一种用于COD检测的定容进液计量方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于COD检测的定容进液计量方法与装置，计量管上端连接活塞泵、下端连接多通电磁阀，计量管管壁外设置一个空套在计量管上可沿计量管上下移动的光度计固定环，光度计固定环固定连接相对计量管中心轴对称的液位光度计发射光源模块和液位光度计接受光源模块，光度计固定环固定连接水平的水平杆一端，水平杆另一端垂直固定连接位于水平杆下方激光测距传感器，水平杆的中段部分通过直线步进电机轴固定连接位于水平杆下方的直线步进电机；多通电磁阀的样品阀和多个试剂阀分别连接对应的试剂瓶；在计量管量程内任意给定溶液体积，对一份水样或者试剂的添加可一次性抽取完成，避免了多次定容取液的累计误差。

【技术实现步骤摘要】
一种用于COD检测的定容进液计量方法与装置
本专利技术属于水质分析和环境监测领域，涉及水质检测技术，尤其涉及反映水质质量的COD（化学需氧量）检测技术，具体是用于COD检测的定容进液装置，。
技术介绍
COD是反映水质质量的一项重要的指标，它指的是水体中易被强氧化剂氧化的还原性物质所消耗的氧化剂的量，结果折算成氧的量（以mg/L计）。COD反映了水体受还原性物质污染的程度，测得水样中COD值越大说明水体受有机物的污染也就越严重，水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，COD也作为有机物相对含量的指标之一。目前，常用的化学需氧量COD的测定方法主要有回流滴定法、微波法、HACH比色法等。这些测定方法中都涉及到水样和消解反应所需添加药品试剂的剂量准确度问题。水样和药品试剂的加入方式直接关系到所加水样与药品试剂剂量的精度，而加入的药品试剂量精度则将直接影响到测定COD的准确度，药品试剂加入过少会使得COD值测量不准确，加入药品试剂过多会造成资源浪费和环境污染。在目前的COD检测仪中，传统的自动取液装置大都是按照水样和试剂的一定比例固定机械式进液的，不能随机灵活按照比例根据实际情况进液，并且有些COD检测仪器添加水样和试剂是分多次累计完成的，容易造成累计误差，不能确保进液体积计量精度。另一方面，传统的自动取液装置大多采用蠕动泵转数对试剂和水样进行定量，随机误差大，准确度有限，水样和试剂取液量不准使得COD值检测更不准确，并且管道内易残留液体影响计量精度，蠕动泵对液体的传输效率很低，长期使用容易老化，影响传输效率。
技术实现思路
针对目前COD检测定容进样和添加试剂的取液准确度问题，由此而影响所测COD值的测量精度，以及COD自动取液装置按照一定比例固定容量机械式进液的弊端，本专利技术提出一种用于COD检测的高精度、动态、灵活、随机进液的计量方法和装置，结构和方法简单易行，保证所测COD值的准确性。为达到上述目的，本专利技术一种用于COD检测的定容进液计量装置采用的技术方案是：包括活塞泵和计量管，计量管上端连接活塞泵、下端连接多通电磁阀，计量管管壁外设置一个空套在计量管上可沿计量管上下移动的光度计固定环，光度计固定环固定连接相对计量管中心轴对称的液位光度计发射光源模块和液位光度计接受光源模块，光度计固定环固定连接水平的水平杆一端，水平杆另一端垂直固定连接位于水平杆下方激光测距传感器，水平杆的中段部分通过直线步进电机轴固定连接位于水平杆下方的直线步进电机，步进电机放置于水平钢板上；多通电磁阀包括有排液阀、进液阀、样品阀和多个试剂阀，样品阀和多个试剂阀分别连接对应的试剂瓶；进液阀依次通过进液管、消解管入口阀、连通导管与消解池底部相连接，消解池外壁上固定设有测量光度计发射光源和测量光度计接受光源；所述直线步进电机、液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块、激光测距传感器、活塞泵和多通电磁阀均与MCU处理单元相连。本专利技术基于所述用于COD检测的定容进液计量装置的定容进液计量方法采用的技术方案是：包括以下步骤：A、MCU处理单元根据所需添加水样样品或者试剂的溶液体积计算出所需加入计量管中溶液高度h，调节液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块和计量管使三者的最底部处于同一水平线上；B、启动直线步进电机和激光测距传感器，直线步进电机带动激光测距传感器、液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块向上运动，当激光测距传感器探测到其镜头距离水平钢板上表面的垂直距离d2=△h1-△h2+h时，MCU处理单元控制直线步进电机停止运动；其中△h1为计量管2的最底部到水平钢板上表面之间的垂直距离，△h2为激光测距传感器的镜头到液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块光源位置处的垂直距离；C、关闭激光测距传感器，打开液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块，打开多通电磁阀中对应的水样样品或试剂的阀门，启动活塞泵，水样样品或试剂从其对应的试剂瓶中被抽送到计量管中；当溶液被抽送到计量管中对应于液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块光源位置处时，活塞泵停止运转；D、关闭多通电磁阀中对应水样或试剂的阀门，关闭液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块光源，启动激光测距传感器和直线步进电机，直线步进电机带动激光测距传感器和液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块向下移动，当激光测距传感器探测到其镜头距水平钢板上表面的垂直距离L2=△h1-△h2时，MCU处理单元控制直线步进电机停止运动；E、关闭激光测距传感器，打开液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块，启动活塞泵和打开消解管入口阀，计量管中的水样样品或试剂注入到消解池中，由测量光度计发射光源、测量光度计接受光源比色分析得到COD值。本专利技术与已有技术方法相比，具有如下优点：1、本专利技术在准确可靠抽取溶液的同时，方便随机定量，实现了在计量管量程内任意给定溶液体积的目的，可以按照给定比例根据实际情况改变水样和试剂的进液体积大小，并且对一份水样或者试剂的添加可一次性抽取完成，避免了多次定容取液的累计误差，更符合实际应用要求，不仅可应用于COD计量检测，也可以用于其他高计量精度液体输送领域。2、本专利技术利用激光三角法测距原理结合直线步进电机定位，实现了高精度、灵活随机、连续定容取液，从而保证了溶液体积计量的精度，以及改变了传统机械式固定容量取液的弊端。3、本专利技术全程采用MCU处理单元嵌入式系统智能控制进液体积大小，实现了溶液进液计量过程的全自动化，避免了人工添加试剂与水样的操作。4、本专利技术全程采用无惯性高精度的直线步进电机和激光测距传感器来实现对液位光度计的精准定位，从而在一定程度上确保了进液体积的精度。另一方面，使用了全新的活塞泵取样，代替了传统的蠕动泵，实现了与样品和试剂没有直接接触，减少了被腐蚀的可能性，既提高了可靠性，又减少了维护量。5、本专利技术采用全新的光学液位定位，利用光学原理，定量添加试剂与水样，提高了所加试剂和水样的进液体积精度，在关键因素上保证了COD值测量的准确性。附图说明图1为本专利技术一种用于COD检测的定容进液计量装置的整体结构示意图；图2为图1中液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块、激光测距传感器以及直线步进电机等的安装结构放大示意图；图3为图1的控制结构框图；图4为图1的工作流程图。附图中各部件的序号和名称：1、活塞泵，2、计量管，3、光度计固定环，4、液位光度计发射光源模块，5、液位光度计接受光源模块，6、水平杆，7、直线步进电机轴，8、激光测距传感器，9、直线步进电机，10、控制单元，11、螺丝，12、电机固定水平板，13、支撑钢架，14、多通电磁阀，15、排液管帽，16、排液管，17、消解管入口管帽，18、进液管，19、消解管入口阀，20、测量光度计发射光源，21、测量光度计接受光源，22、消解池，23、水平钢板，24、水样试剂瓶，25、重铬酸钾溶液试剂瓶，26、硫酸汞溶液试剂瓶，27、硫酸溶液试剂瓶，28、标准溶液试剂瓶，29、零点标准溶液试剂瓶，30、连通导管，31、零点标准溶液连通管，32、标准溶液连通管，33、硫酸溶液连通管，34、硫酸汞溶液连通管，35、重铬酸钾溶液连通管，36、水样连通管，37、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于COD检测的定容进液计量装置，包括活塞泵（1）和计量管（2），其特征是：计量管（2）上端连接活塞泵（1）、下端连接多通电磁阀（14），计量管（2）管壁外设置一个空套在计量管（2）上可沿计量管（2）上下移动的光度计固定环（3），光度计固定环（3）固定连接相对计量管（2）中心轴对称的液位光度计发射光源模块（4）和液位光度计接受光源模块（5），光度计固定环（3）固定连接水平的水平杆（6）一端，水平杆（6）另一端垂直固定连接位于水平杆（6）下方激光测距传感器（8），水平杆（6）的中段部分通过直线步进电机轴（7）固定连接位于水平杆（6）下方的直线步进电机（9），步进电机（9）放置于水平钢板（23）上；多通电磁阀（14）包括有排液阀、进液阀、样品阀和多个试剂阀，样品阀和多个试剂阀分别连接对应的试剂瓶；进液阀依次通过进液管（18）、消解管入口阀（19）、连通导管（30）与消解池（22）底部相连接，消解池（22）外壁上固定设有测量光度计发射光源（20）和测量光度计接受光源（21）；所述直线步进电机（9）、液位光度计发射光源模块（4）、液位光度计接受光源模块（5）、激光测距传感器（8）、活塞泵（1）和多通电磁阀（14）均与MCU处理单元相连。...

【技术特征摘要】
1.一种用于COD检测的定容进液计量装置，包括活塞泵（1）和计量管（2），其特征是：计量管（2）上端连接活塞泵（1）、下端连接多通电磁阀（14），计量管（2）管壁外设置一个空套在计量管（2）上可沿计量管（2）上下移动的光度计固定环（3），光度计固定环（3）固定连接相对计量管（2）中心轴对称的液位光度计发射光源模块（4）和液位光度计接受光源模块（5），光度计固定环（3）固定连接水平的水平杆（6）一端，水平杆（6）另一端垂直固定连接位于水平杆（6）下方的激光测距传感器（8），水平杆（6）的中段部分通过直线步进电机轴（7）固定连接位于水平杆（6）下方的直线步进电机（9），直线步进电机（9）放置于水平钢板（23）上；多通电磁阀（14）包括有排液阀、进液阀、样品阀和多个试剂阀，样品阀和多个试剂阀分别连接对应的试剂瓶；进液阀依次通过进液管（18）、消解管入口阀（19）、连通导管（30）与消解池（22）底部相连接，消解池（22）外壁上固定设有测量光度计发射光源（20）和测量光度计接受光源（21）；所述直线步进电机（9）、液位光度计发射光源模块（4）、液位光度计接受光源模块（5）、激光测距传感器（8）、活塞泵（1）和多通电磁阀（14）均与MCU处理单元相连。2.根据权利要求1所述的用于COD检测的定容进液计量装置，其特征是：所述多个试剂阀分别是重铬酸钾阀、硫酸汞阀、硫酸阀、标准阀、消解阀；重铬酸钾阀与重铬酸钾溶液试剂瓶（25）相连，硫酸汞阀与硫酸汞溶液试剂瓶（26）相连，硫酸阀与硫酸溶液试剂瓶（27）相连，标准阀与标准溶液试剂瓶（28）相连，消解阀与零点标准溶液试剂瓶（29）相连。3.根据权利要求1所述的用于COD检测的定容进液计量装置，其特征是：水平杆（6）的中心与液位光度计发射光源模块（4）、液位光度计接受光源模块（5）的中心处于同一水平高度。4.根据权利要求1所述的用于COD检测的定容进液计量装置，其特征是：多通电磁阀（14）中的排液阀与排液管（16）相连接，在排液管（16）上设有排液管帽（15）。5.一种采用如权利要求1所述的用于COD检测的定容进液计量装置的定容进液计量方法，其特征是包括以下步骤：A、MCU处理单元根据所需添加水样样品或者试剂的溶液体积计算出所需加入计量管（2）中溶液高度h，调节液位光度计发射光源模块（4）、液位光度计接受光源模块（5）和计量管（2）使三者的最底部处...

【专利技术属性】
技术研发人员：张荣标，陈金龙，王小格，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32