一种工业污染物浓度检测装置制造方法及图纸

一种工业污染物浓度检测装置，它涉及环境污染检测技术领域，它由电池装置和电子装置构成；所述电池装置中，阳极室和阴极室之间通过质子交换膜分隔开，恒温装置和磁力搅拌装置等固定装置固定在阳极室和阴极室的下方，并伸入其中，阳极加样孔与自动采样/混样装置相连，阳极室和阴极室内部均设有电极，侧面均设有排液装置；所述电子装置中，数字稳压系统分别与信号放大系统和MCU微控制系统电连接为其供电，信号经由信号放大系统放大后送入AD转换系统转换，转换为数字量后送入MCU微控制系统分析、储存并发送至服务器。它不仅自动检测环境中污染物PNP的浓度，在检测的同时降解污染物，而且可以实现多地多设备同时远程监控。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及环境污染检测
，具体涉及一种工业污染物浓度检测装置。
技术介绍
对硝基苯酚(PNP)作为化工、农药、染料等行业工业废水中的主要污染物之一，具有毒性大、难于生物降解等特点。为了确保人体健康，水中PNP浓度应低于70yg/L，美国各洲规定，饮用水中PNP浓度不得高于20yg/L。因此，准确检测出水中PNP含量具有重要意义。目前，对硝基苯酚检测最常见的方法就是紫外可见分光光度法。此种方法需要提前对所有的样品进行pH调节，并使用紫外可见扫描光谱仪等贵重精密仪器进行检测，不仅操繁琐、成本高昂，不便携带，而且难以实时监测。另一方面，目前的PNP的降解工艺也存在巨大挑战，现有技术很难做到在检测污染物的同时对其进行降解。微生物燃料电池，是微生物技术与电池技术相结合的产物，它是一种通过产电菌代谢可生物降解的有机物，并将代谢产生的电子传递到外电路进而输出电能的装置。目前的研究表明，微生物燃料电池的电压(电流)与底物的浓度在一定的范围内存在对应关系，因此微生物燃料电池能用于某些底物含量的测定。然而，对于微生物燃料电池运行状态的实时监控，仍是目前尚未解决的难题。目前，人们对于微生物燃料电池的工作水平与电池中底物浓度的测量依然依靠大型外置设备，不仅费时费力，而且不利于推广应用。此外，近年来，人们对于污染物监测装置的小型化、廉价化对于监测数据远程统筹分析的需要也愈发迫切。而在检测污染物的同时能够低成本的降解污染物则更是具有重要意义。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的工业污染物浓度检测装置，它利用微生物燃料电池中的蒙氏假单胞菌与PNP等有机污染物产生反应，这些反应通过电信号的方式表现出来，通过采集这些电信号的精确值来计算得出当前待检测水体的污染程度，不仅能够准确自动化的监测当前有机污染物浓度、集中送出数据便于后续分析，更降低了污染物的检测和监测成本。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是:它由电池装置A和电子装置B构成;所述电池装置A包含阳极室1、阴极室2、恒温装置3、自动采样/混样装置4、磁力搅拌装置5;阳极室1和阴极室2之间通过质子交换膜6分隔开，恒温装置3设置在阳极室1和阴极室2的上方并伸入阳极室1和阴极室2的内部，磁力搅拌装置5的固定装置设置在阳极室1和阴极室2的下方，磁力搅拌装置5的搅拌转子分别设置在阳极室1和阴极室2内部，阳极室1上表面设有阳极加样孔7，与自动采样/混样装置4相连，阳极室1左侧面设有阳极排液装置11，阳极室1内部设有阳极电极9，阴极室2上表面设有阴极加样孔8，阴极室2右侧面设有阴极排液装置12，阴极室2内部设有阴极电极10;所述电子装置B包含信号放大系统13、数字稳压系统14、AD转换系统15、MCU微控制系统16、输出输入设备17;数字稳压系统14分别与信号放大系统13和MCU微控制系统16电连接为其提供电源，信号放大系统13的输入端负极通过导线与阳极电极9 一端相连，输入端正极通过导线与阴极电极10—端相连，信号放大系统13的输出端与ADR换系统15的输入端相连，MCU微控制系统16分别与AD转换系统15的输出端、阳极排液装置11、自动采样/混样装置4和输出输入设备17连接。本技术的工作原理是:由于菌体产电量与PNP浓度有显著线性关系，而由微生物提供的电子信号比较微弱，所以阳极电极和阴极电极收集的电子信号经由信号放大系统13放大数倍，以便电压(电流)信号能够被AD转换系统15识别；因为放大后的信号是模拟信号，没有办法进行直接的检测与运算，所以需要把它通过AD转换系统15将模拟信号转换为数字信号，这样就能够接入到MCU微控制系统16供其读取分析。本技术首次运行时，该MCU微控制系统16根据用户提供的已知浓度的PNP标准品，自动建立PNP浓度-MFC输出电压的数学关系，在后续的检测与监测过程中，可以自动根据这种数学关系运算得到PNP浓度。此外MCU微控制系统16还负责将收集到的电信号、运算得到的公式、污染物的浓度等信息，传输到输出输入设备17的同时发送到服务器以便进一步分析，并根据用户预先设置的标准或实时给出的指令，控制阳极排液装置11和自动采样/混样装置4，以实现自动更新被检测样品。采用上述结构后，本技术有益效果为:它利用微生物燃料电池中的蒙氏假单胞菌与PNP等有机污染物产生反应，这些反应通过电信号的方式表现出来，通过采集这些电信号的精确值来计算得出当前待检测水体的污染程度，不仅自动测量环境中污染的浓度，操作简单，设备成本低，而且可以在检测的同时降解污染物;此外，它通过MCU微控制系统极大的优化了数据最终处理以及展现的形式，能够对数据进行汇总，方便以后大数据分析，而且可以实现多地多设备同时远程监控。【附图说明】图1是本技术【具体实施方式】的结构示意图；图2是本技术【具体实施方式】中检测方法的流程示意图。附图标记说明:1、阳极室；2、阴极室;3、恒温装置;4、自动采样/混样装置;5、磁力搅拌装置;6、质子交换膜;7、阳极加样孔;8、阴极加样孔;9、阳极电极;10、阴极电极;11、阳极排液装置;12、阴极排液装置；13、信号放大系统；14、数字稳压系统；15、AD转换系统；16、MCU微控制系统；17、输出输入设备;A、电池装置;B、电子装置。【具体实施方式】下面结合附图，对本专利技术作进一步的说明。参看如图1所示，本【具体实施方式】采用的技术方案是:它由电池装置A和电子装置B构成;所述电池装置A包含阳极室1、阴极室2、恒温装置3、自动采样/混样装置4、磁力搅拌装置5;阳极室1和阴极室2之间通过质子交换膜6分隔开，恒温装置3设置在阳极室1和阴极室2的上方并伸入阳极室1和阴极室2的内部，磁力搅拌装置5的固定装置设置在阳极室1和阴极室2的下方，磁力搅拌装置5的搅拌转子分别设置在阳极室1和阴极室2内部，阳极室1上表面设有阳极加样孔7，与自动采样/混样装置4相连，阳极室1左侧面设有阳极排液装置11，阳极室1内部设有阳极电极9，阴极室2上表面设有阴极加样孔8，阴极室2右侧面设有阴极排液装置12，阴极室2内部设有阴极电极10;所述电子装置B包含信号放大系统13、数字稳压系统14、AD转换系统15、MCU微控制系统16、输出输入设备17;数字稳压系统14分别与信号放大系统13和MCU微控制系统16电连接为其提供电源，信号放大系统13的输入端负极通过导线与阳极电极9 一端相连，输入端正极通过导线与阴极电极10—端相连，信号放大系统13的输出端与AD转换系统15的输入端相连，MCU微控制系统16分别与AD转换系统15的输出端、阳极排液装置11、自动采样/混样装置4和输出输入设备17连接。所述的阳极室1和阴极室2均为正方体玻璃器皿。所述的数字稳压系统14为一枚9V电池盒和线性稳压器TPS5430模块。所述的Μ⑶微控制系统16为单片机pcDuino。...

【技术保护点】
一种工业污染物浓度检测装置，其特征在于：它由电池装置(A)和电子装置(B)构成；所述电池装置(A)包含阳极室(1)、阴极室(2)、恒温装置(3)、自动采样/混样装置(4)、磁力搅拌装置(5)；阳极室(1)和阴极室(2)之间通过质子交换膜(6)分隔开，恒温装置(3)设置在阳极室(1)和阴极室(2)的上方并伸入阳极室(1)和阴极室(2)的内部，磁力搅拌装置(5)的固定装置设置在阳极室(1)和阴极室(2)的下方，磁力搅拌装置(5)的搅拌转子分别设置在阳极室(1)和阴极室(2)内部，阳极室(1)上表面设有阳极加样孔(7)，与自动采样/混样装置(4)相连，阳极室(1)左侧面设有阳极排液装置(11)，阳极室(1)内部设有阳极电极(9)，阴极室(2)上表面设有阴极加样孔(8)，阴极室(2)右侧面设有阴极排液装置(12)，阴极室(2)内部设有阴极电极(10)；所述电子装置(B)包含信号放大系统(13)、数字稳压系统(14)、AD转换系统(15)、MCU微控制系统(16)、输出输入设备(17)；数字稳压系统(14)分别与信号放大系统(13)和MCU微控制系统(16)电连接，信号放大系统(13)的输入端负极通过导线与阳极电极(9)一端相连，输入端正极通过导线与阴极电极(10)一端相连，信号放大系统(13)的输出端与AD转换系统(15)的输入端相连，MCU微控制系统(16)分别与AD转换系统(15)的输出端、阳极排液装置(11)、自动采样/混样装置(4)和输出输入设备(17)连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥锴，张骁，陈正军，王绪国，邵天一，武奇，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：新型
国别省市：甘肃;62