总碱度测量仪制造技术

总碱度测量仪，涉及一种水体总碱度测定设备。提供一种适用于环境监测和工业水处理的水体总碱度测量仪。设有水样进口、试剂泵、混合器、温度传感器、分光系统、二氧化碳去除装置、八通阀、试剂袋、定量环、废液出口、液体流通管路、控制电路和密封外壳。水样进口和废液出口设于外壳上；两个试剂泵进口分别接八通阀和试剂袋；混合器进口接试剂泵出口，温度传感器设于混合器内；分光系统由光源、流通池、分光元件和光电检测器组成，流通池入口接混合器出口；二氧化碳去除装置进口接流通池出口；试剂袋与试剂泵进口连接；定量环为一段环形管，定量环用于储存酸；控制电路与试剂泵、八通阀、温度传感器和分光系统连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水体总碱度测定设备，尤其是涉及一种适用于环境监测和工业水处理领 域，可高准确度、快速、原位或在线测定水体总碱度的设备。技术背景总碱度是指水中所含能与强酸起定量作用的物质总量，常用来评价水体的缓冲能力及金 属在其中的溶解性和毒性，是环境监测中重要的检测指标之一 (国家环境保护总局《水和废 水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法(第四版)，北京中国环境科学出版社，2002.120-126);在工业水处理领域，碱度是衡量循环冷却水和锅炉用水的质量指标之一，直 接关系到循环冷却水系统和锅炉的正常运行(1、曾建平.循环冷却水的总碱度及其计算.化工 时刊，2006， 20 (11): 8-10; 2、赵书尚，朱坚民，韩建海.锅炉水总碱度监控系统.仪表技术 与传感器，2005， 5， 13-15)。原位测定是指将分析仪器直接放置于被测介质中进行测定的过程，其优点在于无需采样 操作，测定可连续进行，且所测的对象处于原位状态，因此可获得更多、更准确的数据。原 位测定方法及仪器是分析测试领域中重要的研究方向。在环境监测和工业水处理领域，总碱度的测定通常采用酸碱指示剂滴定法和电位滴定法， 这些方法需要手工操作，费时费力，相对测定误差分别为0.75%和0.93%，且无法进行在线或 原位测定。pH值法又称单步(single-step)测定法，具有简单、快速的特点；其测定过程为 在水样中加入已知浓度的盐酸，酸化至pH值为3.5 4.0,用精密pH计测定溶液的pH值，然 后由所用水样的体积、加入盐酸的浓度和体积以及测定的pH值求出水样的总碱度(1、姬涨 巍，徐环，辛惠蓁等.海水中溶解无机碳DIC的分析方法.海洋湖沼通报，2002 (4) : 16-24; 2、 国家海洋局908专项办公室.海洋化学调查技术规程.北京海洋出版社，2006.11~13; 3、 Br eland J B, Byrne R H, Spectrophotometric procedures for determination of sea water alkalinity using bromocresol green, Deep-sea Research, 40(1993) 629-641; 4、 Roche M P, Millero F R, Measurement of total alkalinity of surface waters using a continuous flowing spectrophotometric technique, Marine Chemistry, 60(1998)85-94; 5、 Yao W， Byrne RH, Simplified seawater alkalinity analysis: use of linear array spectrometers. Deep-Sea Res. 45(1998) 1383—1392)。水的碱度主要来源于其中的碳酸盐和重碳酸盐，水样和酸反应会产生二氧化碳，在使用pH值法时二氧化碳 会影响pH值的测定，导致测定结果产生较大的误差。在准确度要求较高的场合，需要使用不 含二氧化碳的气体吹脱反应所产生的二氧化碳。由于吹脱过程需要使用气体，现有的基于pH 值法的总碱度测定方法和装置可以实现在线连续测定，但仪器结构复杂，无法进行原位测定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于环境监测和工业水处理的水体总碱度测量仪。本专利技术设有水样进口、试剂泵、混合器、温度传感器、分光系统、二氧化碳去除装置、 八通阀、试剂袋、定量环、废液出口、液体流通管路、控制电路和密封外壳。外壳将仪器的 各个部件密封在其内，水样进口和废液出口设于外壳上； 一个试剂泵用于输送水样，其进口 接用于切换流路的八通阀，另一个试剂泵用于输送试剂袋中的试剂，其进口接试剂袋；混合 器用于促进水样和酸的均匀混合，混合器的进口接试剂泵的出口，温度传感器设于混合器内， 温度传感器用于精确测定混合器内部溶液的温度；分光系统由光源、流通池、分光元件和光 电检测器组成，分光系统用于精确测定流通池内溶液的pH值；流通池的入口接混合器的出 口； 二氧化碳去除装置用于去除水样和酸反应产生的二氧化碳，以消除其对后续pH值测定 的影响，二氧化碳去除装置的进口接流通池的出口；试剂袋内装入用于酸化水样的且加有酸 碱指示剂的酸，试剂袋与试剂泵的进口连接；定量环为一段环形管，定量环用于储存酸；控 制电路用于控制试剂泵的启停和八通阀的切换、读取温度传感器和分光系统的测量值以及进 行数据的存储和与外界通信，控制电路与试剂泵、八通阀、温度传感器和分光系统连接。二氧化碳去除装置可由置于密封容器内的透气管和碱液组成，碱液用于吸收二氧化碳， 碱液可采用氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠溶液。透气管对二氧化碳有很高的气体渗透系数， 允许透气管内液体中的二氧化碳快速透过管壁被管外的碱液所吸收。二氧化碳去除装置也可由置于密封容器内的透气管和微型真空泵组成，透气管内液体中 的二氧化碳快速透过透气管壁被真空泵抽出。以下给出本专利技术的测定原理和方法。将本专利技术置于被测水体中或通过管道将本专利技术与被测水体相连，使八通阀处于进样位置， 启动两个试剂泵，分别以一定的流速将水样泵入接有混合器、流通池、二氧化碳去除装置的 流路和将试剂袋中的酸泵入定量环，进样的同时可将上次测定时残留在管路中的废液排出。 切换八通阀，使其处于测量位置，此时接有试剂泵、混合器、流通池和二氧化碳去除装置的 流路通过八通阀与定量环连接，试剂泵将该流路中的水样和定量环中的酸混合并使其在管路 中循环流动，当混合液流过二氧化碳去除装置时，水样和酸反应产生的二氧化碳快速从透气管渗出，循环一定时间后，混合液中的二氧化碳将被去除，此时可从分光系统测得的吸光值 计算出去除二氧化碳后的水样和酸的混合液的pH值，再由下面的公式计算水样的总碱度 TAWVW= NacidVacid— mixVmix + Q(S, T,C)其中TAw为水样的总碱度；Vw为水样的体积，实际为系统中试剂泵、混合器、流通池、二氧 化碳去除装置、管路和八通阀的死体积之和；Naeid为酸的浓度；Vadd为酸的体积，实际为定 量环、管路和八通阀的死体积之和；Vmix为混合液的体积，是Vw与Vaeid之和；mix为去 除二氧化碳后的水样和酸的混合液中氢离子浓度，由测得的pH值计算得到；Q(S，T， C)为综 合校正项，与水样的温度、盐度以及酸中的酸碱指示剂浓度有关。 八通阀回到进样位置，开始下一次测定。与现有的总碱度测定设备相比，本专利技术具有以下突出特点1. 本专利技术基于pH值法的原理测定总碱度，由于使用了二氧化碳去除装置，无需再使用 不含二氧化碳的气体进行吹脱，从而简化了仪器的结构和操作步骤，实现了总碱度的原位或 在线测定。2. 采用八通阀后，测定水样的体积为混合器、流通池、二氧化碳去除装置、管路以及八通阔的死体积之和，酸的体积为定量环、管路以及八通阀的死体积之和。通过八通阀的切换 可以实现水样和酸以精确的比例混合，大大提高了仪器的精度。3. 仪器可直接置于水体中实现原位测量，也可通过管道将仪器和水体相连进行在线测量。4. 本专利技术适用于地本文档来自技高网...

【技术保护点】
总碱度测量仪，其特征在于设有水样进口、试剂泵、混合器、温度传感器、分光系统、二氧化碳去除装置、八通阀、试剂袋、定量环、废液出口、液体流通管路、控制电路和密封外壳；外壳将仪器的各个部件密封在其内，水样进口和废液出口设于外壳上；一个试剂泵的进口接用于切换流路的八通阀，另一个试剂泵的进口接试剂袋；混合器的进口接试剂泵的出口，温度传感器设于混合器内；分光系统由光源、流通池、分光元件和光电检测器组成，流通池的入口接混合器的出口；二氧化碳去除装置的进口接流通池的出口；试剂袋内装入用于酸化水样的且加有酸碱指示剂的酸，试剂袋与试剂泵的进口连接；用于储存酸的定量环为一段环形管；控制电路与试剂泵、八通阀、温度传感器和分光系统连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李权龙，袁东星，戴民汉，杨波，陈进顺，戴君伟，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：92[中国|厦门]