水质分析仪、水质在线监测系统及用于水质分析仪的定量方法技术方案

本发明专利技术提供一种水质分析仪，包括：反应单元；取送液单元；用于对液体进行定量的定量装置，其包括定量管路，定量管路连接到第二端口，以使得流入切换阀的液体能经由第二端口流到定量管路，经定量的液体能送入反应单元；在定量管路的第一位置处布置有传感器，定量装置还包括抽取装置，抽取装置构造成能响应于液体到达第一位置而将液体经第一位置抽到第二位置，以使得液体的总定量体积至少包括由第一端口与第一位置之间的流路所限定的第一体积和由第一位置与第二位置之间的流路所限定的第二体积之和。由此，一方面提供灵活的定量选择，另一方面提高定量以及后续分析的准确性。本发明专利技术还提供水质在线监测系统和用于水质分析仪的定量方法。

【技术实现步骤摘要】
水质分析仪、水质在线监测系统及用于水质分析仪的定量方法
本专利技术涉及一种水质分析仪，例如该水质分析仪可以用于对水样中的一种或多种物质含量进行测量、从而在线分析出水质的基本情况。本专利技术还涉及一种包括这种水质分析仪在内的水质在线监测系统。另外，本专利技术涉及一种用于这种水质分析仪的定量方法，以便于对进行水质分析的液体进行定量。
技术介绍
目前，水污染问题作为一个突出的环境保护问题日益引起关注。为了保护人类赖以生存的水环境、确保人们饮水卫生，一方面需要对生产、生活中的水质进行检测，另一方面，也须加强对各种生产和生活污水排放的监测。在对水环境进行监测的过程中，通常采用水质检测装置，其已经广泛应用于发电厂、生活污水处理厂、纺织厂、制药厂、环保部门、防疫部门、水利部门、医院等等。尤其是，水质分析仪的质量对水环境监测起着至关重要的作用。在现有技术中已知采用水质分析仪进行检测和分析，此类水质分析仪能以比色法对地表水、沟渠排水、生活污水、工业过程水以及工业废水等各行业的水样进行硅、磷酸盐等多种物质含量进行在线监测。为此，此类水质分析仪设有一个反应池，其同时也可以用作测量池。该反应池安装于可以灵活设置温度的控制模块内。控制模块配备有一组高精度光学测量系统，以实现对硅、磷酸盐等各种物质含量的精确测量。例如，在现有的例如COD水质在线监测仪中，主要流路包含由一个高精度的注射泵、一个多通阀以及一个缓冲储液机构组成取送液单元。该取送液单元能实现不同试剂、标液和样品的顺序进样功能，将它们推送到前述反应测量池中进行化学反应。然而，为了保证水质分析结果的可靠性，需要对各种水样、试剂、标液等液体的体积进行精确定量。在现有技术中，这种对液体的精确定量是通过昂贵的注射泵来完成的，从而通常导致整个水质分析仪的成本大幅上升。此外，如果采用价格较低的蠕动泵来进行定量，由于蠕动泵的定量精度较低，因此造成定量不准确的问题，所以也难以用于高精度要求的化学分析设备中。替代地，如果不采用昂贵的注射泵或者精度低的蠕动泵来精确定量待测液体（例如，水样、试剂、标液等），也可以利用光电传感器来检测管路上到达指定位置的液体，从而基于确定的管路位置来计算定量体积。但由于这种传感器（无论类型如何）一般需提前安装就位，因而这种方式非常不灵活，定量的液体体积是相对固定的，从而无法针对不同的液体定量不同的体积。因而，在水质监测分析领域中会始终存在对能避免上述诸多问题的水质分析仪的改进需求，期望水质分析仪的成本较低，但同时又能确保水质定量分析的准确性。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种水质分析仪，包括：反应单元，反应单元构造成容纳待送入的液体；取送液单元，取送液单元包括：切换阀，切换阀包括第一端口和第二端口，液体能经由第一端口流入切换阀；用于对液体进行定量的定量装置，该定量装置包括定量管路，该定量管路连接到第二端口，以使得流入切换阀的液体能经由第二端口流到定量管路，经定量的液体能送入反应单元；在定量管路的第一位置处布置有传感器，传感器构造成能监测到液体流动到达第一位置，该定量装置还包括抽取装置，该抽取装置构造成能响应于液体到达第一位置而将液体经第一位置抽到第二位置，以使得液体的总定量体积至少包括由第一端口与第一位置之间的流路所限定的第一体积和由第一位置与第二位置之间的流路所限定的第二体积之和。由于液体的总定量体积既包含由传感器的位置所确定的第一体积、又包含可由抽取装置来控制的第二体积，一方面可以提供非常灵活的定量选择，另一方面可以提高定量以及后续分析的准确性。例如，液体可以是水样和试剂中的至少一者。因此，本专利技术的水质分析仪的定量装置可以对水样和/或各种试剂进行分别按需求的定量，从而简化水质分析操作。在一些实施例中，切换阀可以构造成多通阀，该多通阀还可以包括第三端口，第三端口与反应单元流体连通，该多通阀能在使第二端口与第一端口流体连通的取液状态与使第二端口与第三端口流体连通的送液状态之间进行切换，在取液状态下，液体可以从第一端口经第二端口流向定量管路，而在送液状态下，经定量的液体可以经第三端口送入反应单元。借助切换阀的不同流路来实现方向不同的取液和送液步骤，可以实现紧凑的结构（无需另置其它管路或阀门）和相对简化的操作（抽取装置的正反转）。优选的是，水质分析仪还可以包括控制器，抽取装置为蠕动泵，控制器构造成能设定蠕动泵的泵送时间，以获得第二体积。通过设定蠕动泵的泵送时间，可以灵活地来调节所需达到的液体定量的量的多少。更优选的是，蠕动泵可以包括多个滚子，在将液体从第一位置抽到第二位置的过程中，控制器可以控制蠕动泵的滚子转过预定圈数，预定圈数是蠕动泵的滚子总数之倒数的正整数倍。通过使蠕动泵转过蠕动泵的滚子总数之倒数的正整数倍的圈数，能使得即便采用低价的蠕动泵也能达到较高的泵送精度，以及由此获得精确的第二体积和定量总体积。有利地，取送液单元还可以包括送液泵，送液泵可以用于将经定量的液体经多通阀送入反应单元。借助与抽取装置分开的送液泵，可以实现对送液和取样步骤的无延迟衔接。在一些实施例中，取送液单元还可以包括换向阀，该换向阀能在将定量管路与取液管路连通的第一位置和将定量管路与送液管路连通的第二位置之间切换，其中，该抽取装置可以设置在取液管路上，而送液泵可以设置在送液管路上。借助两条独立的流路和换向阀的使用，可以更灵活地布置定量液体的抽取装置和送液装置，并减少流路之间的干涉和增加更多布局的可能性。例如，传感器可以构造成能识别液体的液面前锋到达第一位置的光电传感器。借助价格较低的光电传感器，可以实现对液体到达第一位置的准确识别和使后续借助控制器和抽取装置来抽取第二体积的响应更精准。本专利技术还提供一种水质在线监测系统，该水质在线监测系统可以包括水质分析仪、水样储存容器、至少一个试剂储器以及废液储器，其中，水质分析仪包括与废液储器、水样储存容器、试剂储器分别进行流体连接的接口。本专利技术还提供一种用于水质分析仪的定量方法，该水质分析仪可以包括：反应单元，反应单元构造成容纳待送入的液体；取送液单元，取送液单元包括：切换阀，切换阀包括第一端口和第二端口；用于对液体进行定量的定量装置，定量装置包括定量管路，定量管路连接到第二端口，在定量管路上的第一位置处布置有传感器，传感器构造成能监测到液体流动到达第一位置；定量方法可以包括如下步骤：使液体从第一端口流入切换阀；使切换阀内的液体从第二端口流到定量管路上，并使液体沿着定量管路流到第一位置；响应于液体到达第一位置，通过蠕动泵将液体经第一位置抽取到第二位置，蠕动泵包括多个滚子，在将液体从第一位置抽到第二位置的过程中，控制器控制蠕动泵的滚子转过预定圈数，预定圈数是蠕动泵的滚子总数之倒数的正整数倍；将所定量的液体送入反应单元。附图说明图1示例性示出根据本专利技术的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，取送液单元的多通阀正在对水样进行取液；图2示例性示出根据本专利技术的一个实施例的水质在线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水质分析仪（100），包括：/n反应单元（10），所述反应单元（10）构造成容纳待送入的液体；/n取送液单元，所述取送液单元包括：/n切换阀，所述切换阀包括第一端口（22）和第二端口（26），所述液体能经由所述第一端口流入所述切换阀；/n用于对所述液体进行定量的定量装置，所述定量装置包括定量管路（32），所述定量管路（32）连接到所述第二端口（26），以使得流入所述切换阀的所述液体能经由所述第二端口（26）流到所述定量管路（32），经定量的所述液体能送入所述反应单元（10）；/n其特征在于，在所述定量管路的第一位置（34）处布置有传感器，所述传感器构造成能监测到所述液体流动到达所述第一位置（34），所述定量装置还包括抽取装置（40），所述抽取装置（40）构造成能响应于所述液体到达所述第一位置（34）而将所述液体经所述第一位置（34）抽到第二位置（36），以使得所述液体的总定量体积至少包括由所述第一端口（22）与所述第一位置（34）之间的流路所限定的第一体积（V1）和由所述第一位置（34）与所述第二位置（36）之间的流路所限定的第二体积（V2）之和。/n

【技术特征摘要】
1.一种水质分析仪（100），包括：
反应单元（10），所述反应单元（10）构造成容纳待送入的液体；
取送液单元，所述取送液单元包括：
切换阀，所述切换阀包括第一端口（22）和第二端口（26），所述液体能经由所述第一端口流入所述切换阀；
用于对所述液体进行定量的定量装置，所述定量装置包括定量管路（32），所述定量管路（32）连接到所述第二端口（26），以使得流入所述切换阀的所述液体能经由所述第二端口（26）流到所述定量管路（32），经定量的所述液体能送入所述反应单元（10）；
其特征在于，在所述定量管路的第一位置（34）处布置有传感器，所述传感器构造成能监测到所述液体流动到达所述第一位置（34），所述定量装置还包括抽取装置（40），所述抽取装置（40）构造成能响应于所述液体到达所述第一位置（34）而将所述液体经所述第一位置（34）抽到第二位置（36），以使得所述液体的总定量体积至少包括由所述第一端口（22）与所述第一位置（34）之间的流路所限定的第一体积（V1）和由所述第一位置（34）与所述第二位置（36）之间的流路所限定的第二体积（V2）之和。


2.如权利要求1所述的水质分析仪，其特征在于，所述液体是水样和试剂中的至少一者。


3.如权利要求2所述的水质分析仪，其特征在于，所述切换阀构造成多通阀（20），所述多通阀（20）还包括第三端口（24），所述第三端口（24）与所述反应单元（10）流体连通，
其中，所述多通阀（20）能在使所述第二端口（26）与所述第一端口（22）流体连通的取液状态与使所述第二端口（26）与所述第三端口（24）流体连通的送液状态之间进行切换，在所述取液状态下，所述液体从所述第一端口（22）经所述第二端口（26）流向所述定量管路（32），而在所述送液状态下，经定量的所述液体经所述第三端口（24）送入所述反应单元（10）。


4.如权利要求3所述的水质分析仪，其特征在于，还包括控制器，所述抽取装置（40）为蠕动泵，所述控制器构造成能设定所述蠕动泵的泵送时间，以获得所述第二体积。


5.如权利要求4所述的水质分析仪，其特征在于，所述蠕动泵包括多个滚子（41），在将所述液体从所述第一位置（34）抽到所述第二位置（36）的过程中，所述控制器控制所述蠕动泵的所述滚子转过预定圈数，所述预定圈数是所述蠕动泵的滚子总数之倒数的正整数倍。

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【专利技术属性】
技术研发人员：邓守权，吴升海，
申请(专利权)人：赛默飞世尔上海仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31