一种用于水样预处理的便携式加热消解仪及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种用于水样预处理的便携式加热消解仪及其使用方法，它涉及环境监测技术领域。使用时，通过电源转接线将消解仪与锂电池连接，打开电池开关，首先调节自动升降压电源模块的输出电压调节旋钮，按复位按钮和暂停按钮，设定工作时间；再取待测水样于玻璃管，加入消解剂，将顶空瓶盖旋紧，插入加热器的消解管插槽，打开加热器开关，加热器指示灯亮，再按复位按钮，当时间继电器到达设定时间，水样消解完毕。本发明专利技术制造工艺简单，采用外接大容量低压锂电池供电，安全方便，且每个加热器均可独立工作，节能、高效，操作简单，可随时随地使用，适合总氮、总磷、重金属、TOC、COD、尿素等水样的野外和现场快速加热消解处理。

A portable heating digestion instrument for water sample pretreatment and its application

The invention discloses a portable heating digestion instrument for water sample pretreatment and its use method, which relates to the technical field of environmental monitoring. When in use, the power supply switching line digestion instrument connected with the lithium battery, the battery switch open, first adjust the output voltage of the power supply module automatic lifting pressure regulating knob, press the reset button and pause button, set the working time; take a water sample in the glass tube, adding digesting agent, the headspace burnt into digestion heater tube socket, turn on the heater heater switch, indicator light, and then press the reset button, when the time relay reaches the set time, after digestion of water samples. The invention has the advantages of simple manufacturing process, using external high-capacity lithium battery low voltage power supply, safe and convenient, and each heater can work independently, energy saving and high efficiency, simple operation, can be used whenever and wherever possible, for total nitrogen, total phosphorus, heavy metals, TOC, COD and urea water field and on-site rapid heating digestion.

【技术实现步骤摘要】
一种用于水样预处理的便携式加热消解仪及其使用方法
本专利技术涉及的是环境监测
，具体涉及一种用于水样预处理的便携式加热消解仪及其使用方法。
技术介绍
长期以来，水质检测一直是环境监测工作的重中之重，尤其是总氮、总磷、重金属、总有机炭(TOC)、COD等常规指标的检测对地面水、污水等日常环境管理更为频繁、重要。由于各种样品组成差别大，成分复杂，往往须经过必要的消解处理排除干扰或反应转化。水样消解方法主要有加热氧化法、微波法、光催化法等，实验室常规采用高压灭菌锅消解总氮、总磷水样，保持温度在120-124℃，消解30分钟，操作过程复杂，设备笨重。如郭姿珠等将利用水热反应釜在电热干燥箱加热方法进行总氮样品的消解，温度125℃，加热30min(郭姿珠，邓飞跃，雍伏曾，水中总氮测定方法的改进，中国给水排水，2007，(22)：82)。便携式哈希数字消解器，配合专用消解试剂包用于总氮样品的消解，消解温度105℃，消解30min(于佳冉，杜乐，尚伊娜，两种总氮测定方法的比较及分析，环境与发展，2017，(3)：190)，须在室内操作、使用。使用臭氧发生器和紫外灯协同作用产生羟基自由基(·OH)将含磷、含氮化合物氧化成高价正磷酸盐和硝酸盐，消解时间25min(丁明军，杨慧中，水中总磷和总氮含量的离子色谱测定法，分析化学，2012，(3)：381)，设备体积大，操作复杂。蒲清三等利用COD快速消解法研究了地表水体中的总氮的测定(蒲清三，张祝豪，史硕等，COD快速消解法测定地表水体中的总氮，三峡生态环境监测，2017，(1)：58)，消解时间1h，相对误差±0.57%，加标回收率为96.75%-103.98%。地面水和污水重金属检测必须经过消解处理氧化分解有机物，消解剂一般使用混合强酸，采用电热板加热蒸干再酸溶的方法，处理装置简单，但设备重，热效率低，加热时间长，需要在实验室内进行，能源浪费严重。COD检测样品处理通常采用加热回流法，往往工作两小时以上，韦小玲等利用微波消解方法研究了废水中COD的测定(韦小玲，龚琦，吕恒毅等，微波消解法快速测定废水COD，工业水处理,2007，(9)：66)，结果良好。近年来，快速消解方法研究方兴未艾(HJ/T399-2007)(郭东风，快速消解分光光度法测定工业废水COD试剂探讨，广东化工，2014，(15)：254)，各种各样的快速消解仪应运而生，加热时间15-30分钟，多个消解孔同时工作，COD检测结果与标准方法有一定的一致性。以上COD常规消解法和快速消解法都必须在实验室内进行，消解孔不能独立工作，能耗大。TOC样品前处理方式包括湿式氧化法和燃烧氧化法，都是将有机物转化为二氧化碳，湿式法有加热氧化、UV-过硫酸盐氧化(齐文启，孙宗光，陈伟军等，总有机碳及其自动在线监测仪的研制，现代科学仪器，2005，(6)：27)和羟基自由基氧化(杨丹，潘建明，总有机碳分析技术的研究现状及进展，浙江师范大学学报(自然科学版)，2008，(4)：441)，配备专门的氧化处理装置收集CO2，再通过非分散红外仪检测，设备复杂，仪器昂贵，均须在室内操作。显然，以上高耗能、操作复杂、或设备笨重、消解时间长等样品处理设备和方法无法满足野外或现场快速分析检测的需要。基于《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》环境领域中优先主题“全球环境变化监测与对策”中指出“重点研究开发大尺度环境变化准确监测技术”的宏观要求，并且依据《国家环境保护“十一五”科技发展规划》中“加强现代采、制样技术和现代环境监测分析技术“研究内容，开发便携式水样加热消解装置及其使用方法尤为必要。
技术实现思路
针对现有技术上存在的不足，本专利技术目的是在于提供一种用于水样预处理的便携式加热消解仪及其使用方法，结构设计合理，制造工艺简单，体积小、重量轻，随时随地使用，安全方便，节能高效，操作简便快速，适合于野外和现场使用，实用性强，易于推广使用。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种用于水样预处理的便携式加热消解仪，包括外壳、消解管和安装在外壳内部的控制电路，所述控制电路由电源插座、复位按钮、时间继电器、暂停按钮、自动升降压电源模块、加热器开关、加热器指示灯、加热器电源插头和加热器组成，自动升降压电源模块的输入端通过第三电源线与电源插座相接，自动升降压电源模块的输出端通过第二电源线与时间继电器的输入端相连，自动升降压电源模块上设置有输出电压调节旋钮，所述复位按钮、暂停按钮与时间继电器对应的接线柱相接，加热器指示灯与加热器电源插头的并联电路和加热器开关串联组成一个加热单元，2-8个加热单元并联通过第一电源线接入时间继电器的输出端，加热器通过加热器插槽插接安装在外壳的顶面板上，加热器中插接有消解管，所述外壳侧面设置有多个第一散热孔、第二散热孔。作为优选，所述的加热器为插拔式结构，加热器由硅胶套管、消解管插槽、加热膜、加热器电源插座组成，加热器电源插座通过第四电源线与加热膜连接，加热器电源插座与加热器电源插头嵌合连接，所述加热膜紧贴消解管插槽内壁放置，加热器电源插座穿过并固定在消解管插槽底中心位置，所述消解管插接在消解管插槽中。作为优选，所述的消解管包括有玻璃管、顶空瓶盖、硅胶垫片，玻璃管上旋接有顶空瓶盖，顶空瓶盖表面设置有硅胶垫片，所述玻璃管采用上粗下细的耐高温螺口玻璃管，玻璃管容量为20-50ml，所述顶空瓶盖的顶空孔径为5-15mm，所述硅胶垫片的中心位置扎有2-8个针孔。作为预选，所述的加热器插槽为2-8个相同结构的插槽结构，每个加热器插槽与外壳形成一体式结构，所述加热器电源插头穿过并固定在加热器插槽的底部中心位置。作为优选，所述的电源插座通过电源转接线与外置的锂电池连接，电源插座与锂电池连接的电源转接线线路上设置有电池开关，锂电池的充电电压为110-220V、输出电压为5-24V、输出电流为5-15A，电池容量为10-80Ah。作为优选，所述的自动升降压电源模块的输入电压为10-32V，输出电压为10-60V，输出电流为5-10A，工作温度为-40至+85℃。作为优选，所述的加热膜采用聚酰亚胺膜，工作电压为10-36V，功率5-40W。作为优选，所述的时间继电器、自动升降压电源模块、第一电源线、第二电源线、第三电源线均固定在仪器外壳的内部空间，所述的电源插座、复位按钮、暂停按钮、加热器开关、加热器指示灯均安装固定在仪器顶面板上。一种用于水样预处理的便携式加热消解仪的使用方法，其方法为：通过电源转接线将消解仪与锂电池连接，打开电池开关，首先调节自动升降压电源模块的输出电压调节旋钮，使输出电压为12-36V，按复位按钮和暂停按钮，设定工作时间10-60min；再取5-10ml待测水样于玻璃管，加入消解剂，将顶空瓶盖旋紧，插入加热器的消解管插槽，打开加热器开关，加热器指示灯亮，再按复位按钮，当时间继电器到达设定时间，水样消解完毕。作为优选，所述的待测水样为地面水、地下水、海水、污水、生产和生活用水，所述消解剂根据不同待测物的消解条件选择，均可由市场购置。本专利技术的有益效果：仪器结构设计巧妙，操作简单快速，适合于野外和现场使用，可同时满足总氮、总磷、重金属、TOC、COD、尿素等多种组分水样的野外或现场加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水样预处理的便携式加热消解仪，其特征在于，包括外壳(4)、消解管和安装在外壳(4)内部的控制电路，所述控制电路由电源插座(5)、复位按钮(6)、时间继电器(7)、暂停按钮(8)、自动升降压电源模块(18)、加热器开关(13)、加热器指示灯(14)、加热器电源插头(16)和加热器(11)组成，自动升降压电源模块(18)的输入端通过第三电源线(20)与电源插座(5)相接，自动升降压电源模块(18)的输出端通过第二电源线(17)与时间继电器(7)的输入端相连，自动升降压电源模块(18)上设置有输出电压调节旋钮(19)，所述复位按钮(6)、暂停按钮(8)与时间继电器(7)对应的接线柱相接，加热器指示灯(14)与加热器电源插头(16)的并联电路和加热器开关(13)串联组成一个加热单元，2‑8个加热单元并联通过第一电源线(9)接入时间继电器(7)的输出端，加热器(11)通过加热器插槽(15)插接安装在外壳(4)的顶面板上，加热器(11)中插接有消解管，所述外壳(4)侧面设置有多个第一散热孔(10)、第二散热孔(12)。

【技术特征摘要】
1.一种用于水样预处理的便携式加热消解仪，其特征在于，包括外壳(4)、消解管和安装在外壳(4)内部的控制电路，所述控制电路由电源插座(5)、复位按钮(6)、时间继电器(7)、暂停按钮(8)、自动升降压电源模块(18)、加热器开关(13)、加热器指示灯(14)、加热器电源插头(16)和加热器(11)组成，自动升降压电源模块(18)的输入端通过第三电源线(20)与电源插座(5)相接，自动升降压电源模块(18)的输出端通过第二电源线(17)与时间继电器(7)的输入端相连，自动升降压电源模块(18)上设置有输出电压调节旋钮(19)，所述复位按钮(6)、暂停按钮(8)与时间继电器(7)对应的接线柱相接，加热器指示灯(14)与加热器电源插头(16)的并联电路和加热器开关(13)串联组成一个加热单元，2-8个加热单元并联通过第一电源线(9)接入时间继电器(7)的输出端，加热器(11)通过加热器插槽(15)插接安装在外壳(4)的顶面板上，加热器(11)中插接有消解管，所述外壳(4)侧面设置有多个第一散热孔(10)、第二散热孔(12)。2.根据权利要求1所述的一种用于水样预处理的便携式加热消解仪，其特征在于，所述的时间继电器(7)、自动升降压电源模块(18)、第一电源线(9)、第二电源线(17)、第三电源线(20)均固定在仪器外壳(4)的内部空间，所述的电源插座(5)、复位按钮(6)、暂停按钮(8)、加热器开关(13)、加热器指示灯(14)均安装固定在仪器顶面板上。3.根据权利要求1所述的一种用于水样预处理的便携式加热消解仪，其特征在于，所述的加热器插槽(15)设置有2-8个，每个相同结构的加热器插槽(15)与外壳(4)为一体式结构，所述加热器电源插头(1)穿过并固定在加热器插槽(15)的底部中心位置。4.根据权利要求1所述的一种用于水样预处理的便携式加热消解仪，其特征在于，所述的加热器(11)为插拔式结构，加热器(11)由硅胶套管(21)、消解管插槽(22)、加热膜(23)、加热器电源插座(25)组成，加热器电源插座(25)通过第四电源线(24)与加热膜(23)连接，加热器电源插座(25)与加热器电源插头(16)嵌合连接，所述加热膜(23)紧贴消解管插槽(22)内壁放置，加热器电源插座(25...

【专利技术属性】
技术研发人员：郜洪文，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31