基于微流控芯片的水质检测装置、方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于微流控芯片的水质检测装置、方法及系统。该基于微流控芯片的水质检测装置包括控制模块、驱动模块、微流控芯片及检测模块，控制模块分别与驱动模块、微流控芯片、检测模块通信连接，驱动模块与微流控芯片连接，微流控芯片与检测模块连接，微流控芯片集成有用于控制液体流路的阀门单元，控制模块用于控制驱动模块执行吸取指令和排放指令，及用于控制检测模块执行检测指令，驱动模块用于吸取待测水样及检测试剂经微流控芯片进入检测模块，及用于将检测模块产生的废液经微流控芯片排出，检测模块用于利用检测试剂对待测水样进行消解，及用于对进行消解后的水样进行检测。本发明专利技术可以实现免试剂或少试剂对水样的多指标且进行检测。多指标且进行检测。多指标且进行检测。

【技术实现步骤摘要】
基于微流控芯片的水质检测装置、方法及系统


[0001]本专利技术涉及水质检测
，尤其涉及一种基于微流控芯片的水质检测装置、方法及系统。

技术介绍

[0002]水质检测仪是通过电化学反应或者化学药剂反应使水中的相应物质参与其中，然后通过比色法、滴定法、电导率测量等方式计算出水中相应物质含量的仪器。然而化学试剂的消耗和产生的废液都有定期维护，也是仪表设备的全寿命周期的使用成本。特别是湿化学法的水质检测仪每台设备只测试一个因子，也使得多指标的检测成本无法降低。如果对于供电不方便的场景和海洋领域，将限制了这些水质检测仪的应用。
[0003]目前，市面上湿化学法的水质自动检测设备，如化学需氧量、氨氮、总磷、总氮等基本都是一台自动检测设备只测试一个因子，造成建设成本高。同时普遍试剂消耗量在几毫升级别，造成试剂消耗量和废液产生量每个月达到10升以上，导致维护量繁重，现有的设备体积也过于庞大不适于各种形式集成应用和多种应用场景的扩展，特别是海面、湖面、海/河滩等复杂工况。目前原位营养盐水质自动检测设备(硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、磷酸盐、硅酸盐)采用的相关动力部件、流路控制部件体积较大、重量较重，不利于将有效的容积和重量给到电力部件和试剂部件，导致小型化乃至微型化不好实现。
[0004]此外，现有水质自动检测设备试由于剂消耗量大，会产生大量的废液，需要定期维护，部件体积大且重导致整机体积大且重，导致不适合海面、湖面、海/河滩等复杂工况的应用，另外一台水质自动检测设备测试一个因子，导致多指标需要多台自动检测设备，虽然原位营养盐可测试氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、磷酸盐、硅酸盐，但是不能测试总氮、总磷、化学需氧量或高锰酸盐指数等。此外部件之间采用了较多的接头相连，增加了气密性的风险，一旦气密性不好就会导致运行故障。
[0005]综上所述，亟需一种体积小、低消耗、少试剂且可完成水质多指标检测的装置、方法及系统。

技术实现思路

[0006]鉴于以上内容，本专利技术提供一种基于微流控芯片的水质检测装置、方法及系统，其目的在于解决上述技术问题。
[0007]第一方面，本专利技术提供一种基于微流控芯片的水质检测装置，所述装置包括：控制模块、驱动模块、微流控芯片及检测模块，所述控制模块分别与所述驱动模块、微流控芯片、检测模块通信连接，所述驱动模块与所述微流控芯片连接，所述微流控芯片与所述检测模块连接；
[0008]所述控制模块用于控制所述驱动模块执行吸取指令和排放指令，及用于控制所述检测模块执行检测指令；
[0009]所述驱动模块用于根据所述吸取指令，吸取待测水样及检测试剂经所述微流控芯
片进入所述检测模块，及用于根据所述排放指令，将所述检测模块产生的废液经所述微流控芯片排出；
[0010]所述检测模块用于利用所述检测试剂对所述待测水样进行消解，及用于根据所述检测指令对进行消解后的水样进行检测。
[0011]第二方面，本专利技术提供一种基于微流控芯片的水质检测方法，应用于基于微流控芯片的水质检测装置，所述装置包括控制模块、驱动模块、微流控芯片、检测模块，所述方法包括：
[0012]所述控制模块控制所述驱动模块执行吸取指令；
[0013]所述驱动模块根据所述吸取指令，吸取待测水样及检测试剂经所述微流控芯片进入所述检测模块；
[0014]所述检测模块利用所述检测试剂对所述待测水样进行消解，根据所述控制模块发送的检测指令对执行消解后的水样进行检测。
[0015]第三方面，本专利技术提供一种基于微流控芯片的水质检测系统，所述系统包括上述的基于微流控芯片的水质检测装置、数据服务器和与所述数据服务器通信网络连接的监控终端，所述基于微流控芯片的水质检测装置和所述数据服务器通过无线电磁通信网络或者水声通信网络进行通信。
[0016]本专利技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0017]本专利技术从现有水质自动检测装置的实际问题需求和应用要求的角度出发，设计出基于微流控的水质多指标免/少试剂检测装置，采用微流控芯片技术，将控制液体流路的阀门单元集成在微流控芯片中，可以精确地控制试剂与水样的混合反应条件并实现反应过程，精确控制检测条件并实现测量过程，由于微流控芯片集成有用于控制液体流路的阀门单元，极大地提高了集成度和气密性，使得水质检测装置运行更加稳定可靠，采用微流控芯片可以实现装置体积的小型化乃至微型化，给水质检测装置的自供电单元提供更大的空间，实现了微升级别的液体计量技术，从而大大减少试剂消耗量和部件的体积重量、并且可测试多指标，也极大降低装置的功耗。此外，采样微流控芯片技术减少了液体流路的尺寸和长度，使得不同液体的混合和反应非常迅速，液体流路也很短，充分节省测量时间，也极大的减少了液体试剂的量，从而相应地减少了试剂废液的产生量，极大降低了运行和维护的成本。
附图说明
[0018]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术基于微流控芯片的水质检测装置的模块示意图；
[0021]图2为本专利技术基于微流控芯片的水质检测装置的结构示意图；
[0022]图3为本专利技术基于微流控芯片的水质检测方法较佳实施例的流程图示意图；
[0023]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]参照图1所示，为本专利技术基于微流控芯片的水质检测装置的模块示意图。
[0026]基于微流控芯片的水质检测装置包括控制模块40、驱动模块10、微流控芯片20及检测模块30，所述控制模块40分别与所述驱动模块10、微流控芯片20、检测模块30通信连接，所述驱动模块10与所述微流控芯片20连接，所述微流控芯片20与所述检测模块30连接，所述微流控芯片20集成有用于控制液体流路的阀门单元，及集成有阀门单元对应的流路通道；
[0027]所述控制模块40用于控制所述驱动模块10执行吸取指令和排放指令，及用于控制所述检测模块30执行检测指令；
[0028]所述驱动模块10用于根据所述吸取指令，吸取待测水样及检测试剂经所述阀门单元进入所述检测模块30，及用于根据所述排放指令，将所述检测模块30产生的废液经所述阀门单元排出；
[0029]所述检测模块30本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微流控芯片的水质检测装置，其特征在于，所述装置包括：控制模块、驱动模块、微流控芯片及检测模块，所述控制模块分别与所述驱动模块、微流控芯片、检测模块通信连接，所述驱动模块与所述微流控芯片连接，所述微流控芯片与所述检测模块连接，所述微流控芯片集成有用于控制液体流路的阀门单元；所述控制模块用于控制所述驱动模块执行吸取指令和排放指令，及用于控制所述检测模块执行检测指令；所述驱动模块用于根据所述吸取指令，吸取待测水样及检测试剂经所述阀门单元进入所述检测模块，及用于根据所述排放指令，将所述检测模块产生的废液经所述阀门单元排出；所述检测模块用于利用所述检测试剂对所述待测水样进行消解，及用于根据所述检测指令对进行消解后的水样进行检测。2.如权利要求1所述的基于微流控芯片的水质检测装置，其特征在于，所述阀门单元包括第一两位三通阀单元、第二两位三通阀单元、第三两位三通阀单元、第一两位两通阀单元及波纹管；所述第一两位两通阀单元的常闭端与所述波纹管的一端连接，所述波纹管的另一端与所述第一两位三通阀单元的常开端连接，所述第一两位三通阀单元的常闭端与所述第二两位三通阀单元的公共端连接，所述第一两位三通阀单元的公共端与所述第三两位三通阀单元的常开端连接，所述第三两位三通阀单元的常开端与所述检测模块的输出端连接，所述第三两位三通阀单元的常闭端与所述检测模块的输入端连接。3.如权利要求2所述的基于微流控芯片的水质检测装置，其特征在于，所述第三两位三通阀单元包括第一两位三通阀件、第二两位三通阀件、第三两位三通阀件及第四两位三通阀件；所述第一两位三通阀件的公共端与所述驱动模块连接，所述第一两位三通阀件的常开端与所述第二两位三通阀件的公共端连接，所述第二两位三通阀的常开端与所述第三两位三通阀件的公共端连接，所述第三两位三通阀件的常开端与所述第四两位三通阀件的公共端连接，所述第四两位三通阀件的常开端与所述第一两位三通阀单元的公共端连接。4.如权利要求3所述的基于微流控芯片的水质检测装置，其特征在于，所述检测模块包括消解单元、紫外荧光检测单元、第一比色检测单元及第二比色检测单元；所述消解单元的输出端与所述第四两位三通阀件的常开端连接，所述消解单元的输入端与所述第四两位三通阀件的常闭端连接；所述紫外荧光检测单元的输出端与所述第三两位三通阀件的常开端连接，所述紫外荧光检测单元的输入端与所述第三两位三通阀件的常闭端连接；所述第一比色检测单元的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐文志，谢文凯，付凯，
申请(专利权)人：云洋智海产业科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：