一种智能化便携式氨氮检测仪制造技术

本发明专利技术涉及一种智能化便携式氨氮检测仪，属于氨氮检测设备领域。包括反应槽、蠕动泵、石英比色池、紫外光发生器、光密度检测装置、光电转换器件、电源、USB接口；所述反应槽、蠕动泵、石英比色池依次连通后，石英比色池再与反应槽连通，且石英比色池和反应槽之间设置有阀门；所述紫外光发生器和光密度检测装置分别设置在石英比色池的两侧；所述光电转换器件与光密度检测装置连接后再与USB接口连接，所述电源为各部件提供动力源。本发明专利技术能够将检测结果与智能终端对接，可从终端上直接查看数据，记录方便；同时，本发明专利技术的氨氮检测仪耗能低、使用方便，极大地降低了检测成本，可广泛应用于地表水、地下、生活污水和工业废水测定。

【技术实现步骤摘要】
一种智能化便携式氨氮检测仪
本专利技术属于氨氮检测设备领域，尤其涉及一种适于野外或偏远地区氨氮监测工作的便携式氨氮检测仪。
技术介绍
水环境恶化已经成为当今世界水资源的三大问题之一。随着工农业生产的发展、城镇的扩增、人口的增多，人类对水的需求量日益增加，同时也使废水排放量增加。未经处理的废水会使某些有害物质进入水体，引起天然水体发生物理和化学上的变化，使水质变坏，即水体受到污染。目前，富营养化已经成为全球水体污染的主要病症。其中，引起水体富营养化从而导致水中生态失衡的最根本因素之一就是氮元素的过量输入。与氮元素相关的水质指标有氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总氮等，水体中这些指标的超标均会引起水体富营养化。氨氮(NH3-N)是水体富营养化的重要因素，水中的氨氮以游离氨(NH3)和离子氨(NH4+)形式存在，是污染水处理中的主要去除对象。氨氮含量较高时，会对水体动物产生很强的神经性毒害，对人体也有不同程度的危害。例如：水体中的分子氨浓度过高时会使鱼虾产生毒血症，长期的氨浓度偏高则将影响水生物的生长繁殖，严重的将中毒至死，被人食用后会对人体产生刺激。国际上一般认为，总氨浓度为0.2mg·L-1是水体富营养化的发生浓度。我国的《地表水环境质量标准》也规定，地表水氨氮和总氮浓度的1类标准限值分别为0.15和0.2mg·L-1.由此可见，研究水体氮元素含量对控制水体富营养化进而平衡水质生态具有重大意义。根据国家标准GB/T18204.25-2000，采用纳氏试剂法检测氨氮含量，需先在比色管中反应十分钟，再用分光光度计检测吸光度值，实验操作步骤繁琐，且该反应操作仅能在室内进行，不方便野外水体检测。为此，人们研究了多种便于携带的氨氮检测装置。例如，中国技术专利201720093670.1公开了一种便携式氨氮离子浓度检测的传感器模组，该检测装置融合了光电探测技术和化学领域的知识，根据被检测氨氮离子与化学试剂反应生成胶状络合物的含量来判断氨氮离子在溶剂中的浓度，利用光电转换技术，将氨氮络合物对可见光的吸收量转化为电压信号，在经过CPU芯片对信号的模拟采集，分析和处理，最终将被测溶液中氨氮离子浓度的数值显示在液晶屏上，供操作者记录与分析。然而，该检测装置存在如下两个方面的问题，一是光源和检测器等核心部件太过简化，一般比色法检测氨氮含量时，单色(或称精确波长)光源的质量对检测结果影响很大，然而该装置的光源只是由一个中心波长454nm，带宽430nm到500nm的LED冷光源提供，未经透镜聚光、单色器分光处理，工艺技术略显粗糙，不知作者想采用那种方法检测氨氮含量(纳氏试剂法，入射光波长425纳米；靛酚蓝法，入射光波长697.5nm)，光源质量会很大程度上影响分析结果；检测器也未见信号放大组件，不知能否接受到透过光密度信号，这两大核心部件的过于简化的处理将导致检测结果的精确度和可信度。另一方面，该装置只是把各组件简化、紧凑化了，未见对被检测样品的相关处理技术，还是要在实验室里做相关生色反应，仪器的便携性有了，检测所用的化学试剂及药品未必便携。中国技术专利201720133853.1公开了一种便携式数字化水质快速检测箱，其具有电化学检测区和比色检测区和控制电路区，控制电路区设置在箱体的下半部分，与电化学检测区和比色检测区点连接进行电化学和比色检测，其可同时对水中砷、汞和镉及氟化物、氨氮、铁等进行快速检测。然而，该检测装置只是把水质监测的电化学监测和比色检测集成于一箱，想解决很多水质指标的检测，但装置只看到了指标检测时的共性问题，却忽视了每一种指标检测的特殊要求。例如比色检测，专利文件提到了可以检测氟化物、氨氮、铁等项目，却不告知每一种指标具体的检测方法，不具有可操作性，不仅每一个项目用到的生色反应不同，而且每一个项目的不同的入射光波长如何选择，该专利文件并未公开，也无从知晓。综上，现有的氨氮检测装置仍然存在操作繁琐、使用不便等一系列问题，因此，有必要研究一种新的氨氮检测装置，以期解决上述问题。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术旨在提供一种智能化便携式氨氮检测仪。本专利技术能够将检测结果与智能终端对接，可从终端上直接查看数据，记录方便；同时，本专利技术的氨氮检测仪检测便捷、耗能低，极大地降低了检测成本，可广泛应用于地表水、地下、生活污水和工业废水测定。本专利技术的目的之一是提供一种智能化便携式氨氮检测仪。本专利技术的目的之二是提供一种检测水体中氨氮的方法。本专利技术的目的之三是提供上述智能化便携式氨氮检测仪的应用。为实现上述专利技术目的，具体的，本专利技术公开了下述技术方案：首先，本专利技术公开一种智能化便携式氨氮检测仪，包括反应槽、蠕动泵、石英比色池、单色光发生器、光密度检测装置、模/数转换单元、数据传输单元、数据显示单元、电源等组件。所述反应槽、蠕动泵、石英比色池依次连通后，石英比色池再与反应槽连通，且石英比色池和反应槽之间设置有阀门，待测样品中的氨氮在反应槽中与纳氏试剂混合生色后，经蠕动泵输送到中石英比色池中被单色光发生器照射，检测结束后，打开阀门将待测样品排放干净。所述单色光发生器和光密度检测装置分别设置在石英比色池对应的两侧，所述单色光发生器的作用是产生特定波长的单色光(纳氏试剂法，425nm；靛酚蓝法，697.5nm)，对石英比色池中的显色样品进行照射，由于单色光波长和显色样品是通过互补色原理筛选得到的，显色样品对特定波长单色光的吸收比较敏感，吸光度或透射比可以反映显色样品中显色物质的浓度大小或含量多少。进一步地，所述单色光产生单元主要包括光源、透镜、狭缝、单色器等部件，所述光源发出的光依次经过透镜、狭缝、单色器后转换成单色光；然后对样品池中的溶液进行照射。进一步地，所述光密度检测装置主要包括光电管(例如，光敏二极管)、信号放大器等部件。所述光密度检测装置的作用是接收单色光透过比色池后的光信号，通过光电管把接收到的光信号转换成电信号，通过信号放大器放大后，再把电信号输出到模/数转换单元。所述光密度检测装置可以直接采用现成的分光光度计的光电检测暗盒部件，也可以通过购买市售的与常规紫外分光光度计上的相应器件同样功能的光电器件进行自组装。所述密度检测装置与模/数转换单元连接，所述数据传输单元、数据显示单元均与模/数转换单元连接，所述模/数转换单元、数据传输单元、数据显示单元的基本原理是：首先，模/数转换单元将光密度检测装置得到的光信号转换成电信号，然后通过数据传输单元传输到数据显示单元，最后按照吸光度或透射比的形式或者根据事先建立的标准工作曲线(参见国家标准GB/T18204.25-2000)，由数据显示单元算出待测样品中氨氮的浓度(或含量)数字，数据传输与显示单元再把模/数转换器的数字按照设定的方式输出到手机、平板电脑等智能终端上。一般地，光信号、电信号、数字信号的转换可通过常规的编程实现。所述数据传输单元的数据输出方式有WIFI无线输出、USB接口输出等形式，所述数据显示单元包括LED显示等，通过模/数转换单元转换成数字后的氨氮浓度可以在数据显示单元上显示，也可以通过数据传输单元传输到智能终端上后显示，或者两者同时显示，智能终端上可以显示所测样品的吸光度、透过率、透射比(透过和入射光强度比例)，也可以显示被测样品中的氨氮浓度、含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能化便携式氨氮检测仪，其特征在于：包括反应槽、蠕动泵、石英比色池、单色光发生器、光密度检测装置、模/数转换单元、数据传输单元、数据显示单元和电源；所述反应槽、蠕动泵、石英比色池依次连通后，石英比色池再与反应槽连通，且石英比色池和反应槽之间设置有阀门；所述单色光发生器和光密度检测装置分别设置在石英比色池对应的两侧；所述密度检测装置与模/数转换单元连接，所述数据传输单元、数据显示单元均与模/数转换单元连接；所述电源为蠕动泵、光密度检测装置、数据传输单元、数据显示单元提供工作动力。

【技术特征摘要】
1.一种智能化便携式氨氮检测仪，其特征在于：包括反应槽、蠕动泵、石英比色池、单色光发生器、光密度检测装置、模/数转换单元、数据传输单元、数据显示单元和电源；所述反应槽、蠕动泵、石英比色池依次连通后，石英比色池再与反应槽连通，且石英比色池和反应槽之间设置有阀门；所述单色光发生器和光密度检测装置分别设置在石英比色池对应的两侧；所述密度检测装置与模/数转换单元连接，所述数据传输单元、数据显示单元均与模/数转换单元连接；所述电源为蠕动泵、光密度检测装置、数据传输单元、数据显示单元提供工作动力。2.如权利要求1所述的智能化便携式氨氮检测仪，其特征在于：所述石英管比色池的中间段为立方体，两端为圆筒状，优选地，所述中间段的立方体尺寸为长宽高＝1cm×1cm×2cm；所述两端的圆筒状尺寸为Φ1-5mm×1cm。3.如权利要求1或2所述的智能化便携式氨氮检测仪，其特征在于：所述单色光产生单元包括光源、透镜、狭缝和单色器，所述光源发出的光依次经过透镜、狭缝、单色器后转换成单色光；或者，所述单色光发生器发出的单色光波长为425nm或697.5nm。4.如权利要求1或2所述的智能化便携式氨氮检测仪，其特征在于：所述光密度检测装置包括光电管、信号放大器，优选的，所述光电管为光敏二极管。5.如权利要求1或2所述的智能化便携式氨氮检测仪，其特征在于：所述数据传输单元的数据输出方式包括WIFI无线输出、USB接口输出；或者，所述数据显示单元包括LED显示；或者；所述反应槽的底部设置有排放口，所述排放口中设置有控制阀。6.如权利要求1所述的智能化便携式氨氮检测仪，其特征在于：所述反应槽由透明材料制成；优选地，所述反应槽的材质包括普通玻璃、石英玻璃或有机玻璃；优选地，所述反应槽的容积为50-120ml；优选地，所述反应槽的形状包括圆柱形、立方形或锥形；优选地，所述蠕动泵采用的驱动装置采用3V/6V/12V直流电机，流量范围为5.0-90ml/min；优选地，所述电源为可充电蓄电池，进一步优选为12V锂基充电电源。7.如权利要求1所述的智能化便携式氨氮检测仪，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张其坤，于丽平，刘宝良，李涵，王佳敏，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：山东,37