專利名稱：海水中化學(xué)需氧量的自動(dòng)分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水質(zhì)監(jiān)測(cè)用的化學(xué)需氧量檢驗(yàn)儀器，特別涉及一種海水中化學(xué)需氧量的自動(dòng)分析儀。
背景技術(shù)：
海水與其它水體相比，測(cè)定化學(xué)需氧量的難度更大，其主要原因在于海水中含有大量的NaCl(可達(dá)35％0)及Mg2+、Ca2+、SO42-、K+等離子，分析過程中大量Cl-的氧化將給分析結(jié)果帶來較大誤差。此外，根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB3097-1997)，在未受污染的情況下，海水中化學(xué)需氧量COD的含量非常少，第一類海水的COD含量≤2mg/L，第二類海水的COD含量≤3mg/L，第三類海水的COD含量≤4mg/L，第四類海水的COD含量≤5mg/L，因而要求分析儀器具有高的靈敏度。
針對(duì)海水水質(zhì)的特點(diǎn)，我國(guó)將堿性高錳酸鉀法(GB17378.4-1998)作為測(cè)定海水及河口水中化學(xué)需氧量的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法。方法的測(cè)定原理為在堿性加熱條件下，用已知并且是過量的高錳酸鉀氧化海水中的需氧物質(zhì)，然后在硫酸酸性條件下用碘化鉀還原二氧化錳和過量的高錳酸鉀，生成的游離碘用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。但該標(biāo)準(zhǔn)方法為手工分析方法，與之配套的檢測(cè)儀器屬于非自動(dòng)分析儀器，存在以下缺點(diǎn)1、耗時(shí)，一次分析通常需40分鐘～60分鐘；2、操作繁瑣，勞動(dòng)強(qiáng)度大，易引入人為誤差，影響檢測(cè)精度；3、不能在線檢測(cè)；4、耗費(fèi)化學(xué)試劑。
由于海水水質(zhì)的特點(diǎn)，雖然現(xiàn)有的化學(xué)需氧量(COD)自動(dòng)分析儀有多種類型，但它們的流路系統(tǒng)均不適用于海水COD的分析方法，因而不能使用這些自動(dòng)分析儀對(duì)海水中的COD含量進(jìn)行檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種海水中化學(xué)需氧量的自動(dòng)分析儀，以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，快速高效地完成檢測(cè)任務(wù)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是根據(jù)堿性高錳酸鉀法的基本原理及流動(dòng)注射分析與分光光度檢測(cè)設(shè)計(jì)液體流路，液體流路包括樣品流路、氧化液流路、酸化液流路、還原顯色液流路和分析檢測(cè)流路。樣品流路由低壓泵和連接管件構(gòu)成，低壓泵的輸出口通過連接管件與進(jìn)樣閥連接；氧化液流路由低壓泵和連接管件構(gòu)成，低壓泵的輸出口通過連接管件與進(jìn)樣閥連接；酸化液流路由雙通道低壓泵和連接管件構(gòu)成，雙通道低壓泵的酸化液輸出口通過連接管件與分析檢測(cè)流路中加熱反應(yīng)器之后的第一個(gè)混合器連接；還原顯色液流路由雙通道低壓泵和連接管件構(gòu)成，雙通道低壓泵的還原顯色液輸出口通過連接管件與分析檢測(cè)流路中加熱反應(yīng)器之后的第二個(gè)混合器連接；分析檢測(cè)流路由加熱反應(yīng)器、混合器、反應(yīng)器、混合器、反應(yīng)器、光學(xué)流通池通過連接管件依次連接構(gòu)成，加熱反應(yīng)器的輸入端接進(jìn)樣閥的出口。
為了進(jìn)一步提高儀器的靈敏度，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是在上述液體流路中增加推動(dòng)液流路，該流路由低壓泵和連接管件構(gòu)成，低壓泵選用雙通道泵，其推動(dòng)液輸出口通過連接管件與進(jìn)樣閥連接；同時(shí)，在分析檢測(cè)流路中增加一個(gè)反應(yīng)器，該反應(yīng)器通過管件連接在進(jìn)樣閥與加熱反應(yīng)器之間，用于推動(dòng)液和氧化液的混合；氧化液流路由低壓泵和連接管件構(gòu)成，該低壓泵與構(gòu)成推動(dòng)液流路的低壓泵為同一個(gè)雙通道低壓泵，其氧化液輸出口通過連接管件與分析檢測(cè)流路中的新增加的(即位于進(jìn)樣閥與加熱反應(yīng)器之間的)反應(yīng)器連接。
本實(shí)用新型具有以下有益效果1、進(jìn)樣、加熱和分析均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，可方便、快速地對(duì)海水中的化學(xué)需氧量(COD)進(jìn)行在線自動(dòng)檢測(cè)。
2、用1.50mg/L的COD標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)進(jìn)樣13次，譜圖峰高的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.2％，上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本實(shí)用新型所提供的分析儀器重現(xiàn)性高，具有良好的精密度。
3、檢出限可達(dá)0.084mg/L，低于國(guó)家海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法的檢出限0.15mg/L，非常適合檢測(cè)低濃度的化學(xué)需氧量值。
4、對(duì)實(shí)際海水水樣進(jìn)行分析，測(cè)定值與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法(GB17378.4-1998)測(cè)定值的偏差為+3.5％～-5.5％，表明本實(shí)用新型所提供的分析儀器對(duì)實(shí)際海水水樣的COD測(cè)定值與國(guó)標(biāo)測(cè)定數(shù)據(jù)吻合良好，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
5、節(jié)省試劑，所需試劑僅為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法的1～2％，有利于降低分析成本。


圖1是本實(shí)用新型所述的海水中化學(xué)需氧量的自動(dòng)分析儀的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的自動(dòng)分析儀的液體流路結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型所述的海水中化學(xué)需氧量的自動(dòng)分析儀的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3中的自動(dòng)分析儀的液體流路結(jié)構(gòu)圖。
圖中，1-低壓泵、2-低壓泵、3-低壓泵、4-進(jìn)樣閥、5-加熱反應(yīng)器、6-混合器、7-反應(yīng)器、8-混合器、9-反應(yīng)器、10-光學(xué)流通池、11-計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理裝置、12-光源、13-廢液池、14-光電轉(zhuǎn)換器、15-放大器、16-數(shù)字顯示器、17-電源、18-控制電路及控制開關(guān)、19-混合器。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本實(shí)施例中，海水中化學(xué)需氧量的自動(dòng)分析儀的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括電控裝置、光學(xué)檢測(cè)裝置、光電轉(zhuǎn)換器14、放大器15、數(shù)字顯示器16、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理裝置11及液體流路。電控裝置主要由控制電路及控制開關(guān)18和電源17組成；光學(xué)檢測(cè)裝置主要由光源12、光學(xué)流通池10組成，光源12為發(fā)光二極管；光電轉(zhuǎn)換器14由光電管及其配套電路組成，將吸光值轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)；放大器15由放大電路構(gòu)成，將從光電轉(zhuǎn)換器14接收到的電信號(hào)放大后傳送給數(shù)字顯示器16和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理裝置11；液體流路如圖2所示，有樣品流路、氧化液流路、酸化液流路、還原顯色液流路和分析檢測(cè)流路。樣品流路由低壓泵1和連接管件構(gòu)成，低壓泵1的輸出口通過連接管件與進(jìn)樣閥4連接；氧化液流路由低壓泵2和連接管件構(gòu)成，低壓泵2的輸出口通過連接管件與進(jìn)樣閥4連接；酸化液流路由雙通道低壓泵3和連接管件構(gòu)成，雙通道低壓泵3的酸化液輸出口通過連接管件與分析檢測(cè)流路中的混合器6連接；還原顯色液流路由雙通道低壓泵3和連接管件構(gòu)成，雙通道低壓泵3的還原顯色液輸出口通過連接管件與分析檢測(cè)流路中的混合器8連接；分析檢測(cè)流路由加熱反應(yīng)器5、混合器6、反應(yīng)器7、混合器8、反應(yīng)器9、光學(xué)流通池10、廢液池13通過連接管件依次連接構(gòu)成，加熱反應(yīng)器5的輸入端接進(jìn)樣閥4的出口，加熱反應(yīng)器5、反應(yīng)器7、反應(yīng)器9均為盤管式反應(yīng)器。
本實(shí)施例中，氧化液兼作推動(dòng)液，為KMnO4-NaOH溶液，KMnO4的濃度為4.0～8.0×10-5mol/L，NaOH的濃度為0.04～0.06mol/L；酸化液為稀硫酸溶液，H2SO4的濃度為0.2～0.6mol/L；還原顯色液為KI-淀粉溶液，KI的濃度為0.010～0.030mol/L。分析時(shí)，操作儀器，氧化液R1經(jīng)氧化液流路進(jìn)入分析檢測(cè)流路，在分析檢測(cè)流路中加熱后(加熱溫度80～95℃)與進(jìn)入該流路的酸化液R2混合，上述混合液與進(jìn)入該流路的還原顯色液R3混合并發(fā)生反應(yīng)后產(chǎn)生基線被測(cè)繪；標(biāo)樣或試樣S經(jīng)樣品流路進(jìn)入分析檢測(cè)流路，在分析檢測(cè)流路中與進(jìn)入該流路的氧化液R1混合并加熱氧化后在氧化液的推動(dòng)下與進(jìn)入該流路的酸化液R2混合，上述混合液在氧化液的推動(dòng)下與進(jìn)入該流路的還原顯色液R3混合并發(fā)生反應(yīng)后產(chǎn)生譜圖被測(cè)繪。
實(shí)施例2
本實(shí)施例中，海水中化學(xué)需氧量的自動(dòng)分析儀的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括電控裝置、光學(xué)檢測(cè)裝置、光電轉(zhuǎn)換器14、放大器15、數(shù)字顯示器16、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理裝置11及液體流路。電控裝置主要由控制電路及控制開關(guān)18和電源17組成；光學(xué)檢測(cè)裝置主要由光源12、光學(xué)流通池10組成，光源12為發(fā)光二極管；光電轉(zhuǎn)換器14由光電管及其配套電路組成，將吸光值轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)；放大器15由放大電路構(gòu)成，將從光電轉(zhuǎn)換器14接收到的電信號(hào)放大后傳送給數(shù)字顯示器16和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理裝置11；液體流路如圖4所示，有樣品流路、推動(dòng)液流路、氧化液流路、酸化液流路、還原顯色液流路和分析檢測(cè)流路。樣品流路由低壓泵1和連接管件構(gòu)成，低壓泵1的輸出口通過連接管件與進(jìn)樣閥4連接；推動(dòng)液流路由低壓泵2和連接管件構(gòu)成，低壓泵2為雙通道泵，其推動(dòng)液輸出口通過連接管件與進(jìn)樣閥4連接；氧化液流路同樣由低壓泵2和連接管件構(gòu)成，低壓泵2的氧化液輸出口通過連接管件與分析檢測(cè)流路中的反應(yīng)器19連接；酸化液流路由雙通道低壓泵3和連接管件構(gòu)成，雙通道低壓泵3的酸化液輸出口通過連接管件與分析檢測(cè)流路中的混合器6連接；還原顯色液流路由雙通道低壓泵3和連接管件構(gòu)成，雙通道低壓泵3的還原顯色液輸出口通過連接管件與分析檢測(cè)流路中的混合器8連接；分析檢測(cè)流路由反應(yīng)器19、加熱反應(yīng)器5、混合器6、反應(yīng)器7、混合器8、反應(yīng)器9、光學(xué)流通池10、廢液池13通過連接管件依次連接構(gòu)成，反應(yīng)器19的輸入端接進(jìn)樣閥4的出口，反應(yīng)器19、加熱反應(yīng)器5、反應(yīng)器7、反應(yīng)器9均為盤管式反應(yīng)器。
本實(shí)施例中，推動(dòng)液為蒸餾水；氧化液為KMnO4-NaOH溶液，KMnO4的濃度為4.0～8.0×10-5mol/L，NaOH的濃度為0.04～0.06mol/L；酸化液為稀硫酸溶液，H2SO4的濃度為0.2～0.6mol/L；還原顯色液為KI-淀粉溶液，KI的濃度為0.010～0.030mol/L。分析時(shí)，操作儀器，氧化液R1經(jīng)氧化液流路進(jìn)入分析檢測(cè)流路，在推動(dòng)液C的推動(dòng)下進(jìn)入流路中的加熱反應(yīng)器加熱后(加熱溫度80～95℃)與進(jìn)入該流路的酸化液R2混合，上述混合液在推動(dòng)液C的推動(dòng)下與進(jìn)入該流路的還原顯色液R3混合并發(fā)生反應(yīng)后產(chǎn)生基線被測(cè)繪；標(biāo)樣或試樣S經(jīng)樣品流路進(jìn)入分析檢測(cè)流路，在推動(dòng)液C的推動(dòng)下與進(jìn)入該流路的氧化液R1混合并加熱氧化后與進(jìn)入該流路的酸化液R2混合，上述混合液在推動(dòng)液的推動(dòng)下與進(jìn)入該流路的還原顯色液R3混合并發(fā)生反應(yīng)后產(chǎn)生譜圖被繪。
權(quán)利要求1.一種海水中化學(xué)需氧量的自動(dòng)分析儀，主要由電控裝置、光學(xué)檢測(cè)裝置、光電轉(zhuǎn)換器(14)、放大器(15)、數(shù)字顯示器(16)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理裝置(11)及液體流路組成，其特征在于液體流路包括樣品流路、氧化液流路、酸化液流路、還原顯色液流路和分析檢測(cè)流路，樣品流路由低壓泵(1)和連接管件構(gòu)成，低壓泵(1)的輸出口通過連接管件與進(jìn)樣閥(4)連接，氧化液流路由低壓泵(2)和連接管件構(gòu)成，低壓泵(2)的輸出口通過連接管件與進(jìn)樣閥(4)連接，酸化液流路由雙通道低壓泵(3)和連接管件構(gòu)成，雙通道低壓泵(3)的酸化液輸出口通過連接管件與分析檢測(cè)流路中的混合器(6)連接，還原顯色液流路由雙通道低壓泵(3)和連接管件構(gòu)成，雙通道低壓泵(3)的還原顯色液輸出口通過連接管件與分析檢測(cè)流路中的混合器(8)連接，分析檢測(cè)流路由加熱反應(yīng)器(5)、混合器(6)、反應(yīng)器(7)、混合器(8)、反應(yīng)器(9)、光學(xué)流通池(10)通過連接管件依次連接構(gòu)成，加熱反應(yīng)器(5)的輸入端接進(jìn)樣閥(4)的出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海水中化學(xué)需氧量的自動(dòng)分析儀，其特征在于1)液體流路中增加了推動(dòng)液流路，該流路由低壓泵(2)和連接管件構(gòu)成，低壓泵(2)為雙通道泵，其推動(dòng)液輸出口通過連接管件與進(jìn)樣閥(4)連接，2)分析檢測(cè)流路中增加了反應(yīng)器(19)，該反應(yīng)器通過管件連接在進(jìn)樣閥(4)與加熱反應(yīng)器(5)之間，3)氧化液流路由低壓泵(2)和連接管件構(gòu)成，低壓泵(2)的氧化液輸出口通過連接管件與分析檢測(cè)流路中的反應(yīng)器(19)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海水中化學(xué)需氧量的自動(dòng)分析儀，其特征在于光學(xué)檢測(cè)裝置的光源(12)為發(fā)光二極管。
專利摘要一種海水中化學(xué)需氧量的自動(dòng)分析儀，包括電控裝置、光學(xué)檢測(cè)裝置、光電轉(zhuǎn)換器、放大器、數(shù)字顯示器、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理裝置及液體流路。電控裝置主要由控制電路及控制開關(guān)和電源組成；光學(xué)檢測(cè)裝置主要由光源、光學(xué)流通池組成，光源為發(fā)光二極管；光電轉(zhuǎn)換器由光電管及其配套電路組成；液體流路有樣品流路、推動(dòng)液流路、氧化液流路、酸化液流路、還原顯色液流路和分析檢測(cè)流路。此種自動(dòng)分析儀器進(jìn)樣、加熱和分析均實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，可方便、快速地對(duì)海水中的化學(xué)需氧量(COD)進(jìn)行在線自動(dòng)檢測(cè)，用1.50mg/L的COD標(biāo)準(zhǔn)溶液連續(xù)進(jìn)樣13次，譜圖峰高的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.2％，具有良好的精密度。
文檔編號(hào)G01N21/25GK2645084SQ03250310
公開日2004年9月29日 申請(qǐng)日期2003年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月12日
發(fā)明者張新申, 蔣小萍 申請(qǐng)人:四川大學(xué)