本發(fā)明涉及氧化物檢測領域，尤其是一種總剩余氧化物在線實時檢測裝置及檢測方法。

背景技術(shù)：

目前在線測量余氯檢測儀主要采用以下兩種形式：

(1)傳感器法：傳感器采用的是離子選擇電極，電極一般有兩種形式：敞開式電極和膜覆式電極。敞開式電極用鉑合金做陰極，銅做反電極(陽極)。由于測量過程中敞開式電極被氧化或覆蓋(氧化銅)，所以，必須一刻不停地用粗糙的沙石等物體來摩擦。膜覆式電極用金做陰極，銀-氯化銀做陽極。電極內(nèi)充有PH值較為理想而且電導率穩(wěn)定的電解液，它與被測液體通過一層選擇性滲透膜相隔離。測量時，儀表給電極兩端施加—穩(wěn)定的電壓，次氯酸滲透進電極內(nèi)部在電極之間形成極化電流。此方法有諸多的影響因素：①樣品的pH值：在pH值小于5或者大于10時，此方法誤差極大；②溫度：樣品的溫度對測定結(jié)果有一定的影響；③流經(jīng)電極時的流速：流速快，會降低測定值，流速慢會減低傳感器靈敏度；④氣泡：氣泡會使檢測結(jié)果偏低。由于受諸多上述因素的影響，在取樣條件不穩(wěn)定的情況下，使用此法誤差較大。

(2)DPD法：DPD法是實驗室分析余氯時的國際標準方法，當PH值為6.3-6.6時，DPD指示劑與余氯發(fā)生反應，溶液會變?yōu)榧t紫色，在特定光譜的照射下，吸光度與余氯的濃度呈線性關(guān)系。此方法與進樣的PH值、溫度、流速等都沒有關(guān)系，受水樣成分和狀態(tài)影響小，因此檢測結(jié)果更為準確，在要求比較高的用戶中得到廣泛應用。該方法也存在一定的缺陷：①藥品需要更換，尤其是DPD粉末在高溫下容易被氧化；②無法實時讀取數(shù)據(jù)，傳感器法反應很快，DPD法由于需要進樣、水樣穩(wěn)定、比色度數(shù)等過程，檢測一次需要3-5分鐘的時間；③比色器潔凈度要求高，如果有粉末或者殘余反應后的有色溶液殘留在比色器表面，會造成度數(shù)偏低。

本發(fā)明能夠解決以上DPD方法中存在的上述缺陷，對實際應用具有很大的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出了一種總剩余氧化物在線實時檢測裝置及檢測方法，其解決了在線使用時的水樣不穩(wěn)、讀數(shù)不穩(wěn)、藥劑結(jié)晶導致管路堵塞等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種總剩余氧化物在線實時檢測裝置，包括托盤，其中，還包括藥瓶、進水閥、出水閥、反應室和打藥泵,藥瓶、進水閥、反應室和打藥泵均設置在托盤上，所述檢測室鑲嵌在反應室內(nèi)，反應室的底部通過管路與藥瓶連接，反應室和打藥泵連接，反應室分別與進水閥和出水閥連接，反應室的側(cè)壁上設有檢測室試樣顏色檢測光源Ⅰ和檢測室液位檢測光源Ⅱ，對應的在反應室的另一側(cè)壁上設有光電接收器，光電接收器和檢測室液位檢測光源Ⅱ?qū)ΨQ設置在反應室的兩側(cè)壁上，光電接收器和檢測室試樣顏色檢測光源Ⅰ之間呈一定角度的設置在反應室的兩側(cè)壁上，其角度為0-45°；所述反應室內(nèi)設有透明管，透明管通過接頭螺母設置在反應室內(nèi)，檢測室試樣顏色檢測光源I、檢測室液位檢測光源II和光電傳感器設置在透明管的外側(cè)。

本發(fā)明中，所述藥瓶的外側(cè)設有液位檢測裝置，所述液位檢測裝置的內(nèi)側(cè)側(cè)壁上由下至上依次間隔設置數(shù)個藥瓶液位檢測光電接收器，對應的在液位檢測裝置的另一內(nèi)側(cè)側(cè)壁上由下至上依次檢測設置數(shù)個藥瓶液位檢測光源，藥瓶液位檢測光電接收器與藥瓶液位檢測光源一一對應。

所述藥瓶液位檢測光源的波長為450-589nm，藥瓶液位檢測光電接收器用于接受來自藥瓶液位檢測光源透過藥瓶的光的變化。

所述檢測室液位檢測光源Ⅱ的波長為450-589nm，優(yōu)選為500-560nm，色溫3000-6000mCd。

所述檢測室試樣顏色檢測光源Ⅰ的波長為610-760nm，優(yōu)選為650-760nm，色溫3000-6000mCd。

當光電接收器和檢測室試樣顏色檢測光源Ⅰ之間的傾斜角度為18°時檢測效果最佳。

所述藥瓶與反應室連接的管路上設有止回閥。止回閥可以控制藥劑不會倒流至藥瓶2。

所述反應室與進水閥連接的管路上設有調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)反應室內(nèi)的進水量，進水閥與打水泵連接。

所述藥瓶通過藥瓶支架固定在托盤上，進水閥通過進水閥支架固定在托盤上，打藥泵通過打藥泵固定架固定在托盤上。

還包括控制單元，所述的控制單元分別與打藥泵、打水泵、進水閥、調(diào)節(jié)閥、出水閥、藥瓶液位檢測光電接收器和光電接收器連接?？刂茊卧梢詸z測從試劑瓶中汲取藥劑的次數(shù)，定期控制打藥泵汲取藥劑加入反應室，計算剩余藥劑總量并輸出結(jié)果；并且通過透明管內(nèi)液位變化的檢測，實現(xiàn)檢測室中總剩余氧化物的實時檢測，提高了檢測結(jié)果的準確度和實時性。在控制單元的控制下，透明管內(nèi)汲取的水量固定，定次數(shù)加入水樣，保證了檢測室內(nèi)的穩(wěn)定水流和固定總量，同樣減小了檢測結(jié)果的誤差。另外，控制單元實時監(jiān)控藥瓶中藥劑的余量，通過蜂鳴器或其他警示裝置發(fā)出報警以提示使用者增加藥劑，實現(xiàn)藥劑的余量控制和及時添加。因此，控制電路通過接收各個傳感器數(shù)據(jù)、光電信號等數(shù)據(jù)并將計算結(jié)果反饋至客戶端或者其他輸出裝置，能夠檢測到透明管內(nèi)液位的變化以確定液位、控制試劑的注入、實現(xiàn)水中總剩余氧化物含量的實時檢測。

所述的控制單元可以為單片機、PLC或者其他能夠起到相同作用的電子元器件。

本發(fā)明還包括一種總剩余氧化物在線實時檢測方法，其中包括以下步驟：

(1)汲取水樣：進水閥打開，水樣通過進水閥自動進入檢測室的透明管內(nèi)，光電接收器16監(jiān)控檢測室試樣液位檢測光源Ⅱ發(fā)出的檢測光通過透明管的變化；

(2)加入試劑：打藥泵動作，打藥泵自動從藥瓶內(nèi)汲取檢測試劑，并將檢測試劑加入透明管內(nèi)的檢測水樣中，添加的藥劑量由系統(tǒng)程序設定控制；

(3)結(jié)果檢測：加入檢測試劑后，檢測試劑與檢測水樣發(fā)生反應，反應過程中檢測水樣的顏色發(fā)生變化，檢測室試樣顏色檢測光源Ⅰ發(fā)出的檢測光也隨之發(fā)生變化，光電接收器監(jiān)控檢測室試樣顏色檢測光源Ⅰ發(fā)出的檢測光變化，從而得到水樣的總剩余氧化物含量值，取得測量結(jié)果后，出水閥打開將反應后的水樣排出；

(4)管路清洗與疏通：打藥泵定期工作，定期從藥瓶中汲取藥劑進入反應室，出水閥打開，將試劑從出水管中排出，從而對反應室及出水閥系統(tǒng)進行清洗，防止藥劑結(jié)晶堵塞管路。

當總剩余氧化物在線實時檢測裝置包括控制單元時，控制單元控制打水泵動作，將進水閥打開，打水泵自動汲取水樣，汲取的水樣通過進水閥自動進入透明管內(nèi)，同時控制單元對調(diào)節(jié)閥自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了水樣的流量可控，根據(jù)打水泵的打水次數(shù)和調(diào)節(jié)閥內(nèi)水樣的流量控制，控制單元自動算出流入檢測室內(nèi)的水量，從而控制泵入的水樣的量，并自動排出或補足水樣直至額定值，光電接收器監(jiān)控檢測室試樣液位檢測光源Ⅱ發(fā)出的檢測光通過透明管的變化，控制單元通過光電接收器的反饋信號確定注入水樣的量；在控制單元的控制下，打藥泵動作，打藥泵自動從藥瓶內(nèi)汲取檢測試劑，并將檢測試劑加入透明管內(nèi)的檢測水樣中；光電接收器監(jiān)控檢測室試樣顏色檢測光源Ⅰ發(fā)出的檢測光變化，并將反饋信號傳送至控制單元，從而得到水樣的總剩余氧化物含量值；在控制單元的控制下，打藥泵定期工作，從而定期從藥瓶中汲取藥劑進入反應室，并自動控制出水閥的打開，將試劑從出水管中排出，從而對反應室及出水閥系統(tǒng)進行自動清洗。

在上述結(jié)果檢測和管路清洗過程中，控制系統(tǒng)會對藥瓶內(nèi)的液位自動監(jiān)測，其檢測方法包括以下步驟：

(1)藥瓶液位檢測光源分別發(fā)出特定波長的檢測光線，其波長為450-589nm，液位發(fā)生變化時，藥瓶檢測光源發(fā)出的信號會發(fā)生變化；

(2)與各藥瓶液位檢測光源分別對應的藥瓶液位檢測光電接收器接收其信號變化，并將反饋信號傳送至控制單元；

(3)當液位降低到藥瓶最下方的藥瓶液位檢測光電接收器發(fā)出信號的時候，系統(tǒng)判斷液位過低，發(fā)出聲光報警以提示操作者添加藥劑。

在上述結(jié)果和管路清洗過程中，控制系統(tǒng)會對藥瓶內(nèi)的液位自動監(jiān)測，其檢測方法包括以下步驟：操作者將藥劑裝入藥瓶中，然后通過操作面板向控制單元輸入當前藥瓶的藥劑容量，啟動設備進入全自動工作狀態(tài)，控制單元開始計算當前藥劑容量能夠使用的次數(shù)，當設備汲取藥劑的次數(shù)達到控制單元計算的最大值的時候，系統(tǒng)會發(fā)出聲光報警，以提示操作者添加藥劑；添加藥劑后，重復上述步驟。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)能夠?qū)崟r檢測到檢測室內(nèi)液位的變化以確定液位，控制試劑的注入，通過檢測室內(nèi)液位變化的檢測，實現(xiàn)水中總剩余氧化物含量的實時監(jiān)測，提高了檢測結(jié)果的準確度和實時性；

(2)可以UI是監(jiān)控藥劑瓶中藥劑的余量，實現(xiàn)藥劑的余量控制和及時添加；

(3)汲取的水量固定，定次數(shù)加入水樣，保證了檢測室內(nèi)的穩(wěn)定水流和固定總量，減小了檢測結(jié)果的誤差。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中檢測室的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中藥瓶液位監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1托盤；2藥瓶；201藥瓶液位檢測光電接收器Ⅰ；202藥瓶液位檢測光電接收器Ⅱ；203藥瓶液位檢測光電接收器N；204液位檢測裝置；206藥瓶液位檢測光源N；207藥瓶液位檢測光源Ⅱ；208藥瓶液位檢測光源Ⅰ；3藥瓶支架；4進水閥支架；5進水閥；6調(diào)節(jié)閥；7出水閥；8反應室支架；9打藥泵固定架；10打藥泵；11檢測室試樣顏色檢測光源Ⅰ；12檢測室液位檢測光源Ⅱ；13透明管；14止回閥；15反應室；16光電接收器；17接頭螺母。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

如圖1所示，所述總剩余氧化物在線實時檢測裝置包括托盤1、藥瓶2、進水閥5、反應室15和打藥泵10,藥瓶2、進水閥5、反應室15和打藥泵10均設置在托盤1上，其中藥瓶2通過藥瓶支架3固定在托盤1上，進水閥5通過進水閥支架4固定在托盤1上，打藥泵10通過打藥泵固定架9固定在托盤1上。

如圖2所示，所述檢測室鑲嵌在反應室15內(nèi)，反應室15的底部通過管路與藥瓶2連接，同時反應室15和打藥泵10連接，在藥瓶2與反應室15連接的管路上設有止回閥14，止回閥14可以控制藥劑不會倒流至藥瓶2。反應室15分別通過管路與進水閥5和出水閥7連接，反應室15與進水閥5連接的管路上設有調(diào)節(jié)閥6，用于調(diào)節(jié)反應室15內(nèi)的進水量，進水閥5與打水泵連接。同時，反應室15的側(cè)壁上設有檢測室試樣顏色檢測光源Ⅰ11和檢測室液位檢測光源Ⅱ12，對應的在反應室15的另一側(cè)壁上設有光電接收器Ⅰ16。其中檢測室液位檢測光源Ⅱ12用于檢測反應室內(nèi)的液位高度，光源的波長范圍450-589nm，優(yōu)選為500-560nm，色溫3000-6000mCd，光電接收器Ⅰ16和檢測室液位檢測光源Ⅱ12對稱設置在反應室15的兩側(cè)壁上。檢測室試樣顏色檢測光源Ⅰ11用于檢測反應室內(nèi)試樣顏色的變化，光源的波長范圍610-760nm，優(yōu)選為650-760nm，色溫3000-6000mCd。光電接收器16和檢測室試樣顏色檢測光源Ⅰ11之間呈一定角度的設置在反應室15的兩側(cè)壁上，其角度為0-45°，當光電接收器16和檢測室試樣顏色檢測光源Ⅰ11之間的傾斜角度為18°時檢測效果最佳。所述反應室15內(nèi)設有透明管13，透明管13內(nèi)的空間為檢測室，透明管13通過接頭螺母7設置在反應室15內(nèi)，檢測室試樣顏色檢測光源I 11、檢測室液位檢測光源II 12和光電傳感器16設置在透明管13的外側(cè)。檢測室試樣顏色檢測光源I 11與檢測室液位檢測光源II 12發(fā)射的光線通過透明管13被光電接收器16接收。隨著透明管13中液位的提高，其光線強度以及入射角度會發(fā)生變化，由此光電接收器接收到變化后的光線確定液位，然后隨著檢測試劑的注入，透明管內(nèi)的液體顏色會發(fā)生變化，導致通過的光線強度發(fā)生變化，通過檢測光線強度的變化確定液體的TRO含量。

如圖3所示，所述藥瓶2的外側(cè)設有液位檢測裝置204，所述液位檢測裝置204的內(nèi)側(cè)側(cè)壁上由下至上依次間隔設置多個藥瓶液位檢測光電接收器，分別是藥瓶液位檢測光電接收器Ⅰ201、藥瓶液位檢測光電接收器Ⅱ202和藥瓶液位檢測光電接收器N203，對應的在液位，檢測裝置204的另一內(nèi)側(cè)側(cè)壁上由下至上依次檢測設置多個藥瓶液位檢測光源，分別是藥瓶液位檢測光源Ⅰ208、藥瓶液位檢測光源Ⅱ207和藥瓶液位檢測光源N206，其中藥瓶液位檢測光源Ⅰ208與藥瓶液位檢測光電接收器Ⅰ201相對應，藥瓶液位檢測光源Ⅱ207與藥瓶液位檢測光電接收器Ⅱ202相對應，藥瓶液位檢測光源N206與藥瓶液位檢測光電接收器N203相對應，藥瓶液位檢測光源Ⅰ208、藥瓶液位檢測光源Ⅱ207和藥瓶液位檢測光源N206的波長為450-589nm。藥瓶液位檢測光電接收器可以接受來自藥瓶液位檢測光源透過藥瓶2的光的變化。

本發(fā)明還包括控制單元，所述的控制單元分別與打藥泵10、打水泵、進水閥5、調(diào)節(jié)閥6、出水閥7、藥瓶液位檢測光電接收器和光電接收器16連接，控制單元可以檢測從試劑瓶中汲取藥劑的次數(shù)，定期控制打藥泵10汲取藥劑加入反應室15，計算剩余藥劑總量并輸出結(jié)果；并且通過透明管內(nèi)液位變化的檢測，實現(xiàn)檢測室中總剩余氧化物的實時檢測，提高了檢測結(jié)果的準確度和實時性。在控制單元的控制下，透明管內(nèi)汲取的水量固定，定次數(shù)加入水樣，保證了透明管內(nèi)的穩(wěn)定水流和固定總量，同樣減小了檢測結(jié)果的誤差。另外，控制單元實時監(jiān)控藥瓶2中藥劑的余量，通過蜂鳴器或其他警示裝置發(fā)出報警以提示使用者增加藥劑，實現(xiàn)藥劑的余量控制和及時添加。因此，控制電路通過接收各個傳感器數(shù)據(jù)、光電信號等數(shù)據(jù)并將計算結(jié)果反饋至客戶端或者其他輸出裝置，能夠檢測到透明管內(nèi)液位的變化以確定液位、控制試劑的注入、實現(xiàn)水中總剩余氧化物含量的實時檢測。所述的控制單元可以為單片機、PLC或者其他能夠起到相同作用的電子元器件。

本發(fā)明還包括一種總剩余氧化物在線實時檢測方法，該方法包括以下步驟：

第一步，汲取水樣：在控制單元的控制下，打水泵動作，進水閥5打開，打水泵自動汲取水樣，汲取的水樣通過進水閥5自動進入檢測室的透明管內(nèi)，同時控制單元對調(diào)節(jié)閥6自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了水樣的流量可控，根據(jù)打水泵的打水次數(shù)和調(diào)節(jié)閥6內(nèi)水樣的流量控制，控制單元可以自動算出流入透明管內(nèi)的水量，從而控制泵入的水樣的量，并自動排出或補足水樣直至額定值，另外也保證了透明管內(nèi)的穩(wěn)定水流和固定總量。與此同時，光電接收器16監(jiān)控檢測室試樣液位檢測光源Ⅱ12發(fā)出的檢測光通過透明管的變化，控制單元通過光電接收器16的反饋信號確定注入水樣的量。

第二步，加入試劑：在控制單元的控制下，打藥泵10動作，打藥泵10在程序的控制下自動從藥瓶2內(nèi)汲取定量的檢測試劑，試劑的量由程序控制，并將檢測試劑加入透明管內(nèi)的檢測水樣中。

第三步，結(jié)果檢測：加入檢測試劑后，檢測試劑與檢測水樣發(fā)生反應，反應過程中檢測水樣的顏色發(fā)生變化，檢測室試樣顏色檢測光源Ⅰ11發(fā)出的檢測光也隨之發(fā)生變化，光電接收器16監(jiān)控檢測室試樣顏色檢測光源Ⅰ11發(fā)出的檢測光變化，并將反饋信號傳送至控制單元，從而得到水樣的總剩余氧化物含量值。取得測量結(jié)果后，出水閥7打開將反應后的水樣排出。

第四步，管路清洗與疏通：在控制單元的控制下，打藥泵10定期工作，從而定期從藥瓶中汲取藥劑進入反應室15，然后自動控制出水閥7的打開，將試劑從出水管中排出，從而對反應室及出水閥系統(tǒng)進行清洗，防止藥劑結(jié)晶堵塞管路。由于凝結(jié)結(jié)晶導致管路堵塞的藥品為藥劑的主要成分，而該藥劑又溶于水，所以系統(tǒng)可以通過汲取試劑對整個系統(tǒng)進行清洗，從而保持管路暢通。

在上述檢測過程和管路清洗過程中，控制系統(tǒng)會對藥瓶2內(nèi)的液位自動自動監(jiān)控，在液位低于闕值時，會發(fā)出聲光警報提醒操作者添加試劑。藥瓶液位監(jiān)測方法可以采用如下兩種方法，其中一種監(jiān)測方法是：

藥瓶液位檢測光源Ⅰ208、藥瓶液位檢測光源Ⅱ207和藥瓶液位檢測光源N206對藥瓶2發(fā)出特定波長的檢測光線，其波長為450-589nm，藥瓶液位檢測光電接收器Ⅰ201、藥瓶液位檢測光電接收器Ⅱ202和藥瓶液位檢測光電接收器N203分別為藥瓶液位檢測光源Ⅰ208、藥瓶液位檢測光源Ⅱ207和藥瓶液位檢測光源N206對應的光電接收器。隨著檢測系統(tǒng)工作過程中藥劑的汲取使用，藥劑瓶的液位將逐漸下降，當液位下降到一定程度后，則會引起藥瓶液位檢測光電接收器Ⅰ201、藥瓶液位檢測光電接收器Ⅱ202和藥瓶液位檢測光電接收器N203分別發(fā)出信號變化，當液位降低到藥瓶液位檢測光電接收器Ⅰ201發(fā)出信號的時候，則系統(tǒng)判斷液位過低，發(fā)出聲光報警以提示操作者添加藥劑。

第二種檢測方法是：操作者將藥劑裝入藥瓶中，然后通過操作面板向控制單元輸入當前藥瓶的藥劑容量，啟動設備進入全自動工作狀態(tài)，控制單元開始計算當前藥劑容量能夠使用的次數(shù)，當設備汲取藥劑的次數(shù)達到控制單元計算的最大值的時候，系統(tǒng)會發(fā)出聲光報警，以提示操作者添加藥劑。添加藥劑后，操作者再次添加藥劑并在操作面板上輸入藥劑量，啟動設備進入全自動工作狀態(tài)，控制單元會重復上述步驟，以達到無需操作者時刻值守之目的。