一种微型痕量水质在线监测仪制造技术

本发明专利技术公开了一种微型痕量水质在线监测仪，升降台与主体支架同轴对齐布置；各个试剂瓶通过外圈凸台并排扣在升降台上，探针与试剂瓶相对应；光源、检测管和温度传感器通过螺纹与消解分光光度测定模块两侧的螺孔连接；旋转电机轴控制升降台绕旋转电机轴旋转，升降电机轴与传动齿轮连接，传动齿轮与传动齿条相啮合，通过升降电机轴控制升降台的升降运动。本发明专利技术利用探针技术测定痕量元素在试样中的浓度，并且采用探针固定，升降台转动取液的方式，提高了空间利用率；采用圆柱立式安装固定方便，侧壁采用旋转内壁门外壁门，既方便放置试剂瓶又方便维修；升降台，实现试剂的升降旋转，提高空间利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种微型痕量水质在线监测仪
本专利技术涉及一种微型痕量水质监测设备，尤其涉及紫外分光光度法对多种水质参数进行定性和定量分析，机械结构力求轻巧、美观、高利用率属于水质监测

技术介绍
水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)及各种各样的工业排水等。主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。目前我国水质监测仪器仪表行业仍存在技术水平低，开发能力弱的问题，主要表现：产品可靠性、稳定性的问题较突出；行业科技基础薄弱，自主开发创新能力较差，高档产品几乎被国外产品占领，特别是大型精密仪器、成套项目中的核心控制系统及技术进口依赖性较严重。另外，水质监测设备行业是比较特殊的行业，其特殊性在于它和国家的政策、重视程度密切相关。对于供水企业来说投入水质监测设备必然增加成本，因此中小企业一般不愿意主动投入巨资购买水质监测设备。近几年，水质在线监测设备将供不应求；这种现象不仅水利领域，而且在环保领域也尤为明显。现阶段，国外很多国家都已使用水质自动检测技术，我国在水质自动检测站的建设方面也有了很大的进展，但是由于各种客观因素的原因，使得水质自动快速检测技术还没有在全国范围内推广使用。目前水质监测设备主要形式分为两种：1、站房式，2、浮漂式，这两种形式各有利弊，首先站房式测试点固定，维修操作空间大；浮漂式体积小，更加便携，节省人力物力财力，而且测试点可以多样化，使得利用率和效率得到提高，但是数据传输目前突破不了大容量传输、同时数据传输有小于1min的延时，实现不了高精度的数据实时传输再加上浮标上的传感器依赖进口。现今较为普遍的的试剂法监测仪体积太大，维护成本又太高，安装和固定难度高，运输不便。使用的化学试剂量太大同时保存不便，需要定期更换，检测过程耗时长且复杂。因此研制体积小、成本低、测量精度高、无污染、便于维护的设备具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提供一种基于紫外分光光度法检测多种水质参数的检测仪结构设计，为水质参数监测提供一种更加合理的结构思路，应用于总磷、总氮、氨氮、高锰酸盐等水质参数监测，其显著优点在于体积更小、空间利用率高、安装固定方便、集成度高、效率高、使用样品及试剂量少、成本更低等优点。基于阀岛体系，采用微控技术电磁阀组和微型蠕动泵，克服了流体及显色反应控制装置体积庞大和功耗大的问题，本专利技术利用探针技术测定痕量元素在试样中的浓度，并且采用探针固定，置液盘转动取液的方式，提高了空间利用率；体积小方便运输，因此适合现场分析。材料选择：因为钛合金加工难度太大；铝合金：密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材；不锈钢：耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差故最终选择铝合金为加工材料目前常规检测方法：1、全光谱分析法：光谱覆盖范围大但是监测预警范围有限，无法给出综合有害程度，成本太高。2、电极法：精度高但是设备发展水平低，依赖进口。3、微试剂法：很好的可靠性和敏感度，能够精确的定性、定量评价水环和饮用水安全，监测数据得到环境部认可。本专利技术利用试剂消解反应和紫外分光光度技术分析测定痕量元素在试样中的总浓度，对物质选定区域进行包括成分、含量和分布在内的微区分析。一种微型痕量水质在线监测仪的结构：系统的设计总体思路是为了保证参数检测以及检测的快速性、稳定性、准确性所以，控制与信号处理系统是实现水质参数检测仪顺序检测的核心，对流路进样控制，样品化学前处理的控制，蠕动泵控制、超声辅助消解控制及加热控制，清洗控制和样品反应体系、紫外分光光度法的信号处理是实现仪器精确检测的关键；LCD人机交互数据输入和显示模块、高精度微型蠕动泵和电磁阀的控制、数据存储以及GPRS数据发送模块。本专利技术采用的技术方案为一种微型痕量水质在线监测仪，把手(21)通过螺钉(20)与主体支架(2)上的螺孔进行连接；内壁门(25)与主体支架(2)之间，以及外壁门(26)与主体支架(2)之间通过两个同心但直径不同的轨道槽结构进行连接，实现内壁门(25)和外壁门(26)的旋转开闭运动；探针(4)、阀岛系统(8)、蠕动泵(6)、计量管(7)、电磁阀(9)、消解分光光度模块(10)、废液桶(17)之间顺次通过特氟龙管(19)进行液体传输；升降台(3)与主体支架(2)同轴对齐布置；各个试剂瓶(5)通过外圈凸台并排扣在升降台(3)上，探针(4)与试剂瓶(5)相对应；光源(11)、检测管(12)和温度传感器(13)通过螺纹与消解分光光度(10)测定模块两侧的螺孔连接；旋转电机轴(24)控制升降台(3)绕旋转电机轴(24)旋转，升降电机轴(27)与传动齿轮(22)连接，传动齿轮(22)与传动齿条(23)相啮合，通过升降电机轴(27)控制升降台(3)的升降运动。电源模块(14)与数据分析模块(15)通过电源线(18)进行连接，数据分析模块(15)通过电源线(18)再分别为液晶显示模块(16)、消解分光光度测定模块(10)、探针(4)、蠕动泵(6)、电磁阀(9)、旋转电机和升降电机进行供电；阀岛系统(8)是由多个电控阀构成的控制元器件，它集成了信号输入/输出及信号的控制。内壁门(25)、外壁门(26)主体支架(2)、升降台(3)构成机械结构模块，机械结构模块构成检测仪的支撑骨架。数据分析模块(15)对信号进行滤波、放大、调制等处理并通过GPRS将数据上传给上位机；液晶屏显示模块(16)用以对监测的数据进行实时显示。与现有技术的对比，现有使用的试剂法监测仪体积过于庞大，维护成本高，安装和固定难度高，运输不便。使用的化学试剂有保存年限，需要定期更换，检测过程耗时长且复杂。微型痕量水质监测设备的显著优点在于：1、显著优点在于体积更小、空间利用率高、集成度高、效率高、使用样品及试剂量少、节约试剂成本更低等。2、基于阀岛体系，采用微控技术电磁阀组和微型蠕动泵，克服了流体及显色反应控制装置体积庞大和功耗大的问题3、本专利技术利用探针技术测定痕量元素在试样中的浓度，并且采用探针固定，升降台转动取液的方式，提高了空间利用率4、采用圆柱立式安装固定方便，侧壁采用旋转内壁门外壁门，既方便放置试剂瓶又方便维修5、升降台，实现试剂的升降旋转，提高空间利用率6、上层中间设有隔板，将电源、数据采集模块与试剂管路分开，实现水电分离，提高安全性能附图说明图1为本专利技术的流程图。图2.1、旋转升降台的结构图一。图2.2为旋转升降台的结构图二。图3.1为结构的背面示意图。图3.2为结构的俯视示意图。图3.3为结构的正面示意图。图4为壁门与主体支架装配示意图。图5为位整体装配图。具体实施方式1、整体微试剂采集过程：采用高精度微型蠕动泵、探针、阀岛体系相结合的方式通过计量管精密测量来完成微试剂采集。2、消解分光光度过程：不同的试剂经过采集过程进入消解分光光度测定模块完成消解反应，再用分光光度法进行测量。3、数据采集分析过程：分光光度法得到的光电信号经过放大调制电路再由一系列算法处理数据。4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型痕量水质在线监测仪，其特征在于：把手(21)通过螺钉(20)与主体支架(2)上的螺孔进行连接；内壁门(25)与主体支架(2)之间，以及外壁门(26)与主体支架(2)之间通过两个同心但直径不同的轨道槽结构进行连接，实现内壁门(25)和外壁门(26)的旋转开闭运动；探针(4)、阀岛系统(8)、蠕动泵(6)、计量管(7)、电磁阀(9)、消解分光光度模块(10)、废液桶(17)之间顺次通过特氟龙管(19)进行液体传输；升降台(3)与主体支架(2)同轴对齐布置；各个试剂瓶(5)通过外圈凸台并排扣在升降台(3)上，探针(4)与试剂瓶(5)相对应；光源(11)、检测管(12)和温度传感器(13)通过螺纹与消解分光光度(10)测定模块两侧的螺孔连接；旋转电机轴(24)控制升降台(3)绕旋转电机轴(24)旋转，升降电机轴(27)与传动齿轮(22)连接，传动齿轮(22)与传动齿条(23)相啮合，通过升降电机轴(27)控制升降台(3)的升降运动；电源模块(14)与数据分析模块(15)通过电源线(18)进行连接，数据分析模块(15)通过电源线(18)再分别为液晶显示模块(16)、消解分光光度测定模块(10)、探针(4)、蠕动泵(6)、电磁阀(9)、旋转电机和升降电机进行供电。...

【技术特征摘要】
1.一种微型痕量水质在线监测仪，其特征在于：把手(21)通过螺钉(20)与主体支架(2)上的螺孔进行连接；内壁门(25)与主体支架(2)之间，以及外壁门(26)与主体支架(2)之间通过两个同心但直径不同的轨道槽结构进行连接，实现内壁门(25)和外壁门(26)的旋转开闭运动；探针(4)、阀岛系统(8)、蠕动泵(6)、计量管(7)、电磁阀(9)、消解分光光度模块(10)、废液桶(17)之间顺次通过特氟龙管(19)进行液体传输；升降台(3)与主体支架(2)同轴对齐布置；各个试剂瓶(5)通过外圈凸台并排扣在升降台(3)上，探针(4)与试剂瓶(5)相对应；光源(11)、检测管(12)和温度传感器(13)通过螺纹与消解分光光度(10)测定模块两侧的螺孔连接；旋转电机轴(24)控制升降台(3)绕旋转电机轴(24)旋转，升降电机轴(27)与传动齿轮(22)连接，传动齿轮(22)与传动齿条(23)相啮合，通过升降电机轴(27)控制升降台(3)的升降运动；电源模块(14)与数据分析模块(15)通过电源线(18)进行连接，数据分析模块(15)通过电源线(18)再分别为液晶显示模块(16)、消解分光光度测定模块(10)、探针(4)、蠕动泵(6)、电磁阀(9)、旋转电机和升降电机进行供电。2.根据权利要求1所述的一种微型痕量水质在线监测仪，其特征在于：阀岛系统(8)是由多个电控阀构成的控制元器件，它集成了信号输入/输出及信号的控制。3.根据权利要求1所述的一种微型痕量水质在线监测仪，其特征在于：内壁门(25)、外壁门(26)主体支架(2)、升降台(3)构成机械结构模块，机械结构模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文，吕赫，张志永，罗学科，徐明刚，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11