高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括取樣裝置、進樣裝置、水樣前處理裝置、離子色譜分析裝置和數(shù)據(jù)采集處理裝置；取樣裝置，用于從監(jiān)測點自動提取并存儲水樣；進樣裝置，用于從取樣裝置中抽取水樣并將水樣推入水樣前處理裝置，并將經(jīng)水樣前處理裝置處理后的水樣推入離子色譜分析裝置；水樣前處理裝置，用于去除水樣中的干擾雜質；離子色譜分析裝置，用于對經(jīng)前處理后的水樣生成相應的高氯酸根圖譜信息；數(shù)據(jù)采集處理裝置，用于讀取離子色譜分析裝置生成的高氯酸根圖譜信息以確定水樣中高氯酸根的含量。實現(xiàn)了高氯酸根的在線監(jiān)測，提高了檢測精度，并滿足了多處污染源的實時監(jiān)測需求，為水質監(jiān)測提供了便利。
【專利說明】高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及水質監(jiān)測領域，特別地，涉及一種用于水質監(jiān)測的高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]近年來，影響我國水質安全的水污染事件屢有發(fā)生，而水環(huán)境的污染，不僅會影響人們的正常生活和身體健康，還會給社會造成較大經(jīng)濟損失。高氯酸根是一種環(huán)境殘留物，由于高氯酸根在人體甲狀腺部位相對集中可能影響人體健康，故針對地表水和飲用水有必要進行高氯酸根監(jiān)測。
[0003]現(xiàn)有的高氯酸根離子色譜測定法主要應用于實驗室中，且大多數(shù)實驗過程需要人工干預操作，測量前針對復雜的水樣，需要較為繁瑣的水樣前處理，而傳統(tǒng)的實驗室水質監(jiān)測難以滿足在線監(jiān)測的需求，且實驗室水質監(jiān)測亦存在人工采樣實時性差、取樣設備與分析設備不連用導致的操作繁瑣等缺陷。
實用新型內容
[0004]本實用新型目的在于提供一種高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的水質監(jiān)測中高氯酸根無法實現(xiàn)在線監(jiān)測的技術問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0006]一種高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括取樣裝置、進樣裝置、水樣前處理裝置、離子色譜分析裝置和數(shù)據(jù)采集處理裝置；
[0007]取樣裝置，用于從監(jiān)測點自動提取并存儲水樣；
[0008]進樣裝置，用于從取樣裝置中抽取水樣并將水樣推入水樣前處理裝置，并將經(jīng)水樣前處理裝置處理后的水樣推入離子色譜分析裝置；
[0009]水樣前處理裝置，用于去除水樣中的干擾雜質；
[0010]離子色譜分析裝置，用于對經(jīng)水樣前處理裝置處理后的水樣生成相應的高氯酸根圖譜信息；
[0011]數(shù)據(jù)采集處理裝置，用于讀取離子色譜分析裝置生成的高氯酸根圖譜信息以確定水樣中高氯酸根的含量。
[0012]進一步地，取樣裝置包括:
[0013]依次連接的取水泵、儲水箱、配水泵及取樣杯，取水泵的輸入端、取水泵與儲水箱之間的連接管道、儲水箱與配水泵之間的連接管道和配水泵與取樣杯之間的連接管道中的至少一處上設有電磁開關，電磁開關、取水泵和配水泵均接收數(shù)據(jù)采集處理裝置的控制指令工作。
[0014]進一步地，儲水箱和取樣杯中的至少一個設有過濾單元。
[0015]進一步地，儲水箱和取樣杯中均設有液位開關，數(shù)據(jù)采集處理裝置經(jīng)PLC控制器連接電磁開關、取水泵和配水泵，液位開關電連接PLC控制器，PLC控制器根據(jù)接收的與儲水箱對應的液位開關的液位信號控制取水泵動作；PLC控制器根據(jù)接收的與取樣杯對應的液位開關的液位信號控制配水泵動作。
[0016]進一步地，進樣裝置包括:
[0017]進樣本體，進樣本體設有多個用于輸入輸出的端口，其中，多個用于輸入輸出的端口包括:用于輸入來自取樣裝置的水樣的第一端口、用于輸出水樣至水樣前處理裝置的第二端口、用于回收經(jīng)水樣前處理裝置處理后水樣的第三端口、用于連通至離子色譜分析裝置的第四端口和用于連通至抽吸單元的第五端口，抽吸單元用于產(chǎn)生抽吸動力以驅動進樣本體內的水樣的吸入或者流出。
[0018]進一步地，第五端口包括徑直連通至抽吸單元的第一支路及設有紅外對管的第二支路，第一支路和第二支路經(jīng)三通電磁閥并聯(lián)連接，實現(xiàn)兩支路的切換。
[0019]進一步地，抽吸單元為注射器，注射器的抽吸經(jīng)步進電機驅動。
[0020]進一步地，進樣本體還設有用于輸入輔助試樣的多個輔助端口。
[0021]進一步地，水樣前處理裝置包括:
[0022]膜過濾單元、固相萃取單元和紫外消解單元，
[0023]進樣裝置經(jīng)多通道選擇閥連通至膜過濾單元、固相萃取單元和紫外消解單元中的至少一個。
[0024]進一步地，數(shù)據(jù)采集處理裝置連接用于遠程上傳數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸模塊。
[0025]本實用新型具有以下有益效果:
[0026]本實用新型高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)，集成了取樣裝置、進樣裝置、水樣前處理裝置、離子色譜分析裝置和數(shù)據(jù)采集處理裝置，實現(xiàn)了高氯酸根離子色譜分析檢測的自動取樣、自動進樣和前處理，且各部件之間連用，實現(xiàn)了高氯酸根的在線監(jiān)測，克服了實驗室檢測的實時性差、可靠性低的缺陷，提高了檢測精度，并滿足了多處污染源的實時監(jiān)測需求，為水質監(jiān)測提供了便利。
[0027]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0029]圖1是本實用新型優(yōu)選實施例高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)的原理方框示意圖；
[0030]圖2是本實用新型優(yōu)選實施例中取樣裝置的結構示意圖；以及
[0031]圖3是本實用新型優(yōu)選實施例中進樣裝置、水樣前處理裝置及離子色譜分析裝置的組合結構示意圖。
[0032]附圖標記說明:
[0033]10、取樣裝置；20、進樣裝置；30、水樣前處理裝置；40、離子色譜分析裝置；50、數(shù)據(jù)采集處理裝置；11、取水泵；12、儲水箱；13、配水泵；14、取樣杯；121、濾芯；123、第一液位開關；141、過濾頭；143、第二液位開關；15、PLC控制器；16、電磁開關；17、繼電器組；18、接觸器組；21、進樣本體；211、第一端口 ；212、第二端口 ；213、第三端口 ；214、第四端口 ；215、第五端口 ；216、輔助端口 ；22、抽吸單元；23、紅外對管；31、膜過濾單元；32、固相萃取單元；33、紫外消解單元；34、多通道選擇閥；51、數(shù)據(jù)傳輸模塊。

【具體實施方式】
[0034]以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0035]參照圖1，本實用新型的優(yōu)選實施例提供了一種高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的水質檢測中高氯酸根離子色譜檢測無法實現(xiàn)在線監(jiān)測的問題。本實施例在線監(jiān)測系統(tǒng)包括取樣裝置10、進樣裝置20、水樣前處理裝置30、離子色譜分析裝置40和數(shù)據(jù)采集處理裝置50 ;其中，
[0036]取樣裝置10，用于從監(jiān)測點自動提取并存儲水樣；如將在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝在河流、湖泊或者污染源廢水排放口等地方，按周期或者實時地提取并存儲水樣；
[0037]進樣裝置20，用于從取樣裝置10中抽取水樣并將水樣推入水樣前處理裝置30，并將經(jīng)水樣前處理裝置30處理后的水樣推入離子色譜分析裝置40 ；
[0038]水樣前處理裝置30，用于去除水樣中的干擾雜質，干擾雜質為顆粒物和對測量結果有干擾的無機離子或者有機物等，本實施例根據(jù)水樣所含雜質的不同性質去除水樣中的顆粒物、尚子雜質或者有機物雜質等；
[0039]離子色譜分析裝置40，用于對經(jīng)水樣前處理裝置30處理后的水樣生成相應的高氯酸根圖譜信息；
[0040]數(shù)據(jù)采集處理裝置50，用于讀取離子色譜分析裝置40生成的高氯酸根圖譜信息以確定水樣中高氯酸根的含量。
[0041]本實施例在線監(jiān)測系統(tǒng)，能夠按周期或者實時對監(jiān)測點進行采樣、樣品前處理、數(shù)據(jù)分析，從而得到各監(jiān)測點的高氯酸根含量，實現(xiàn)了高氯酸根的在線監(jiān)測，克服了實驗室檢測的實時性差、可靠性低的缺陷，提高了檢測精度，并滿足了多處污染源的實時監(jiān)測需求，為水質監(jiān)測提供了便利。
[0042]參照圖2，本實施例中，取樣裝置10包括:依次連接的取水泵11、儲水箱12、配水泵13及取樣杯14。其中，取水泵11的輸入端、取水泵11與儲水箱12之間的連接管道、儲水箱12與配水泵13之間的連接管道和配水泵13與取樣杯14之間的連接管道中的至少一處上設有電磁開關16。本實施例中，在取水泵11的輸入端和取水泵11與儲水箱12之間的連接管道上設有電磁開關16，在數(shù)據(jù)采集處理裝置50的工作指令下，設于取水泵11的輸入端的電磁開關16導通，取水泵11啟動，從而將監(jiān)測點的水樣抽取至儲水箱12，儲水箱12內設有第一液位開關123，以實時檢測儲水箱12的水位，當儲水箱12內的液位達到預定高度，數(shù)據(jù)采集處理裝置50根據(jù)第一液位開關123的信號控制位于取水泵11的輸入端的電磁開關16截止，并關閉取水泵11。水樣在儲水箱12內沉淀預定時間后，數(shù)據(jù)采集處理裝置50發(fā)出指令控制設于取水泵11與儲水箱12之間的連接管道上的電磁開關16導通并開啟配水泵13，配水泵13開始往取樣杯14中配水樣，取樣杯14中設有第二液位開關143，以實時檢測取樣杯14的水位，當取樣杯14中的水樣達到預定高度，數(shù)據(jù)采集處理裝置50發(fā)出停止配水的指令，以控制設于取水泵11與儲水箱12之間的連接管道上的電磁開關16截止并關閉配水泵13。本實施例取樣裝置10在數(shù)據(jù)采集處理裝置50的控制下實現(xiàn)了對待測水樣的自動提取。
[0043]優(yōu)選地，為了實現(xiàn)對水樣的初級過濾處理，儲水箱12和取樣杯14中的至少一個設有過濾單元。本實施例中，儲水箱12中設有濾芯121，取樣杯14中設有過濾頭141，以實現(xiàn)對取樣過程中水樣的二級過濾處理。
[0044]優(yōu)選地，本實施例中，數(shù)據(jù)采集處理裝置50經(jīng)PLC控制器15控制電磁開關16、取水泵11和配水泵13，PLC控制器15經(jīng)繼電器組17控制電磁開關16的導通或者截止，PLC控制器15經(jīng)接觸器組18控制取水泵11和配水泵13的開啟或者關閉；第一液位開關123和第二液位開關143的檢測信號均反饋至PLC控制器15，從而實現(xiàn)了 PLC控制器15對取樣裝置10的集中控制處理，簡化了數(shù)據(jù)采集處理裝置50的控制邏輯，數(shù)據(jù)采集處理裝置50只需生成實時取樣指令或者周期性間隔取樣指令即可，由PLC控制器15集中控制取樣裝置10的自動取樣過程。
[0045]參照圖3，本實施例中，進樣裝置20包括:進樣本體21，進樣本體21設有多個用于輸入輸出的端口，其中，多個用于輸入輸出的端口包括:用于輸入來自取樣裝置10的水樣的第一端口 211、用于輸出水樣至水樣前處理裝置30的第二端口 212、用于回收經(jīng)水樣前處理裝置30處理后水樣的第三端口 213、用于連通至離子色譜分析裝置40的第四端口 214和用于連通至抽吸單元22的第五端口 215，抽吸單元22用于產(chǎn)生抽吸動力以驅動進樣本體21內的水樣的吸入或者流出。本實施例中，進樣本體21為五聯(lián)體閥，即由五個互相連通的閥體單元構成，每個閥體單元上均設有兩個端口，故五聯(lián)體閥共設有十個端口，本實施例中五聯(lián)體閥的多余端口則為用于輸入輔助試樣的輔助端口 216，輔助端口 216用于分別輸入標準樣A、蒸餾水B、酸性介質或者堿性介質等輔助試劑C，以對待測水樣進行中和處理或者對比檢測，從而提聞檢測精度。
[0046]優(yōu)選地，本實施例中，與第五端口 215相連通的抽吸單元22為注射器，注射器的抽吸經(jīng)步進電機驅動，以對進樣本體21內產(chǎn)生抽吸或者推出的動力。本實施例中,第五端口 215包括徑直連通至抽吸單元22的第一支路及設有紅外對管23的第二支路，第一支路和第二支路經(jīng)三通電磁閥并聯(lián)連接，實現(xiàn)兩支路切換。設有紅外對管23的第二支路用于在進樣本體21在采樣和取試劑的過程中對采樣量進行精準計量。進樣本體21需要采樣時，導通第一端口 211和第五端口 215，關閉其余端口，在注射器的抽吸動力作用下實現(xiàn)抽吸采樣；當需要抽取其余試劑時，導通相應的端口，并關閉余下的端口，同理，在注射器的抽吸動力作用下實現(xiàn)抽取。紅外對管23利用光檢測原理來判斷試劑或者水樣的有無，從而實現(xiàn)缺水樣或者缺試劑的報警，以免將空氣注入到離子色譜分析裝置40內。本實施例中，抽吸單元22的輸入輸出口設有三通電磁閥K，在實現(xiàn)將水樣經(jīng)第四端口 214推入離子色譜分析裝置40的過程前，抽吸單元22經(jīng)三通電磁閥K連通空氣以抽取氣源，再經(jīng)三通電磁閥K連通第五端口 215，采用高壓進樣的方式將水樣推入離子色譜分析裝置40。
[0047]優(yōu)選地，本實施例中，水樣前處理裝置30包括:膜過濾單元31、固相萃取單元32和紫外消解單元33，進樣裝置20經(jīng)多通道選擇閥34連通至膜過濾單元31、固相萃取單元32和紫外消解單元33中的至少一個。水樣前處理裝置30經(jīng)多通道選擇閥34連通膜過濾單元31、固相萃取單元32和紫外消解單元33，從而具有多通道選擇功能，以滿足單一前處理或者多種前處理復合的前處理工藝要求。其中，膜過濾單元31用于過濾水樣中的顆粒物雜質，固相萃取單元32用于過濾水樣中的銀離子等離子雜質，紫外消解單元33采用紫外線消解工藝去除水樣中有機物雜質，本領域技術人員可根據(jù)水樣的性質選擇單一或者復合的水樣前處理工藝。
[0048]經(jīng)水樣前處理后的水樣再經(jīng)進樣裝置20高壓推入離子色譜分析裝置40，得到相應的高氯酸根圖譜信息，數(shù)據(jù)采集處理裝置50根據(jù)高氯酸根圖譜信息以確定水樣中高氯酸根的含量?，F(xiàn)有技術中，工作人員對圖譜信息進行人工分析以獲取高氯酸根含量，會耗費大量時間，影響水質監(jiān)測的效率。本實施例，通過數(shù)據(jù)采集處理裝置50讀取圖譜信息，顯示水樣中高氯酸根的含量，具有智能化、檢測效率高的優(yōu)點。優(yōu)選地，為了便于遠程監(jiān)控中心對多個待檢測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計及分析處理，本實施例中，數(shù)據(jù)采集處理裝置50連接用于遠程上傳數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸模塊51，遠程監(jiān)控中心通過數(shù)據(jù)傳輸模塊51可以查詢在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和運行情況。本實施例中，數(shù)據(jù)傳輸模塊51與遠程監(jiān)控中心之間一般采用TCP/IP的通信協(xié)議實現(xiàn)通信，并且支持GPRS/CDMA/3G/VPN等多種通訊方式，從而將數(shù)據(jù)采集處理裝置50的監(jiān)測信息實時傳輸給遠程監(jiān)控中心。
[0049]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括取樣裝置(10)、進樣裝置(20)、水樣前處理裝置(30)、離子色譜分析裝置(40)和數(shù)據(jù)采集處理裝置(50)； 所述取樣裝置(10)，用于從監(jiān)測點自動提取并存儲水樣； 所述進樣裝置(20)，用于從所述取樣裝置(10)中抽取水樣并將所述水樣推入所述水樣前處理裝置(30)，并將經(jīng)所述水樣前處理裝置(30)處理后的水樣推入所述離子色譜分析裝置(40)； 所述水樣前處理裝置(30)，用于去除水樣中的干擾雜質； 所述離子色譜分析裝置(40)，用于對經(jīng)所述水樣前處理裝置(30)處理后的水樣生成相應的高氯酸根圖譜信息； 所述數(shù)據(jù)采集處理裝置(50)，用于讀取所述離子色譜分析裝置(40)生成的高氯酸根圖譜信息以確定水樣中高氯酸根的含量。
2.根據(jù)權利要求1所述的高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述取樣裝置(10)包括: 依次連接的取水泵(11)、儲水箱(12)、配水泵(13)及取樣杯(14)，所述取水泵(11)的輸入端、所述取水泵(11)與所述儲水箱(12)之間的連接管道、所述儲水箱(12)與所述配水泵(13)之間的連接管道和所述配水泵(13)與所述取樣杯(14)之間的連接管道中的至少一處上設有電磁開關(16)，所述電磁開關(16)、所述取水泵(11)和所述配水泵(13)均接收所述數(shù)據(jù)采集處理裝置(50)的控制指令工作。
3.根據(jù)權利要求2所述的高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于， 所述儲水箱(12)和所述取樣杯(14)中的至少一個設有過濾單元。
4.根據(jù)權利要求2所述的高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于， 所述儲水箱(12)和所述取樣杯(14)中均設有液位開關，所述數(shù)據(jù)采集處理裝置(50)經(jīng)PLC控制器(15)連接所述電磁開關(16)、所述取水泵(11)和所述配水泵(13)，所述液位開關電連接所述PLC控制器(15)，所述PLC控制器(15)根據(jù)接收的與所述儲水箱(12)對應的液位開關的液位信號控制所述取水泵(11)動作；所述PLC控制器(15)根據(jù)接收的與所述取樣杯(14)對應的液位開關的液位信號控制所述配水泵(13)動作。
5.根據(jù)權利要求1所述的高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述進樣裝置(20)包括: 進樣本體(21)，所述進樣本體(21)設有多個用于輸入輸出的端口，其中，所述多個用于輸入輸出的端口包括:用于輸入來自所述取樣裝置(10)的水樣的第一端口(211)、用于輸出水樣至所述水樣前處理裝置(30)的第二端口(212)、用于回收經(jīng)所述水樣前處理裝置(30)處理后水樣的第三端口(213)、用于連通至所述離子色譜分析裝置(40)的第四端口(214)和用于連通至抽吸單元(22)的第五端口(215)，所述抽吸單元(22)用于產(chǎn)生抽吸動力以驅動所述進樣本體(21)內的水樣的吸入或者流出。
6.根據(jù)權利要求5所述的高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于， 所述第五端口(215)包括徑直連通至所述抽吸單元(22)的第一支路及設有紅外對管(23)的第二支路，所述第一支路和所述第二支路經(jīng)三通電磁閥并聯(lián)連接，實現(xiàn)兩支路的切換。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于， 所述抽吸單元(22)為注射器，所述注射器的抽吸經(jīng)步進電機驅動。
8.根據(jù)權利要求5所述的高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于， 所述進樣本體(21)還設有用于輸入輔助試樣的多個輔助端口(216)。
9.根據(jù)權利要求1所述的高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述水樣前處理裝置(30)包括: 膜過濾單元(31)、固相萃取單元(32)和紫外消解單元(33)， 所述進樣裝置(20)經(jīng)多通道選擇閥(34)連通至所述膜過濾單元(31)、固相萃取單元(32)和紫外消解單元(33)中的至少一個。
10.根據(jù)權利要求1的高氯酸根在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)采集處理裝置(50)連接用于遠程上傳數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸模塊(51)。
【文檔編號】G01N30/88GK203981646SQ201420243622
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權日:2014年5月13日
【發(fā)明者】范藝斌, 謝永洪, 鄒雄偉, 張丹, 楊坪 申請人:力合科技（湖南）股份有限公司