一种扩大在线水质检测量程的水样稀释系统和方法技术方案

本发明专利技术属于水质检测分析技术领域，公开了一种扩大在线水质检测量程的水样稀释系统和方法，包括溢流瓶、采样泵、稀释水泵、三通、混合单元、混合泵和控制单元；通过控制采样泵和稀释水泵运行时间实现按比例稀释水样，然后通过混合泵混合水样，测定结束后排放混合水样，当按一定倍数稀释后所测结果依然超出检出限，则系统自动扩大稀释倍数。本发明专利技术水样稀释倍数为几倍到几十倍，实现了在线对高浓度水样的快速、精确稀释，扩大了在线水质检测量程，自动切换稀释倍数，人工干预少，自动化程度高。

【技术实现步骤摘要】
一种扩大在线水质检测量程的水样稀释系统和方法
本专利技术属于水质检测分析
，具体的说，是涉及一种适用于在线分析高浓度水质指标的水样稀释系统和方法。
技术介绍
由于水质检测分析方法测定范围的局限性，致使水质在线检测仪表测定范围受限，然而，所测水样水质指标多变，特别是污水成分复杂，水质指标浓度较大，现有的大部分水质在线检测仪表在一定程度上不能满足需要。由于技术限制不能对高浓度水样的水质指标直接进行测定，常规的方式是利用稀释设备将所测高浓度水样进行稀释，即根据稀释倍数，精确量取一定量的高浓度水样，再精确量取一定量的蒸馏水进行混合，使其浓度降低至仪表检出限范围内，专利技术专利CN102778383B公布了一种溶液自动稀释设备，该设备作为液体分析前的预处理单元，将水样和稀释水分别注入稀释容器中，混合均匀后再抽取混合后的水样进行测定，这种方式需要大量的稀释水，并且增加了水质分析测定周期，步骤繁琐。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种扩大在线水质检测量程的水样稀释系统和方法，实现了在线对高浓度水样的快速、精确稀释，扩大了在线水质检测量程，自动切换稀释倍数，人工干预少，自动化程度高。本专利技术通过以下的技术方案予以实现：一种扩大在线水质检测量程的水样稀释系统，包括溢流瓶、采样泵、稀释水泵、三通、混合单元、混合泵和控制单元；所述溢流瓶贮存待检测水样，所述采样泵的进口连接所述溢流瓶的出口，所述采样泵的出口与所述稀释水泵的出口分别与所述三通的两个进口连接，所述三通的出口连接所述混合单元的进口，所述混合单元的出口连接所述混合泵的进口，所述混合泵的出口和所述溢流瓶的溢流口均连接喇叭口排水管，所述混合泵用于混合和排放稀释水样；所述混合单元中的稀释水样由在线水质仪表进行在线检测；所述控制单元通过数据线缆与所述采样泵、所述稀释水泵、所述混合泵连接；所述控制单元分别控制所述采样泵、所述稀释水泵的开启、关闭和运行时间；所述控制单元控制所述混合泵正转和反转的开启、关闭，并控制所述混合泵正转和反转的运行时间；所述控制单元与所述在线水质仪表连接，所述控制单元向所述在线水质仪表发出检测信号，使所述在线水质仪表测定所述混合单元的水样浓度；所述控制单元采集所述在线水质仪表所测定的水样浓度，与所述控制单元所设定的在线水质仪表检出限范围相比较作出判断，并根据判断结果控制所述采样泵、所述稀释水泵的运行时间。所述混合泵通过鼓泡方式对所述混合单元中的稀释水样进行混合。所述采样泵和所述稀释水泵均采用流量范围在0～160ml/min、精度在5‰以上的蠕动泵。所述混合泵采用流量范围在0～250ml/min、精度在5％以上的蠕动泵。所述采样泵、所述稀释水泵、所述混合泵均采用步进电机驱动，三者各自的步进电机分别通过步进电机控制器与所述控制单元连接。一种利用上述扩大在线水质检测量程的水样稀释系统的水样稀释方法，包括如下步骤：(1)所述控制单元控制所述采样泵运行a秒，使水样通过所述三通进入所述混合单元；(2)所述控制单元向所述在线水质仪表发出检测信号，使所述在线水质仪表测定所述混合单元中的水样浓度；(3)所述控制单元控制所述混合泵开启排液功能，所述混合泵排出所述混合单元中的水样；(4)所述控制单元采集所述在线水质仪表所测定的水样浓度，并判断水样浓度是否在所述控制单元设定的在线水质仪表检出限[0，F]内；若水样浓度在在线水质仪表检出限[0，F]内，则执行步骤(1)；若水样浓度超出在线水质仪表检出限[0，F]，即执行步骤(5)；(5)所述控制单元控制所述采样泵运行am秒，使水样通过所述三通进入所述混合单元；(6)所述控制单元控制所述稀释水泵运行bm秒，使稀释水通过所述三通进入所述混合单元；a、am、bm满足如下关系式：其中，a为步骤(1)的所述采样泵的运行时间，am为步骤(5)的所述采样泵的运行时间，Q1为所述采样泵的流量，bm为步骤(6)的所述稀释水泵的运行时间，Q2为所述稀释水泵的流量；nm为稀释倍数，取n0＝1；m的起始值为1，当m＝1时，n1＝5；当m≥2时，nm＝2nm-1；(7)所述控制单元控制所述混合泵开启混合功能c秒，通过鼓泡方式对所述混合单元中的水样和稀释水进行混合；(8)所述控制单元控制所述混合泵等待d秒，同时所述控制单元向所述在线水质仪表发出检测信号，使所述在线水质仪表测定所述混合单元中的稀释水样浓度；(9)所述在线水质仪表测定结束后，所述控制单元控制所述混合泵开启排液功能，所述混合泵排出所述混合单元中的稀释水样；(10)所述控制单元采集所述在线水质仪表所测定的稀释水样浓度，并与所述控制单元所设定的在线水质仪表检出限范围相比较，根据比较结果分为以下三种情况：A.若所述控制单元判断稀释水样浓度超出在线水质仪表检出限[0，F]，系统自动继续稀释水样，令m＝m+1，执行步骤(5)；B.若所述控制单元判断稀释水样浓度在[F*(nm-1/nm),F]范围内，令m＝m，执行步骤(5)；C.若所述控制单元判断稀释水样浓度在[0,F*(nm-1/nm))范围内，当m≥2时，令m＝m-1，执行步骤(5)；当m＝1时，执行步骤(1)。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用在线稀释，即稀释操作为在线水质仪表检测水质指标的步骤之一；起始水样检测时，水样泵入固定容积的混合单元，当检测值在仪表设定检出限范围内时不进行稀释步骤；当检测值超出仪表设定检出限时，根据控制单元的设定对水样扩大倍数稀释，此时水样和稀释水共同泵入固定容积的混合单元，混合完成后控制单元指令仪表对稀释水样进行检测，根据检测结果进一步调整稀释倍数；在线稀释大大提高了高浓度水样水质检测的自动化程度，减少人工干预，效率高。在此基础上，本专利技术实现了自动控制，通过控制单元控制采样泵、稀释水泵的运行时间来控制稀释倍数；该专利技术稀释倍数从几倍到几十倍，亦即将在线水质仪表的检出限扩大了数十倍，使其检测量程大幅度提高；对比来讲，一些稀释方法作为在线水质仪表的前处理，需要设置一个含有溢流口的单独稀释设备，对水样进行稀释后再取其中一小部分混合液进行检测，实现稀释液实时混合的目的，这样便有一部分混合液流失，浪费大量的稀释水；而本专利技术无需另外增加稀释单元，混合单元即作为仪表的检测单元，无论稀释与否，检测水样量均为混合单元的容积，因此大大减少了稀释水的用量，同时也减少了仪表测定水样水质指标的步骤。另外，本专利技术的混合泵既用于通过鼓泡方式稀释水样和稀释水样，又用于排放结束废液，减少了设备成本，并且相比传统使用夹管阀排放废液容易出现排放管破损的问题，该专利技术采用混合泵排放废液在一定程度上解决了实际使用过程中寿命较短的问题。附图说明图1是本专利技术所提供的水样稀释系统的结构示意图；图2是本专利技术所提供的水样稀释方法的控制流程图。上述图中：1、溢流瓶；2、溢流口；3、采样泵；4、稀释水泵；5、三通；6、混合单元；7、混合泵；8、喇叭口排水管；9、控制单元；10、数据线缆。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：如图1所示，本实施例提供了一种扩大在线水质检测量程的水样稀释系统，水样稀释倍数可达几倍到几十倍，主要包括溢流瓶1、采样泵3、稀释水泵4、三通5、混合单元6、混合泵7和控制单元9。溢流瓶1贮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扩大在线水质检测量程的水样稀释系统，其特征在于，包括溢流瓶、采样泵、稀释水泵、三通、混合单元、混合泵和控制单元；所述溢流瓶贮存待检测水样，所述采样泵的进口连接所述溢流瓶的出口，所述采样泵的出口与所述稀释水泵的出口分别与所述三通的两个进口连接，所述三通的出口连接所述混合单元的进口，所述混合单元的出口连接所述混合泵的进口，所述混合泵的出口和所述溢流瓶的溢流口均连接喇叭口排水管，所述混合泵用于混合和排放稀释水样；所述混合单元中的稀释水样由在线水质仪表进行在线检测；所述控制单元通过数据线缆与所述采样泵、所述稀释水泵、所述混合泵连接；所述控制单元分别控制所述采样泵、所述稀释水泵的开启、关闭和运行时间；所述控制单元控制所述混合泵正转和反转的开启、关闭，并控制所述混合泵正转和反转的运行时间；所述控制单元与所述在线水质仪表连接，所述控制单元向所述在线水质仪表发出检测信号，使所述在线水质仪表测定所述混合单元的水样浓度；所述控制单元采集所述在线水质仪表所测定的水样浓度，与所述控制单元所设定的在线水质仪表检出限范围相比较作出判断，并根据判断结果控制所述采样泵、所述稀释水泵的运行时间。

【技术特征摘要】
1.一种扩大在线水质检测量程的水样稀释系统，其特征在于，包括溢流瓶、采样泵、稀释水泵、三通、混合单元、混合泵和控制单元；所述溢流瓶贮存待检测水样，所述采样泵的进口连接所述溢流瓶的出口，所述采样泵的出口与所述稀释水泵的出口分别与所述三通的两个进口连接，所述三通的出口连接所述混合单元的进口，所述混合单元的出口连接所述混合泵的进口，所述混合泵的出口和所述溢流瓶的溢流口均连接喇叭口排水管，所述混合泵用于混合和排放稀释水样；所述混合单元中的稀释水样由在线水质仪表进行在线检测；所述控制单元通过数据线缆与所述采样泵、所述稀释水泵、所述混合泵连接；所述控制单元分别控制所述采样泵、所述稀释水泵的开启、关闭和运行时间；所述控制单元控制所述混合泵正转和反转的开启、关闭，并控制所述混合泵正转和反转的运行时间；所述控制单元与所述在线水质仪表连接，所述控制单元向所述在线水质仪表发出检测信号，使所述在线水质仪表测定所述混合单元的水样浓度；所述控制单元采集所述在线水质仪表所测定的水样浓度，与所述控制单元所设定的在线水质仪表检出限范围相比较作出判断，并根据判断结果控制所述采样泵、所述稀释水泵的运行时间。2.根据权利要求1所述的一种扩大在线水质检测量程的水样稀释系统，其特征在于，所述混合泵通过鼓泡方式对所述混合单元中的稀释水样进行混合。3.根据权利要求1所述的一种扩大在线水质检测量程的水样稀释系统，其特征在于，所述采样泵和所述稀释水泵均采用流量范围在0～160ml/min、精度在5‰以上的蠕动泵。4.根据权利要求1所述的一种扩大在线水质检测量程的水样稀释系统，其特征在于，所述混合泵采用流量范围在0～250ml/min、精度在5％以上的蠕动泵。5.根据权利要求1所述的一种扩大在线水质检测量程的水样稀释系统，其特征在于，所述采样泵、所述稀释水泵、所述混合泵均采用步进电机驱动，三者各自的步进电机分别通过步进电机控制器与所述控制单元连接。6.一种利用如权利要求1-5中任一项所述扩大在线水质检测量程的水样稀释系统的水样稀释方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)所述控制单元控制所述采样泵运行a秒，使水样通过所述三通进入所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建坤，王健，许金明，张甜甜，蒋红超，曹堃，
申请(专利权)人：天津市华宇膜技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12