一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置及监测方法，属于重金属废水在线监测领域。它包括检测单元、分析单元、进样单元和控制单元，待测污水样品依次流经进样单元和检测单元，分析单元对检测单元检测的信号进行分析，控制单元分别与进样单元、检测单元和分析单元电信号连接，还包括清洗单元，清洗单元与检测单元连通，用于清洗检测单元，进样单元中的粗过滤器、采样泵一和调压阀依次连接，X射线源照射在样品流通检测池上，荧光信号检测器接收样品流通检测池内发出的荧光光谱。它无需额外添加药剂，不会对环境产生二次污染，设备结构简单可靠，无需复杂的预处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及重金属废水在线监测领域，尤其涉及一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置及监测方法。
技术介绍
近年来，国内连续发生了多起重特大重金属污染事件。2012年1月，广西龙江河发生镉污染事件，严重威胁柳州市144万人的饮用水安全。随着《重金属污染综合防治“十二五”规划》的实施，我国重金属检测与监测仪器市场需求将大增。水体是重金属污染的重要载体，许多电力、电池、冶金等行业的企业废水中都含有重金属，是环境监测的重要关注点之一。从环境污染方面，重金属是指汞、镉、铅以及“类金属”砷等生物毒性显著的重金属。对人体毒害最大的有5种：铅、汞、砷、镉。这些重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物。基于以上原因，国家对工厂排污水中的重金属排放标准要求越来越严格，对重金属废水的在线监测设备的精度要求的也是越来越严格。但是目前在重金属废水的在线监测领域市场占有率最高的依然是传统的化学比色法，此方法存在以下缺陷：1）在检测之前加入了反应药剂和显色药剂、掩蔽药剂等，通过加入的各种药剂使待测水样显色，根据显色深浅的不同来折算成水中重金属的含量，属于间接监测，而且加入的各种药剂会随着废液排除，对环境造成二次污染；2）因为其检测原理的局限性，检测结果会受到被测水中的颗粒物、色度及其他元素等因素的影响，往往需要一定的预处理步骤进行过滤式取样，这样数据的准确性和代表性得不到保障；3）由于需要对每一种加入的反应药剂进行精确定量，往往会因为某些药剂的定量不准而造成检测误差，检测数据的稳定性得不到保障；4）由于每次采样量少，采样间隔时间长，检测数据可能没有代表性和实时性。目前国家对工厂排污水的要求越来越严格，但是目前市场占有率最高的传统的化学比色法在检测的同时因为加入了各种反应试剂而对环境造成二次污染，而且因为其原理的局限性检测结果会到被测水中的颗粒物色度及其他元素等因素的影响，往往需要一定的预处理步骤并且需要对每一种加入的反应药剂进行精确定量，数据的准确性得不到保障，采样量少数据可能没有代表性和实时性。中国专利技术专利，公开号：CN103105407A，公开号：2013.05.15，公开了一种测定液体样品中重金属的含量的方法，包括以下步骤：利用高分子膜对所述液体样品进行过滤，所述高分子膜对于所述重金属是不透的，以便使得所述液体样品中的重金属被截留在所述高分子膜上，并且获得附着重金属的高分子膜；利用X射线荧光光谱仪对所述附着重金属的高分子膜进行检测，以便获得X射线荧光光谱数据；以及基于所述X射线荧光光谱数据，确定所述液体样品中重金属的含量。利用该方法能够有效地对液体样品中的重金属进行测定。其不足之处在于：该专利不能直接检测废水中重金属含量，在检测之前需要在高分子膜上富集，结构复杂，而且需要在高分子膜无堵塞及其他异常的情况下使用，对待检水质要求严格，存在不可靠因素。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题针对现有技术的化学比色法在检测水中重金属含量所测得的数据缺乏准确性和代表性的问题，本专利技术提供了一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置及监测方法。它具有不间断实时采样、无需加入其他药剂，直接检测，结构简单易于维护等优点。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置，包括检测单元和分析单元，还包括进样单元和控制单元，待测污水样品依次流经进样单元和检测单元，分析单元对检测单元检测的信号进行分析，控制单元分别与进样单元、检测单元和分析单元电信号连接。通过上述装置，具有不间断实时采样、无需加入其他药剂，直接检测，结构简单易于维护等有点，实现了更加精确检测废水中重金属的含量。优选地，还包括清洗单元，清洗单元通过切换阀与检测单元连通，用于清洗检测单元。当设备工作一段时间需要清洗时，启动清洗程序，也可自动设定清洗间隔时间，实现自动化。优选地，进样单元包括粗过滤器、采样泵一和调压阀，粗过滤器、采样泵一和调压阀依次连接。预处理结构简单，没有复杂的定量装置，设备易于维护故障点少，间接保证了测试数据的稳定性和准确性。优选地，检测单元包括X射线源、样品流通检测池和荧光信号检测器，进样单元的待测水样进入样品流通检测池，X射线源照射样品流通检测池内的待测水样，荧光信号检测器接收样品流通检测池内发出的荧光光谱。抗干扰能力强，不受待测水样中颗粒物、浊度及其他元素的影响，测试数据的准确性可以保证。优选地，分析单元为信号处理运算单元，包括数据采集运算电路板、信号处理器和输入输出接口，荧光信号检测器的输出端与输入接口连接，输入接口、信号处理器和输出接口均设置在数据采集运算电路板上，信号处理器对输入接口输入的数据进行处理，处理后的数据通过输出接口发送给控制单元。优选地，控制单元包括系统控制单元、通讯单元、用户界面和网络平台，其中，通讯单元包括无线通讯单元，分析单元的输出接口发送来的数据一方面传输给用户界面并显示，另一方面将信号传输给无线通讯单元，然后无线通讯单元将数值通过无线通讯的方式传输至网络平台，供他人联网查看。优选地，还包括调压阀二，调压阀二的输入端与采样泵一的输出端和调压阀一的输入端均连通，调压阀二的输出端与待测水样连通。优选地，系统控制单元控制采样泵一、采样泵二和X射线源的启停，以及切换阀的切换，还包括对调压阀一和调压阀二的控制。一种基于X射线荧光技术污水重金属在线监测方法，其步骤为：A、构建以上所述的一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置控制单元按照系统设定程序，控制整套系统流路中各个泵阀的启停；B、当一个检测流程开始时，控制单元内的系统控制单元控制启动清洗单元，并控制切换阀切换到清洗单元的清洗流路，即系统控制单元控制采样泵二启动，采样泵二抽取清洗水样经过切换阀泵入到检测单元内，对整个检测单元的检测流路进行清洗，清洗完成后，系统控制单元控制采样泵二关闭；切换阀切换到清洗单元的清洗流路，采样泵二启动后，采样泵二抽取清洗水样，比如去离子水，或者蒸馏水，流经切换阀，进入检测单元的样品流通检测池内，对样品流通检测池进行清洗，对检测单元的检测流路清洗干净后，系统控制单元控制采样泵二关闭，同时控制切换阀切换到进样单元的待测水样流路；经过对检测单元的清洗防止上一次的检测结果影响本次的检测结果，保证检测水样不受上次的影响，进而保证检测的实时可靠性。C、系统控制单元调节切换阀切换到进样单元的待测水样流路，启动采样泵一，调节调压阀一，进样单元的待测水样经过粗过滤器过滤，去除水中清洗大颗粒物杂质，流经采样泵一，采样泵一为待测水样的流通提供动力，待测水样在待测水样流路中流通；D、待测水样流经调压阀一和切换阀，进入检测单元内的样品流通检测池内；待测水样流过调压阀一，调压阀一对待测水样进行压力和流量的调节，保证进入检测单元的待测水样的液体压力和流量恒定；E、与步骤D同时进行，系统控制单元调节调压阀二，调压阀二的输入端与采样泵一的输出端和调压阀一的输入端均连通，调压阀二的输出端与待测水样的检测池连通，多余的待测水样溢流进待测水样的检测池内，进一步保证提供给检测单元的样品流通检测池的待测水样的压力恒定；F、控制单元内的系统控制单元控制启动检测单元，即系统控制单元控制X射线源启动，X射线源照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置，包括检测单元和分析单元，其特征在于，还包括进样单元和控制单元，待测污水样品依次流经进样单元和检测单元，分析单元对检测单元检测的信号进行分析，控制单元分别与进样单元、检测单元和分析单元电信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置，包括检测单元和分析单元，其特征在于，还包括进样单元和控制单元，待测污水样品依次流经进样单元和检测单元，分析单元对检测单元检测的信号进行分析，控制单元分别与进样单元、检测单元和分析单元电信号连接。2.根据权利要求1所述的一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置，其特征在于，还包括清洗单元，清洗单元通过切换阀与检测单元连通。3.根据权利要求1所述的一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置，其特征在于，进样单元包括粗过滤器、采样泵一和调压阀一，粗过滤器、采样泵一和调压阀一依次连接。4.根据权利要求3所述的一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置，其特征在于，检测单元包括X射线源、样品流通检测池和荧光信号检测器，进样单元的待测水样进入样品流通检测池，X射线源照射样品流通检测池内的待测水样，荧光信号检测器接收样品流通检测池内发出的荧光光谱。5.根据权利要求2所述的一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置，其特征在于，分析单元为信号处理运算单元，包括数据采集运算电路板、信号处理器和输入输出接口，荧光信号检测器的输出端与输入接口连接，输入接口、信号处理器和输出接口均设置在数据采集运算电路板上，信号处理器对输入接口输入的数据进行处理，处理后的数据通过输出接口发送给控制单元。6.根据权利要求1所述的一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置，其特征在于，控制单元包括系统控制单元、通讯单元、用户界面和网络平台，其中，通讯单元包括无线通讯单元，分析单元的输出接口发送来的数据一方面传输给用户界面并显示，另一方面将信号传输给无线通讯单元，然后无线通讯单元将数值通过无线通讯的方式传输至网络平台，供他人联网查看。7.根据权利要求3所述的一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置，其特征在于，还包括调压阀二，调压阀二的输入端与采样泵一的输出端和调压阀一的输入端均连通，调压阀二的输出端与待测水样连通。8.根据权利要求6所述的一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置，其特征在于，系统控制单元控制采样泵一、采样泵二和X射线源的启停，以及切换阀的切换，还包括对调压阀一和调压阀二的控制。9.一种基于X射线荧光技术污水重金属在线监测方法，其特征在于：A、构建权利要求1所述的一种基于X射线荧光技术污水重金属在线检测装置，控制单元按照系统设定程序，控制整套系统流路中各个泵阀的启停；B、当一个检测流程开始时，控制单元内的系统控制单元控制启动清洗单元，并控制切换阀切换到清洗单元的清洗流路，即系统控制单元控制采样泵二启动，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慎，储岳喜，储岳海，嵇兵，何金保，陶晨，丁磊，王智慧，张娟，唐胜卫，
申请(专利权)人：马鞍山市桓泰环保设备有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34