一种水中砷浓度的快速检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水中砷浓度的快速检测装置和检测方法，所述装置包括液路模块、气路模块和检测模块，所述方法采用该装置进行水中砷浓度的检测。与现有技术相比，本发明专利技术提供的水中砷浓度的快速检测装置及检测方法基于化学发光原理实现对水中砷的快速检测，本发明专利技术具有集成度高、结构简单、功耗低、体积小、便于携带、检测方便、检测速度快且具有较高灵敏度等明显的有点，可作为便携式现场应急检测设备使用。

A rapid detection device and detection method for arsenic concentration in water

The invention discloses a fast detection device and a detection method for arsenic concentration in water. The device comprises a liquid circuit module, a gas circuit module and a detection module. The method uses the device to detect arsenic concentration in water. Compared with the prior art, the rapid detection device and method of arsenic concentration in water provided by the invention realize the rapid detection of arsenic in water based on the principle of chemiluminescence. The invention has the advantages of high integration, simple structure, low power consumption, small volume, easy carrying, convenient detection, fast detection speed and high sensitivity, etc. Obviously, it can be used as portable on-site emergency detection equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种水中砷浓度的快速检测装置及检测方法
本专利技术涉及水提污染物检测的
，更具体地讲，涉及一种水中砷浓度的快速检测装置及检测方法。
技术介绍
砷是饮用水中主要的污染物之一，长期饮用含砷的水可导致慢性砷中毒，严重影响肌体健康。近年来砷污染事件频发，迫切需要一种能够针对突发污染事件及水体砷浓度进行快速检测的方法和设备。常规的砷污染监测方法，如银盐比色法、石墨炉原子吸收法、原子荧光法等方法的检测仪器笨重且测定周期长，不能满足应急监测的需求，难以应用于现场快速检测。在地表水及地下水砷污染筛查工作中常用的半定量检测方法,虽可实现现场的快速检测，但其半定量的结果精度较差，不能给出砷的准确含量，对突发性污染事件的应急处置的参考价值低。利用化学发光法检测砷浓度是一种高灵敏度和高选择性的新型检测方法，其原理是利用砷与硼氢化钠在酸性条件下反应产生砷化氢气体，再通入过量的臭氧，臭氧与砷化氢气体反应产生化学发光信号。但目前该方法仍停留在实验室阶段，无对应的检测设备，难以在现场应急检测领域得到应用。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种可作为便携式现场应急检测使用的水中砷浓度的快速检测装置及检测方法。本专利技术的一方面提供了水中砷浓度的快速检测装置，所述装置包括液路模块、气路模块和检测模块，其中，所述检测模块包括前盖、蔽光壳体、光电检测器和透光窗，所述前盖的底部设有进气口、出气口、进液口和出液口，前盖中部设有凹槽，凹槽底部放置有反应床，反应床的上方设置有多孔隔离板，多孔隔离板与反应床之间形成隔离腔，多孔隔离板的上方设置有透光窗并且所述透光窗设置在前盖与蔽光壳体之间，所述透光窗与多孔隔离板之间形成反应气室，光电检测器设置在透光窗的另一侧并且位于蔽光壳体内，所述蔽光壳体与前盖配套组装，其中，隔离腔与进液口和出液口连通，反应气室与进气口和出气口连通；所述液路模块包括采样支路、清洗支路和排液支路；所述采样支路与检测模块的进液口相连，所述采样支路包括采样单元、第一试剂储存单元、第二试剂储存单元和分别连接在所述采样单元、第一试剂储存单元、第二试剂储存单元后端的第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵；所述清洗支路连接在采样支路的后端或者直接与所述检测模块的进液口相连，所述清洗支路包括清洗剂储存单元和连接在所述清洗剂储存单元后端的第四蠕动泵；所述排液支路与检测模块的出液口相连，所述排液支路包括第五蠕动泵和连接在第五蠕动泵后端的废液储存单元；所述气路模块包括进气支路和出气支路，所述进气支路与检测模块的进气口相连并且包括沿着气体流向依次设置的气体过滤单元和紫外光解单元，所述出气支路与检测模块的出气口相连并且包括沿着气体流向依次设置的废气吸收单元和真空泵。根据本专利技术水中砷浓度的快速检测装置的一个实施例，所述采样单元包括沿着液体流向依次设置的采样口和过滤单元，所述第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵为共用泵头的三通道同向蠕动泵。根据本专利技术水中砷浓度的快速检测装置的一个实施例，在采样支路中各蠕动泵的后端设置有前混合点和后混合点以控制待测水样与第一试剂储存单元和第二试剂储存单元中分别储存的两种试剂的先后混合次序。根据本专利技术水中砷浓度的快速检测装置的一个实施例，第一试剂储存单元内储存的试剂为硫酸溶液且第二试剂储存单元中储存的试剂为硼氢化钠溶液，所述第一蠕动泵的出口端与第二蠕动泵的出口端在前混合点汇合以实现待测水样与硫酸溶液的先混合，所述第三蠕动泵的出口端在后混合点与采样支路汇合以实现先混合液与硼氢化钠溶液的后混合。根据本专利技术水中砷浓度的快速检测装置的一个实施例，所述清洗支路通过流体支路连接件连接在采样支路的后端，所述连体支路连接件为微型三通接头。根据本专利技术水中砷浓度的快速检测装置的一个实施例，所述进液口位于反应床底部并位于反应床中心线的最顶端，所述出液口位于反应床底部并位于反应床中心线的最底端，所述进液口与出液口对称设置。根据本专利技术水中砷浓度的快速检测装置的一个实施例，所述反应床由高亲水性薄膜材料制成，优选为聚酯纤维布、PP纤维布或丝绸；所述紫外光解单元为能够产生185nm紫外光的低压汞灯。根据本专利技术水中砷浓度的快速检测装置的一个实施例，所述气体过滤单元为填充有化学滤料的过滤柱，所述过滤柱的前端和后端均设有固体微粒过滤芯，所述化学滤料为高锰酸钾、氧化铝和活性炭的混合物。本专利技术的另一方面提供了水中砷浓度的快速检测方法，所述方法采用上述水中砷浓度的快速检测方法进行检测，包括以下步骤：A、将检测装置通电，通过第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵将预处理后的待测水样、硫酸溶液、硼氢化钠溶液抽入采样支路并在各蠕动泵的后端液路中依次混合后进入检测模块中，其中，混合液到达反应床并在反应床表面铺开，其反应所产生的氢化砷气体溢出到达隔离腔并经过多孔隔离板进入反应气室中；B、开启真空泵将空气依次抽入气体过滤单元和紫外光解单元中并使光解产生的ppmv级别浓度的臭氧气体进入检测模块的反应气室，光电检测器检测臭氧气体与氢化砷气体发生气相化学发光反应产生的发光信号并转换为水中砷的浓度；C、通过第五蠕动泵将反应后产生的废液抽出并收集在废液储存单元中，通过真空泵将反应后的废气抽出并在废气吸收单元中吸收掉剩余的臭氧和氢化砷气体排出，重复执行上述步骤实现水中砷浓度的快速检测；D、通过第四蠕动泵将清洗剂储存单元中的清洗剂抽入检测模块进行清洗并通过第五蠕动泵将清洗后的废液抽出并收集在废液储存单元中，完成清洗之后将检测装置断电。根据本专利技术水中砷浓度的快速检测方法的一个实施例，第五蠕动泵在检测装置通电后持续运行，第四蠕动泵在清洗时运行，第一、第二、第三蠕动泵在检测时同时运行；所述采样支路中待测水样、硫酸溶液、硼氢化钠溶液的流速相同，所述清洗支路中清洗剂的流速为待测水样、硫酸溶液或硼氢化钠溶液的流速的2～3倍，所述排液支路中废液的流速略大于所述清洗支路中清洗剂的流速。与现有技术相比，本专利技术提供的水中砷浓度的快速检测装置及检测方法基于化学发光原理实现对水中砷的快速检测，本专利技术具有集成度高、结构简单、功耗低、体积小、便于携带、检测方便、检测速度快且具有较高灵敏度等明显的有点，可作为便携式现场应急检测设备使用。附图说明图1示出了根据本专利技术示例性实施例的水中砷浓度的快速检测装置的结构原理图。图2示出了根据本专利技术示例性实施例的水中砷浓度的快速检测装置中检测模块的结构剖视图。图3示出了根据本专利技术示例性实施例的水中砷浓度的快速检测装置中前盖的侧视结构图。附图标记说明：1-液路模块、111-采样口、112-过滤单元、113-第一蠕动泵、121-第一试剂储存单元、122-第二蠕动泵、131-第二试剂储存单元、132-第三蠕动泵、141-清洗剂储存单元、142-第四蠕动泵、151-废液储存单元、152-第五蠕动泵；2-气路模块、211-气体过滤单元、212-紫外光解单元、221-真空泵、222-废气吸收单元；3-检测模块、31-前盖、311-进液口、312-出液口、313-进气口、314-出气口、315-反应床、316-多孔隔离板、317-隔离腔、32-蔽光壳体、33-光电检测器、34-O型密封圈、35-反应气室、36-透光窗。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水中砷浓度的快速检测装置，其特征在于，所述装置包括液路模块、气路模块和检测模块，其中，所述检测模块包括前盖、蔽光壳体、光电检测器和透光窗，所述前盖的底部设有进气口、出气口、进液口和出液口，前盖中部设有凹槽，凹槽底部放置有反应床，反应床的上方设置有多孔隔离板，多孔隔离板与反应床之间形成隔离腔，多孔隔离板的上方设置有透光窗并且所述透光窗设置在前盖与蔽光壳体之间，所述透光窗与多孔隔离板之间形成反应气室，光电检测器设置在透光窗的另一侧并且位于蔽光壳体内，所述蔽光壳体与前盖配套组装，其中，隔离腔与进液口和出液口连通，反应气室与进气口和出气口连通；所述液路模块包括采样支路、清洗支路和排液支路；所述采样支路与检测模块的进液口相连，所述采样支路包括采样单元、第一试剂储存单元、第二试剂储存单元和分别连接在所述采样单元、第一试剂储存单元、第二试剂储存单元后端的第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵；所述清洗支路连接在采样支路的后端或者直接与所述检测模块的进液口相连，所述清洗支路包括清洗剂储存单元和连接在所述清洗剂储存单元后端的第四蠕动泵；所述排液支路与检测模块的出液口相连，所述排液支路包括第五蠕动泵和连接在第五蠕动泵后端的废液储存单元；所述气路模块包括进气支路和出气支路，所述进气支路与检测模块的进气口相连并且包括沿着气体流向依次设置的气体过滤单元和紫外光解单元，所述出气支路与检测模块的出气口相连并且包括沿着气体流向依次设置的废气吸收单元和真空泵。...

【技术特征摘要】
1.一种水中砷浓度的快速检测装置，其特征在于，所述装置包括液路模块、气路模块和检测模块，其中，所述检测模块包括前盖、蔽光壳体、光电检测器和透光窗，所述前盖的底部设有进气口、出气口、进液口和出液口，前盖中部设有凹槽，凹槽底部放置有反应床，反应床的上方设置有多孔隔离板，多孔隔离板与反应床之间形成隔离腔，多孔隔离板的上方设置有透光窗并且所述透光窗设置在前盖与蔽光壳体之间，所述透光窗与多孔隔离板之间形成反应气室，光电检测器设置在透光窗的另一侧并且位于蔽光壳体内，所述蔽光壳体与前盖配套组装，其中，隔离腔与进液口和出液口连通，反应气室与进气口和出气口连通；所述液路模块包括采样支路、清洗支路和排液支路；所述采样支路与检测模块的进液口相连，所述采样支路包括采样单元、第一试剂储存单元、第二试剂储存单元和分别连接在所述采样单元、第一试剂储存单元、第二试剂储存单元后端的第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵；所述清洗支路连接在采样支路的后端或者直接与所述检测模块的进液口相连，所述清洗支路包括清洗剂储存单元和连接在所述清洗剂储存单元后端的第四蠕动泵；所述排液支路与检测模块的出液口相连，所述排液支路包括第五蠕动泵和连接在第五蠕动泵后端的废液储存单元；所述气路模块包括进气支路和出气支路，所述进气支路与检测模块的进气口相连并且包括沿着气体流向依次设置的气体过滤单元和紫外光解单元，所述出气支路与检测模块的出气口相连并且包括沿着气体流向依次设置的废气吸收单元和真空泵。2.根据权利要求1所述水中砷浓度的快速检测装置，其特征在于，所述采样单元包括沿着液体流向依次设置的采样口和过滤单元，所述第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵为共用泵头的三通道同向蠕动泵。3.根据权利要求1所述水中砷浓度的快速检测装置，其特征在于，在采样支路中各蠕动泵的后端设置有前混合点和后混合点以控制待测水样与第一试剂储存单元和第二试剂储存单元中分别储存的两种试剂的先后混合次序。4.根据权利要求4所述水中砷浓度的快速检测装置，其特征在于，第一试剂储存单元内储存的试剂为硫酸溶液且第二试剂储存单元中储存的试剂为硼氢化钠溶液，所述第一蠕动泵的出口端与第二蠕动泵的出口端在前混合点汇合以实现待测水样与硫酸溶液的先混合，所述第三蠕动泵的出口端在后混合点与采样支路汇合以实现先混合液与硼氢化钠溶液的后混合。5.根据权利要求1所述水中砷浓度的快速...

【专利技术属性】
技术研发人员：王竹青，付大友，袁东，谭文渊，杨冰，
申请(专利权)人：四川理工学院，
类型：发明
国别省市：四川,51