水样检测系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了水样检测系统和方法，所述水样检测系统包括燃烧炉；定量单元用于定量水样并输送到所述燃烧炉内；流量调节单元用于调节输送到所述燃烧炉内的氧气的流量Q；温控单元用于调节所述燃烧炉内的温度T；输送单元用于送出所述燃烧炉内的气体；测量单元用于测量排出所述燃烧炉的气体中关联气体的量；计算单元用于根据所述水样的量以及关联气体的量得出水样的参数。本发明专利技术具有安全、无污染、同步测量多参数等优点。多参数等优点。多参数等优点。

【技术实现步骤摘要】
水样检测系统和方法


[0001]本专利技术涉及水质分析领域，特别涉及水样检测系统和方法。

技术介绍

[0002]目前，市场上水质常规在线仪表种类繁多，其中衡量水中有机物或耗氧量的仪表，包括IMN、COD和TOC，但是仪表均存在测量因子较为单一，无法满足多参数测定要求。然而对于衡量水质质量情况，有机物和耗氧量均是非常重要指标且息息相关。即使少数厂商TOC仪表兼容COD指标的测定，也仅仅通过简单的线性拟合根据TOC计算出相应比例的COD，该方式应用范围局限较大且精度较差。
[0003]一般IMN和COD常规监测仪表基于朗伯
‑
比尔定律，大部分采用分光光度法。以COD为例，在强酸性介质中，水样中还原性物质被氧化剂重铬酸钾氧化，反应后生成Cr
3+
。通过测定Cr
3+
在特定波长下的吸光度进行定量分析，计算消耗氧的浓度，从而得到COD值。最后，衡量IMN和COD指标常规方法均需要借助高锰酸钾和重铬酸钾等氧化剂，该氧化剂均是有毒有害物质，尤其六价铬是已知的致癌物和致突变物，对环境极其不友好产生二次污染，并拓宽了应用领域，可用于海洋的有机碳的监测市场领域。可见，现有的分光光度法监测技术存在以下缺点：
[0004]1.过程中使用有毒有害试剂，试剂耗量大，需进行废液二次处理，维护周期短；
[0005]2.一般需要30
‑
60min完成一次测定，整个流程测定周期长；
[0006]3.测定易受水样基体如色度浊度、氯离子、钙镁离子等因素影响，导致测定结果准确度差；
[0007]4.反应的程度与氧化剂氧化效率有很大关系，只能反应能被氧化的物质的含量。
[0008]5.无法区分不同种类的碳。

技术实现思路

[0009]为解决上述现有技术方案中的不足，本专利技术提供了一种水样检测系统。
[0010]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0011]水样检测系统，所述水样检测系统包括燃烧炉；所述水样检测系统还包括：
[0012]定量单元，所述定量单元用于定量水样并输送到所述燃烧炉内；
[0013]流量调节单元，所述流量调节单元用于调节输送到所述燃烧炉内的氧气的流量Q；
[0014]温控单元，所述温控单元用于调节所述燃烧炉内的温度T；
[0015]输送单元，所述输送单元用于送出所述燃烧炉内的气体；
[0016]测量单元，所述测量单元用于测量排出所述燃烧炉的气体中关联气体的量；
[0017]计算单元，所述计算单元用于根据所述水样的量以及关联气体的量得出水样的参数。
[0018]本专利技术的目的还在于提供了根据本专利技术的水样检测方法，该专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0019]水样检测方法，所述水样检测方法包括以下步骤：
[0020](A1)定量单元定量水样并输送到燃烧炉内；
[0021]输送到所述燃烧炉内的氧气的流量Q以及所述燃烧炉内的温度T被调整到控制数据(T
i
，Q
i
，A
i
)，i为不小于1的整数；
[0022](A2)获得排出所述燃烧炉的气体中关联气体的浓度，并判断浓度的变化率是否达到阈值A
i
；
[0023]若达到阈值，且控制数据(T
i
，Q
i
，A
i
)已全部被调整执行，则结束调整，并进入步骤(A4)；
[0024]若达到阈值，且控制数据(T
i
，Q
i
，A
i
)未被全部调整执行，分别进入步骤(A3)和步骤(A4)；
[0025](A3)则将流量Q和温度T调整到下一组控制数据，该控制数据的温度提高，进入步骤(A2)；
[0026](A4)获得在控制数据维持阶段中排出所述燃烧炉的气体中关联气体的量；
[0027](A5)计算单元用于根据所述水样的量以及关联气体的量得出水样的参数。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：
[0029]1.无需使用有毒有害试剂；
[0030]无需使用高锰酸钾和重铬酸钾，避免了二次污染问题，克服了水体的高浊度、高色度和高氯等基体干扰；
[0031]2.水体的理化性质表征准确、精确；
[0032]本技术方案能全面反映有机物污染程度，如获得三个阶段中二氧化碳的量，区分出不同种类的碳，更为准确和精确地表征水体的理化性质，如IMN、COD和TOC，提高了测量精度及检出限，克服了现有分光光度法的缺陷；
[0033]3.检测效率高、结构简单；
[0034]一次进样实现了多个参数的检测，如IMN、COD的检测，或IMN、COD及TOC的检测，提高了检测效率，也降低了系统的结构复杂度。
附图说明
[0035]参照附图，本专利技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本专利技术的技术方案，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。图中：
[0036]图1是根据本专利技术实施例水样检测系统的结构简图；
[0037]图2是根据本专利技术实施例水样检测方法的流程示意图；
[0038]图3是根据本专利技术实施例的氧气测量的示意图；
[0039]图4是根据本专利技术实施例的二氧化碳测量的示意图。
具体实施方式
[0040]图1
‑
4和以下说明描述了本专利技术的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本专利技术。为了解释本专利技术技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本专利技术的范围内。本领域技术人员应该理解
下述特征能够以各种方式组合以形成本专利技术的多个变型。由此，本专利技术并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
[0041]实施例1：
[0042]图1示意性给出了本专利技术实施例的水样检测系统的结构简图，如图1所示，所述水样检测系统包括：
[0043]燃烧炉11，燃烧炉11是本领域现有技术：
[0044]定量单元10，所述定量单元10用于定量水样并输送到所述燃烧炉11内，如使用定量环实现水样定量；
[0045]流量调节单元21，所述流量调节单元21用于调节输送到所述燃烧炉11内的氧气的流量Q，如阀和流量计的组合；
[0046]温控单元41，所述温控单元41用于调节所述燃烧炉11内的温度T；
[0047]输送单元31，所述输送单元31用于送出所述燃烧炉11内的气体，如利用载气吹扫或使用抽气泵抽出燃烧炉内的气体，这些技术手段是本领域的现有技术；
[0048]测量单元51，所述测量单元51用于测量排出所述燃烧炉11的气体中关联气体的量，如利用吸收光谱技术检测关联气体(如氧气、二氧化碳)的量；
[0049]计算单元91，所述计算单元9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水样检测系统，所述水样检测系统包括燃烧炉；其特征在于，所述水样检测系统还包括：定量单元，所述定量单元用于定量水样并输送到所述燃烧炉内；流量调节单元，所述流量调节单元用于调节输送到所述燃烧炉内的氧气的流量Q；温控单元，所述温控单元用于调节所述燃烧炉内的温度T；输送单元，所述输送单元用于送出所述燃烧炉内的气体；测量单元，所述测量单元用于测量排出所述燃烧炉的气体中关联气体的量；计算单元，所述计算单元用于根据所述水样的量以及关联气体的量得出水样的参数。2.根据权利要求1所述的水样检测系统，其特征在于，所述水样检测系统还包括：存储器，所述存储器内存储多组控制数据(T
i
，Q
i
，A
i
)，A
i
为所述关联气体的浓度变化率的阈值，i为不小于1的整数；控制器，所述控制器用于将所述流量Q和温度T调整到所述控制数据。3.根据权利要求2所述的水样检测系统，其特征在于，控制数据(T
i
，Q
i
，A
i
)的获得方式为：将定量的校准物质送入所述燃烧炉内；从小到大地调整所述氧气的流量Q以及所述燃烧炉内的温度T，当所述计算单元输出的参数与所述校准物质的标称的偏差处于接受范围时，此时的流量Q、温度T，以及此时的所述浓度变化率A组合为控制数据(T
i
，Q
i
，A
i
)；利用控制数据(T
i
，Q
i
，A
i
)去检测基准物质和国家标准质控样，如所述计算单元输出的基准物质和国家标准质控样的参数与标称的偏差处于接受范围时，控制数据(T
i
，Q
i
，A
i
)送所述存储器，如偏差不在接收范围内，调高流量Q和温度T，直到新的控制数据(T
i
，Q
i
，A
i
)满足，所述计算单元分别输出的校准物质、基准物质和国家标准质控样的参数与标称的偏差均处于接受范围，新的控制数据(T
i
，Q
i
，A
i
)送所述存储器。4.根据权利要求2所述的水样检测系统，其特征在于，所述控制数据为一组，水样的参数是IMN或COD，所述关联气体是氧气；或者，所述控制数据为二组，控制数据中温度较低的一组对应的水样的参数是IMN，温度较高的一组对应的水样的参数是COD，所述关联气体是氧气。5.根据权利要求2所述的水样检测系统，其特征在于，所述控制数据为三组，控制数据中温度最低的一组对应的水样的参数是IMN，温度是中间值的一组对应的水样的参数是COD，温度最高的一组对应的水样的参数是TOC；所述关联气体是二氧化碳。6.根据权利要求1所述的水样检测系统，其特征在于，所述水样检测系统还包括：判断单元，所述判断单元用于判断氧气或关联气体的浓度变化率是否达到阈值；如达到阈值，控制器将所述流量Q和温度T调整到下一组控制数据，控制数据中温度提高，或结束调整。7.水样检测方法，所述水样检测方法包括以下步骤：(A1)定量单元定量水样并输送到燃烧炉内；输送到所述燃烧炉内的氧气的流量Q以及所述燃烧炉内的温度T被调整到控制数据(T
i
，Q
i
，A
i
)，i为不小于1的整数；
(A2)获得排出所述燃烧炉的气体中关联气体的浓度，并判断浓度的变化率是否达到阈值A
i
；若达到阈值，且控制数据(T
i
，Q
i

【专利技术属性】
技术研发人员：杨朋飞，黄凯，
申请(专利权)人：聚光科技杭州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：