和有機物質(zhì)，一般都可以用伏安極譜法測定。近二十年來，由于脈沖極譜法、示波極譜法以及半微積分極譜法的興起，尤其是極譜催化波、絡合吸附波和溶出伏安法的成功應用，極譜法和伏安法在重金屬痕量分析方法中占有越來越重要的地位。例如，利用催化波、吸附波可測定周期表中大多數(shù)元素，不少元素的測定下限可達10-8?ΙΟ-llg/L。而脈沖溶出伏安法的測定下限可達10-10?10-12g/L。伏安法的優(yōu)勢在于它的極其低的檢測下限，它的多元素識別能力和它適用于在線、現(xiàn)場運用。如目前水溶液中重金屬離子檢測的電化學分析儀器典型代表有瑞士萬通的ADI2045等，終端售價也高達90萬元人民幣左右。國內(nèi)儀器行業(yè)在研制電化學方法的儀器也有一定的進展，但是在穩(wěn)定性和重復性方面難以保證，我們將綜合各種措施與方法，研究開發(fā)高重復性的重金屬在線監(jiān)測儀技術。海洋濕化學多參數(shù)原位自動監(jiān)測儀便是使用的陽極溶出伏安法。
[0004]陽極溶出伏安法是伏安法中的一種，它具有很高的靈敏度，是一種重要的痕量分析方法，將富集和測定結合在一起的電化學分析方法。它把恒電位電解和溶出伏安結合在一個電極上進行，其基本方法首先是將待測物質(zhì)在適當(一定電位下)電解一定時間，將待測物質(zhì)電解富集到電極上(如汞膜電極)生成汞齊，此階段是預電解階段，又稱富集階段;接著讓溶液靜止片刻，然后以等速改變電極電位，即由負向正電位方向掃描，此時富集在電極上的物質(zhì)又重新在電極上氧化進入溶液中，此階段稱溶出階段。溶出過程的伏安曲線(i_E曲線)，其峰高(溶出電流ip)與待測離子濃度成正比，是定量分析的基礎;峰電位(Ep)與離子的性質(zhì)有關，是定性分析的基礎。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的主要目的，在于提供一種可以監(jiān)測海水中痕量元素，高靈敏度、高準確度、高穩(wěn)定性的電解法自動監(jiān)測液體多參數(shù)的系統(tǒng)，以對海水中的重金屬進行檢測。
[0006]本實用新型提供了一種采用電解法自動監(jiān)測液體多參數(shù)的系統(tǒng)，其包括:
[0007]主控模塊，用于負責系統(tǒng)的總體流程控制、數(shù)據(jù)綜合處理以及各模塊之間的通訊控制；
[0008]計量模塊，與主控模塊連接，用于控制定量抽取待測海水，并反饋至主控模塊輸出顯示檢測電壓值；
[0009]動力模塊，與計量模塊和動力模塊連接，用于驅(qū)動計量模塊定量抽取待測液體以測量；
[0010]測量模塊，與動力模塊和計量模塊連接，動力模塊將計量的待測液體輸送至測量模塊中，將待測液體在適當?shù)碾娢贿M行電解，經(jīng)過富集和溶出過程得到峰高，而峰高與待測物質(zhì)的濃度成正比，從而測定目標參數(shù)的濃度值。優(yōu)選地，所述不同的目標參數(shù)對應不同的電位，輸出不同的電位，以辨別檢測不同的目標參數(shù)。優(yōu)選地，所述自動監(jiān)測系統(tǒng)進一步包括預處理模塊，其與過濾裝置相和計量模塊連接，通過預處理模塊控制過濾裝置過濾篩除海水中的懸浮物或大顆粒物質(zhì)。優(yōu)選地，所述計量模塊包括計量控制模塊、光源、計量管和光電轉換器，所述計量管與過濾裝置相連通，光源和光電轉換器分別設置于計量管的兩側，計量管中設有若干個液位控制點，計量控制模塊根據(jù)海水或試劑用量的不同而自動選擇不同的液位，光源在計量管的左側，光電轉換器在計量管的右側，用于接收穿透計量管的光線，光電轉換器將光信號轉換為電壓信號，電壓信號反饋至主控模塊驅(qū)動動力模塊定量抽取待測液體傳輸至計量管中。優(yōu)選地，所述動力模塊包括相互連接的動力控制模塊、蠕動栗和電磁閥，電磁閥與蠕動栗相連接，主要控制海水或試劑的通斷，當電磁閥打開時，海水或試劑可以流經(jīng)此閥，當關閉時，海水或試劑不能通過。實現(xiàn)蠕動栗待測海水的抽取計量和傳送測量。優(yōu)選地，所述測量模塊包括測量控制模塊和電解池，所述電解池中設有電極，待測海水在電解池通過電極電解，測定電流或電壓的曲線，將其傳輸至主控模塊分析出待測海水中的目標參數(shù)的濃度值。優(yōu)選地，所述主控模塊包括數(shù)據(jù)顯示模塊，用于輸出顯示待測海水的中目標參數(shù)的濃度值;數(shù)據(jù)處理模塊，用于將收到的電壓值轉換為濃度值;通訊模塊，用于將所測的海水數(shù)據(jù)傳輸至指定通訊設備。優(yōu)選地，所述目標參數(shù)為銅，鎘，鉛，鋅中任選一種或多種。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型通過所述采用電解法自動監(jiān)測液體多參數(shù)的系統(tǒng)，運用了現(xiàn)代傳感技術和自動測量技術對海水中的痕量重金屬進行監(jiān)測，自動計量、自動抽取監(jiān)測，將待測物質(zhì)在適當?shù)碾娢贿M行電解，通過電解反應檢測輸出與相應目標參數(shù)對應的電流或電壓曲線，經(jīng)過富集和溶出過程，可以得到峰高，而峰高與待測物質(zhì)的濃度成正比，從而測定目標參數(shù)的濃度值。可搭載在不同船只上用于海水環(huán)境因子的長期觀測;在大型科考船、中型海洋觀測船、小型應急監(jiān)測艇等船只載體上均可應用，甚至只需配備蓄電池即可在民用快艇上進行近岸海域環(huán)境的有效監(jiān)測。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的一種采用電解法自動監(jiān)測液體多參數(shù)的系統(tǒng)的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行進一步的說明。
[0014]本實用新型提供了一種采用電解法自動監(jiān)測液體多參數(shù)的系統(tǒng)，其包括:
[0015]主控模塊I，用于負責系統(tǒng)的總體流程控制、數(shù)據(jù)綜合處理以及各模塊之間的通訊控制；
[0016]計量模塊2，與主控模塊I連接，用于控制定量抽取待測海水，并反饋至主控模塊I輸出顯示檢測電壓值，反饋出海水的容量；
[0017]動力模塊3，與計量模塊2連接，用于驅(qū)動計量模塊2定量抽取待測液體以測量；
[0018]測量模塊4，與動力模塊3和計量模塊2連接，動力模塊3將計量的待測液體輸送至測量模塊4中；
[0019]將待測液體在適當?shù)碾娢贿M行電解，經(jīng)過富集和溶出過程得到峰高，而峰高與待測物質(zhì)的濃度成正比，從而測定目標參數(shù)的濃度值。
[0020]在本實用新型的優(yōu)選實施例中，所述自動監(jiān)測系統(tǒng)進一步包括預處理模塊5，其與過濾裝置相和計量模塊2連接，通過預處理模塊5控制過濾裝置過濾篩除海水中的懸浮物或大顆粒物質(zhì)，以減少海水中雜質(zhì)對檢測的干擾。
[0021]在本實用新型的優(yōu)選實施例中，所述自動監(jiān)測系統(tǒng)進一步包括下機位系統(tǒng)6，其由各種智能組件組合而成，智能組件中各自內(nèi)嵌有一個或多個獨立的微處理器，能夠獨立執(zhí)行模塊級的復雜控制和數(shù)據(jù)采集或處理等功能，還可以自動報錯、智能診斷，具有較高的擴展性和兼容性。主控模塊I與下機位系統(tǒng)6之間通過CAN總線進行通訊連接，智能組件控制功能執(zhí)行部件實現(xiàn)采樣、預處理、計量取液、預處理、測定目標參數(shù)濃度等功能。
[0022]所述主控模塊I與各功能模塊相連接，控制各模塊的數(shù)據(jù)交互和操作控制。計量模塊2控制定量抽取待測海水，其中，所述計量模塊2包括計量控制模塊20、光源21、計量管22和光電轉換器23，所述計量管22與過濾裝置相連通，光源21和光