專利名稱：一種水樣分配裝置的制作方法
技術領域：
發(fā)明領域本實用新型屬于環(huán)境水樣的技術測定領域，特別涉及在環(huán)境水樣中使用的用于檢測/監(jiān)測水樣的水樣分配裝置。
背景技術：
隨著全球工業(yè)化進程的飛速發(fā)展和人口的急劇增加，環(huán)境的日益惡化引起了世界各國的高度重視。水作為動物、植物和人類賴以生存的重要條件之一，隨著工業(yè)、農業(yè)生產的發(fā)展和人類活動的增長，環(huán)境水質日趨惡化。為了有效控制水環(huán)境日益惡化的趨勢，各國對水質環(huán)境質量標準進行了進一步的修訂和實施，同時各國對水環(huán)境質量監(jiān)測的要求也越來越高。環(huán)境水樣在線監(jiān)測可克服離線樣品分析的諸如因氣體交換、化學反應和生物代謝引起的水質快速變化從而影響測定結果的缺點，而引起了人們廣泛重視。早在1970年美國和日本等發(fā)達國家對河流、湖泊等地表水開展了自動在線監(jiān)測，同時對城市和企業(yè)的污水處理廠排水也實行自動在線監(jiān)測。在我國為了實現(xiàn)國家環(huán)境保護“九五計劃和2010年遠景目標”，迫切要求在污染物排放總量控制實施過程中，提高水質監(jiān)測技術水平，采用污染物在線自動監(jiān)測儀器，對污染源實施總量在線監(jiān)測。
在環(huán)境監(jiān)測中，儀器的發(fā)展及進步起著至關重要的作用。就國內環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)狀來看，水樣的合理采集、保存及待測污染物的提取、分離、濃縮、定量測定等監(jiān)測分析方法有待提高與加強，尤其是有機污染物的監(jiān)測，從測定項目、儀器設備到技術水平與國外差距較大，急需開發(fā)可用于有機污染物的采樣、富集、分離、鑒定和分析的集成化監(jiān)測儀器。
水樣在線自動檢/監(jiān)測時，水樣樣品的分配是整個水質自動監(jiān)測系統(tǒng)中最基本和最關鍵的技術之一，它們的良好運行保證各個管路的切換和連接，使得監(jiān)測系統(tǒng)其他的工作單元如樣品預處理單元、分析單元、控制單元等成為一個有機的整體。目前國內市場所銷售的具有樣品分配功能的儀器大多為國外進口產品，而且都作為整套監(jiān)測系統(tǒng)的集成部件之一，如法國Chemline在線水質監(jiān)測系統(tǒng)、德國MFB多物種凈水監(jiān)測儀、德國事件觸發(fā)自動水采樣系統(tǒng)、美國伊斯柯(ISCO)公司6712系列采樣儀、美國I36-6712全尺寸便攜式水質采樣儀和美國ISCO公司3700型廢水自動采樣儀等，這些儀器不僅價格較高，無法與國產監(jiān)測儀器配套使用，一經損壞很難修理，從而大大限制了其應用。國產化商品中比較成熟運用樣品分配技術的水質監(jiān)測儀器有北京市東西電子技術研究所研制的EW-2100型干法污水COD在線監(jiān)測系統(tǒng)、北京市水利自動化研究所研制的水環(huán)境水質自動監(jiān)測系統(tǒng)等。西安交通大學、浙江大學等國內科研機構也加入了水質監(jiān)測儀器的研究行列，但是在這些研究成果中水樣品的分配和管路的切換大多采用了傳統(tǒng)的六通閥、八通閥或多功能轉向閥，從而造成自動化程度不高，穩(wěn)定性不強，測量精密度較差。為此，一種自動化程度高、穩(wěn)定性強、價格適中、適用性廣泛，且適合我國國情，的用于水樣在線自動檢/監(jiān)測的水樣分配裝置必將具有廣闊的應用前景。
發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提供一種在環(huán)境水樣中使用的用于檢測/監(jiān)測水樣的水樣分配裝置；該分配裝置可通過操作面板輸入參數(shù)及進行狀態(tài)顯示，可分別對電磁閥進行定時開/關，達到無人值守連續(xù)自動運行，在樣品分配過程中可與計算機相連，做到可視化與自動化；易與動力裝置、水樣預處理裝置、自動清洗裝置和分析單元集成化；整體結構牢固可靠，便于搬運裝卸和保養(yǎng)維護。
本實用新型的技術方案如下本實用新型提供的水樣分配裝置，包括一機箱(9)；設置在機箱內的第一電磁閥(1)、第二電磁閥(2)、第三電磁閥(3)、第四電磁閥(4)和第五電磁閥(5)；所述第一電磁閥(1)、第二電磁閥(2)和第三電磁閥(3)的一端分別通過管道與蠕動泵(6)相連，另一端分別通過管道與水樣樣品池(11)、清洗池(22)和洗脫液池(33)相連通；所述第四電磁閥4和第五電磁閥5的一端分別通過管道與富集柱(7)相連，另一端分別通過管道與廢液池(44)和流通池(55)相連通；流通池(55)內放置有熒光傳感器(8)；以及按下述從a)至c)的程序反復循環(huán)程序控制各電磁閥開啟/關閉的程序主控制器10；所述從a)至c)的程序為
a)程序主控制器首先控制第一電磁閥1和第四電磁閥4開啟，第二電磁閥2、第三電磁閥3和第五電磁閥5關閉；樣品池11中的水樣品通過蠕動泵6流經富集柱7，剩余水樣品通過第四電磁閥4流至廢液池44；b)程序主控制器再控制第二電磁閥2和第四電磁閥4開啟，第一電磁閥1、第三電磁閥(3)和第五電磁閥5關閉；清洗池22中的清洗液通過蠕動泵6流經富集柱7，洗去富集柱7上的雜質，雜質通過第四電磁閥4流至廢液池44；c)程序主控制器又控制第三電磁閥3和第五電磁閥5開啟，第一電磁閥1、第二電磁閥2和第四電磁閥4關閉；洗脫液池33中的洗脫液通過蠕動泵6流經富集柱7，洗脫掉富集柱7上吸附的待測污染物，待測污染物通過第五電磁閥5流至流通池55；所述的富集柱7為石英管富集柱，其石英管內填充大孔吸附樹脂。所述水樣品流經富集柱7的流速為2.0-3.5ml/min。所述的清洗液流經富集柱7的流速為1.5-4.5ml/min。所述的洗脫液流經富集柱7的流速為2.5-4.5ml/min。所述的管道為硅膠管、聚四氟乙烯管、聚苯乙烯管或聚乙烯管。
所述的程序主控制器的電源開關和操作面板設置在機箱(9)的前面板上；其操作面板上設有起鼓工藝制作的功能鍵和數(shù)字鍵，以備進行參數(shù)輸入；其操作面板上還設有電源、時間倒計時及各電磁閥開啟/關閉狀態(tài)的指示燈。
本實用新型提供的水樣分配裝置，其整機大小長330mm×寬245mm×高166mm；電源開關與操作面板均位于機箱同側；操作面板上有三個功能鍵和十個數(shù)字鍵，按鍵均經起鼓工藝，可進行參數(shù)輸入；操作面板上還置有電源指示、工作閥門指示與時間倒計時指示，以便于操作者了解其工作狀態(tài)；五個電磁閥置于機箱內部，通過程序主控制器控制電磁閥開/關并循環(huán)進行，樣品可經過電磁閥進行在線分配；分配管道可選擇硅膠管、聚四氟乙烯管、聚苯乙烯管、聚乙烯管等，選擇面廣。
該儀器抗高負荷、采樣頻率高、性能穩(wěn)定、自動化功能強、操作簡單，可以非常方便的與采樣裝置、動力裝置、水樣預處理裝置、自動清洗裝置和分析單元集成化，特別適合作為水質監(jiān)測系統(tǒng)，如便攜式、自動化的船載走航監(jiān)測系統(tǒng)中的配水單元，為環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)的集成化提供有力的支持。
本分配控制器與現(xiàn)有的樣品分配儀器相比優(yōu)點是程序控制閥門的周期性開/關并循環(huán)進行，自動化程度高，分配效率高，性能穩(wěn)定，便于攜帶，成本低廉，不僅可用于在線環(huán)境監(jiān)測，也可供大專院校、科研院所進行室內實驗，從而具有廣闊的應用前景。
附圖1為本實用新型的結構示意圖；附圖2為本實用新型的機箱及設置在機箱內的各電磁閥的示意圖；其中第一電磁閥1 第二電磁閥2 第三電磁閥3第四電磁閥4 第五電磁閥5 蠕動泵6富集柱7 熒光傳感器8 樣品池11清洗液池22 洗脫液池33 廢液池44流通池55 管道111、222、333、444、555機箱9程序主控制器10具體實施方式
以下結合附圖及實施例進一步描述本實用新型。
實施例1.
本實施例為使用本實用新型的水樣分配裝置，在線檢測河水中的熒光性有機污染物首先，將本實用新型的水樣分配裝置的位于機箱9內的與第一電磁閥1相連通的管道111與樣品池11相連通；與第二電磁閥2相連通的管道222與清洗池22相連通；與第三電磁閥3相連通的管道333與洗脫池33相連通；與第四電磁閥4相連通的管道444與廢液池44相連通；與第五電磁閥5相連通的管道555與流通池55相連通；將第一電磁閥1、第二電磁閥2和第三電磁閥3的另一端分別通過管道與蠕動泵6相連通；將第四電磁閥4和第五電磁閥5的另一端分別通過管道與富集柱7相連通；再用程序主控制器10按下述程序控制各電磁閥開啟或關閉a)程序主控制器首先控制第一電磁閥1和第四電磁閥4開啟，第二電磁閥2、第三電磁閥3和第五電磁閥5關閉；樣品池11中的水樣品通過蠕動泵6流經富集柱7，剩余水樣品通過第四電磁閥4流至廢液池44；b)程序主控制器再控制第二電磁閥2和第四電磁閥4開啟，第一電磁閥1、第三電磁閥(3)和第五電磁閥5關閉；清洗池22中的清洗液通過蠕動泵6流經富集柱7，洗去富集柱7上的雜質，雜質通過第四電磁閥4流至廢液池44；c)程序主控制器又控制第三電磁閥3和第五電磁閥5開啟，第一電磁閥1、第二電磁閥2和第四電磁閥4關閉；洗脫液池33中的洗脫液通過蠕動泵6流經富集柱7，洗脫掉富集柱7上吸附的待測污染物，待測污染物通過第五電磁閥5流至流通池55；待測污染物進入放置在流通池55中的熒光傳感器8，熒光傳感器8對待測污染物進行檢測或監(jiān)測；程序主控制器控制各電磁閥循環(huán)重復上述a)至c)的控制步驟，便實現(xiàn)了環(huán)境水樣在線自動檢/監(jiān)測。
本實施例中富集柱7為石英管富集柱，其石英管內填充大孔吸附樹脂，外徑1cm，內徑0.8cm，長5cm。水樣品流經富集柱7的流速為2.0ml/min，過程持續(xù)時間120秒。
所述的清洗液為含20％乙腈(V∶V)的水溶液，流經富集柱7的流速為1.5ml/min。
所述的洗脫液為含50％乙腈(V∶V)的水溶液，流經富集柱7的流速為2.5ml/min，過程持續(xù)時間100秒。
所述的管道為硅膠管、聚四氟乙烯管、聚苯乙烯管或聚乙烯管。
實施例2.
本實施例為使用本實用新型的水樣分配裝置，在線檢測河水中的有毒重金屬離子首先，將本實用新型的水樣分配裝置的機箱9內的與第一電磁閥1相連通的管道111與樣品池11相連通；與第二電磁閥2相連通的管道222與清洗池22相連通；與第三電磁閥3相連通的管道333與洗脫池33相連通；與第四電磁閥4相連通的管道444與廢液池44相連通；與第五電磁閥5相連通的管道555與流通池55相連通；將第一電磁閥1、第二電磁閥2和第三電磁閥3的另一端分別通過管道與蠕動泵6相連通；將第四電磁閥4和第五電磁閥5的另一端分別通過管道與富集柱7相連通；再用程序主控制器按下述順序控制各電磁閥開啟或關閉
a)程序主控制器首先控制第一電磁閥1和第四電磁閥4開啟，第二電磁閥2、第三電磁閥3和第五電磁閥5關閉；樣品池11中的水樣品通過蠕動泵6流經富集柱7，剩余水樣品通過第四電磁閥4流至廢液池44；b)程序主控制器再控制第二電磁閥2和第四電磁閥4開啟，第一電磁閥1、第三電磁閥(3)和第五電磁閥5關閉；清洗池22中的清洗液通過蠕動泵6流經富集柱7，洗去富集柱7上的雜質，雜質通過第四電磁閥4流至廢液池44；c)程序主控制器又控制第三電磁閥3和第五電磁閥5開啟，第一電磁閥1、第二電磁閥2和第四電磁閥4關閉；洗脫液池33中的洗脫液通過蠕動泵6流經富集柱7，洗脫掉富集柱7上吸附的待測污染物，待測污染物通過第五電磁閥5流至流通池55；待測污染物進入原子吸收分光光度計8，原子吸收分光光度計8對待測污染物進行檢測或監(jiān)測；主控制器控制各電磁閥循環(huán)重復上述a)至c)的控制步驟，便實現(xiàn)了環(huán)境水樣在線自動檢/監(jiān)測。
本實施例中富集柱7為石英管富集柱，其石英管內填充離子螯合樹脂，外徑1cm，內徑0.8cm，長5cm。水樣品流經富集柱7的流速為2.5ml/min，過程持續(xù)時間150秒。
所述的清洗液為純水，流經富集柱7的流速為2.5ml/min。
所述的洗脫液為0.1moL/L的鹽酸水溶液，流經富集柱7的流速為2.5ml/min，過程持續(xù)時間100秒。
所述的管道為硅膠管、聚四氟乙烯管、聚苯乙烯管或聚乙烯管。
實施例3.
本實施例為使用本實用新型的水樣分配裝置，在線分離并檢測河水中的多環(huán)芳烴首先，將本實用新型的水樣分配裝置機箱9內的與第一電磁閥1相連通的管道111與樣品池11相連通；與第二電磁閥2相連通的管道222與清洗池22相連通；與第三電磁閥3相連通的管道333與洗脫池33相連通；與第四電磁閥4相連通的管道444與廢液池44相連通；與第五電磁閥5相連通的管道555與流通池55相連通；將第一電磁閥1、第二電磁閥2和第三電磁閥3的另一端分別通過管道與蠕動泵6相連通；將第四電磁閥4和第五電磁閥5的另一端分別通過管道與富集柱7相連通；再用程序主控制器按下述順序控制各電磁閥開啟或關閉a)程序主控制器首先控制第一電磁閥1和第四電磁閥4開啟，第二電磁閥2、第三電磁閥3和第五電磁閥5關閉；樣品池11中的水樣品通過蠕動泵6流經富集柱7，剩余水樣品通過第四電磁閥4流至廢液池44；b)程序主控制器再控制第二電磁閥2和第四電磁閥4開啟，第一電磁閥1、第三電磁閥(3)和第五電磁閥5關閉；清洗池22中的清洗液通過蠕動泵6流經富集柱7，洗去富集柱7上的雜質，雜質通過第四電磁閥4流至廢液池44；c)程序主控制器又控制第三電磁閥3和第五電磁閥5開啟，第一電磁閥1、第二電磁閥2和第四電磁閥4關閉；洗脫液池33中的洗脫液通過蠕動泵6流經富集柱7，洗脫掉富集柱7上吸附的待測污染物，待測污染物通過第五電磁閥5流至流通池55；待測污染物進入HPLC-UV進行分離，分離后以紫外檢測器對待測污染物進行檢測或監(jiān)測；主控制器控制各電磁閥循環(huán)重復上述a)至c)的控制步驟，便實現(xiàn)了環(huán)境水樣在線自動檢/監(jiān)測。
本實施例中富集柱7為石英管富集柱，其石英管內填充C-18鍵合硅膠，外徑1cm，內徑0.8cm，長5cm。水樣品流經富集柱7的流速為3.5ml/min，過程持續(xù)時間200秒。
所述的清洗液為含30％乙腈(V∶V)的水溶液，流經富集柱7的流速為4.0ml/min。
所述的洗脫液為含50％甲醇(V∶V)的水溶液，流經富集柱7的流速為4.5ml/min，過程持續(xù)時間100秒。
所述的管道為硅膠管、聚四氟乙烯管、聚苯乙烯管或聚乙烯管。
實際上，水樣品流流經富集柱7的流速，清洗液流經富集柱7的流速，及洗脫液流經富集柱7的流速可以不作限定(上述實施例中的流速只是實施例的較佳選擇)，可根據(jù)需要由操作人員自行掌握，這屬于本領域的普通技術人員應該掌握的技術。
權利要求1.一種水樣分配裝置，其特征在于，包括一機箱；設置在機箱內的第一電磁閥(1)、第二電磁閥(2)、第三電磁閥(3)、第四電磁閥(4)和第五電磁閥(5)；所述第一電磁閥(1)、第二電磁閥(2)和第三電磁閥(3)的一端分別通過管道與蠕動泵(6)相連，另一端分別通過管道與水樣樣品池(11)、清洗池(22)和洗脫液池(33)相連通；所述第四電磁閥4和第五電磁閥5的一端分別通過管道與富集柱(7)相連，另一端分別通過管道與廢液池(44)和流通池(55)相連通；流通池(55)內放置有檢測器(8)；以及按下述從a)至c)的程序反復循環(huán)程序控制各電磁閥開啟/關閉動作的程序主控制器(10)；所述從a)至c)的程序為a)程序主控制器首先控制第一電磁閥(1)和第四電磁閥(4)開啟，第二電磁閥(2)、第三電磁閥(3)和第五電磁閥(5)關閉；樣品池(11)中的水樣品通過蠕動泵(6)流經富集柱(7)，剩余水樣品通過第四電磁閥(4)流至廢液池(44)；關閉b)程序主控制器再控制第二電磁閥(2)和第四電磁閥(4)開啟，第一電磁閥(1)、第三電磁閥(3)和第五電磁閥(5)關閉；清洗池(22)中的清洗液通過蠕動泵(6)流經富集柱(7)，洗去富集柱(7)上的雜質，雜質通過第四電磁閥(4)流至廢液池(44)；c)程序主控制器又控制第三電磁閥(3)和第五電磁閥(5)開啟，第一電磁閥(1)、第二電磁閥(2)和第四電磁閥(4)關閉；洗脫液池(33)中的洗脫液通過蠕動泵(6)流經富集柱(7)，洗脫掉富集柱(7)上吸附的待測污染物，待測污染物通過第五電磁閥(5)流至流通池(55)。
2.按權利要求1所述的水樣分配裝置，其特征在于，所述的富集柱(7)為石英管富集柱，其石英管內填充大孔吸附樹脂。
3.按權利要求1所述的水樣分配裝置，其特征在于，水樣品流經富集柱(7)的流速為2.0-3.5ml/min。
4.按權利要求1所述的水樣分配裝置，其特征在于，所述的清洗液流經富集柱(7)的流速為1.5-4.0ml/min。
5.按權利要求1所述的水樣分配裝置，其特征在于，所述的洗脫液流經富集柱(7)的流速為2.5-4.5ml/min。
6.按權利要求1所述的水樣分配裝置，其特征在于，所述的管道為硅膠管、聚四氟乙烯管、聚苯乙烯管或聚乙烯管。
7.按權利要求1所述的水樣分配裝置，其特征在于，所述的程序主控制器的電源開關和操作面板設置在機箱(9)的前面板上；其操作面板上設有起鼓工藝制作的功能鍵和數(shù)字鍵，以備進行參數(shù)輸入；其操作面板上還設有電源、時間倒計時及各電磁閥開啟/關閉狀態(tài)的指示燈。
專利摘要本實用新型和涉及的水樣分配裝置，包括一機箱；設置在機箱內的第一、二、三、四、和第五電磁閥；第一、二和第三電磁閥的一端分別通過管道與蠕動泵相連，另一端分別通過管道與水樣樣品池、清洗池和洗脫液池相連通；第四和第五電磁閥的一端分別通過管道與富集柱相連，另一端分別通過管道與廢液池和流通池相連通；流通池內放置有檢測器；程序主控制器反復循環(huán)程序控制各電磁閥開啟/關閉動作并循環(huán)進行，以使各電磁閥按需要開啟或關閉，而達到環(huán)境水樣在線自動檢測/監(jiān)測的水樣分配。具有自動化程度高，分配效率高，性能穩(wěn)定，使用方便，成本低廉，適用范圍廣等諸多優(yōu)點，具有廣闊的應用前景。
文檔編號G01N1/28GK2779406SQ20042005838
公開日2006年5月10日 申請日期2004年12月10日 優(yōu)先權日2004年12月10日
發(fā)明者林金明, 王栩, 魏彥林 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心