本發(fā)明屬于自動在線監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的裝置，特別適合于快速同步監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測儀及方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，有同時監(jiān)測硅酸根和磷酸根的分析儀，圖1即是其示意圖。這種分析儀有兩套比色池以及光度檢測裝置，水樣分別通過硅酸根和磷酸根各自化學(xué)流路進(jìn)入到比色池再通過加入各自顯色反應(yīng)試劑進(jìn)行測定，實際上只是把兩臺儀器的控制和顯示部分集合在一起了，沒有對磷酸根和硅酸根的測量的流路和計算方法進(jìn)行改進(jìn)。分別加試劑到兩個反應(yīng)檢測器中，兩次測量，然后在同一顯示器上顯示出來。實質(zhì)上是單純的把一臺硅酸根分析儀和一臺磷酸根分析儀簡單的合并得來的。這樣的分析儀實際需要對采集的樣品分別進(jìn)行一次硅酸根監(jiān)測和一次磷酸根監(jiān)測把兩次監(jiān)測的結(jié)果相結(jié)合得出結(jié)果，因此費工費時浪費化學(xué)試劑，出錯概率高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種同步快速監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測儀及方法，其能夠通過一次化學(xué)反應(yīng)就能分別得到硅酸根和磷酸根監(jiān)測結(jié)果。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案：一種同步快速監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測儀，該在線監(jiān)測儀包括化學(xué)流路，以及控制化學(xué)流路的控制系統(tǒng)；所述的化學(xué)流路包括測量池，與測量池連接的管路，以及在管路上設(shè)置的蠕動泵；其中，水樣和若干種試劑均通過與測量池連接的管路、蠕動泵進(jìn)入測量池，同時該管路上還設(shè)有若干個電磁閥，通過電磁閥控制不同試劑在不同時進(jìn)入測量池；

所述的控制系統(tǒng)包括計算機(jī)系統(tǒng)，與計算機(jī)系統(tǒng)連接的輸入單元、輸出單元、屏幕顯示單元、光度檢測單元以及電源；其中，輸入單元為觸屏操作，向計算機(jī)系統(tǒng)輸入控制化學(xué)流路的工作指令；計算機(jī)系統(tǒng)將控制化學(xué)流路的工作指令通過輸出單位送至化學(xué)流路，同時在屏幕顯示單元顯示工作狀態(tài)；光度檢測單元在接收到計算機(jī)系統(tǒng)的工作指令后對測量池進(jìn)行光度檢測，同時將檢測結(jié)果輸送至計算機(jī)系統(tǒng)。

如上所述的一種同步快速監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測儀，在與測量池連接的管路上設(shè)置通入空氣的電磁閥，通過空氣攪拌，使得水樣和試劑完全混合；在測量池出口管路上設(shè)置排放閥。

如上所述的一種同步快速監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測儀，所述的控制系統(tǒng)設(shè)有多路獨立的繼電器作為開關(guān)量輸出，供遠(yuǎn)程連接上限、下限報警燈；當(dāng)測量池內(nèi)樣品濃度超過設(shè)定的上限或低于設(shè)定的下限時，繼電器動作，使觸點閉合，發(fā)出報警信號。

如上所述的一種同步快速監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測儀，所述的水樣和若干種試劑均通過與測量池連接的管路、蠕動泵進(jìn)入測量池，同時該管路上還設(shè)有若干個電磁閥，通過電磁閥控制不同試劑在不同時進(jìn)入測量池；具體為，與測量池連接的管路上還帶有分別通入硫酸或鹽酸試劑、鉬酸銨試劑、檸檬酸試劑的支路，在通入硫酸或鹽酸試劑的支路上設(shè)置試劑1閥，在通入鉬酸銨試劑的支路上設(shè)置試劑2閥，在通入檸檬酸試劑的支路上設(shè)置試劑3閥；打開試劑1閥，硫酸或鹽酸試劑通過管路進(jìn)入測量池；打開試劑2閥，鉬酸銨試劑通過管路進(jìn)入測量池；打開試劑3閥，檸檬酸試劑通過管路進(jìn)入測量池。

本發(fā)明所述的一種同步快速監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測方法，其包括如下步驟：

第一步，含有硅酸根和磷酸根的水樣通過與測量池連接的管路、蠕動泵進(jìn)入測量池，以實現(xiàn)對化學(xué)流路的清洗；

第二步，含有硅酸根和磷酸根的定量的水樣通過蠕動泵進(jìn)入測量池，控制系統(tǒng)控制光度檢測單元檢測測量池中溶液的吸光度，記為A0，作為此次水樣測量的基線；

第三步，打開管路上的試劑1閥，硫酸或鹽酸試劑通過管路進(jìn)入測量池，攪拌等待1～5分鐘化學(xué)反應(yīng)；

第四步，打開管路上的試劑2閥，鉬酸銨試劑通過管路進(jìn)入測量池，攪拌等待1～5分鐘化學(xué)反應(yīng)；控制系統(tǒng)控制光度檢測單元檢測測量池中溶液的吸光度，記為A1；

第五步，打開管路上的試劑3閥，檸檬酸試劑通過管路進(jìn)入測量池，攪拌等待1～5分鐘化學(xué)反應(yīng)；控制系統(tǒng)控制光度檢測單元檢測測量池中溶液的吸光度，記為A2；

第六步，將測量池內(nèi)樣品通過排放閥排放，測量結(jié)束；

計算：A1-A2得到的吸光度與溶液中磷酸根濃度成比例；

A2-A0得到的吸光度與溶液中硅酸根濃度成比例。

如上所述的一種同步快速監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測方法，其通過提前用標(biāo)準(zhǔn)溶液對在線監(jiān)測儀用磷酸根和硅酸根進(jìn)行標(biāo)定，可以計算出溶液中磷酸根和硅酸根的含量。

如上所述的一種同步快速監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測方法，其在酸性條件下，硅酸根和磷酸根都與鉬酸銨反應(yīng)生成黃色的硅鉬黃和磷鉬黃的絡(luò)合物，通過檢測分析得到硅酸根與磷酸根濃度總和，再加入檸檬酸，磷鉬黃的絡(luò)合物就會分解，以此檢測分析得出單獨硅酸根的濃度，依次分別得到樣品中硅酸根與磷酸根的濃度。

本發(fā)明的效果在于：本發(fā)明提供一種適合于快速同步監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的監(jiān)測儀，只需一套光源檢測系統(tǒng)，少量樣品，單次自動操作就可以完成監(jiān)測。本發(fā)明用一個監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行一次化學(xué)反應(yīng)，通過測不同步驟的吸光度來計算出溶液中磷酸根和硅酸根的含量。由于測量兩種元素只使用了一套反應(yīng)和檢測部件，這樣降低的采購成本，維護(hù)成本，減少試劑的使用量，減少出錯的幾率；并且節(jié)約了安裝空間。同時可以通過程序設(shè)定只測定其中一種元素。通過對樣品的實際監(jiān)測分析，完成一次監(jiān)測流程只需樣品30mL，在8分鐘內(nèi)即可分別得到硅酸根和磷酸根結(jié)果。分析監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好可達(dá)到2％以內(nèi)。

附圖說明

圖1為現(xiàn)同時監(jiān)測硅酸根和磷酸根的分析儀示意圖；

圖2為本發(fā)明所述的在線監(jiān)測儀組成示意圖；

圖3為本發(fā)明所述的化學(xué)流路示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明所述的一種同步快速監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測儀及方法作進(jìn)一步描述。

實施例1

如圖1和圖2所示，本發(fā)明所述的一種同步快速監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測儀，其包括化學(xué)流路，以及控制化學(xué)流路的控制系統(tǒng)；

所述的化學(xué)流路包括測量池，與測量池連接的管路，以及在與測量池連接的管路上設(shè)置的蠕動泵；其中，水樣和若干種試劑均通過與測量池連接的管路、蠕動泵進(jìn)入測量池，同時該管路上還設(shè)有若干個電磁閥，通過電磁閥控制不同試劑在不同時進(jìn)入測量池。同時，在與測量池連接的管路上還設(shè)置通入空氣的電磁閥，通過空氣攪拌，使得水樣和試劑完全混合；在測量池出口管路上設(shè)置排放閥。

所述的控制系統(tǒng)包括計算機(jī)系統(tǒng)，與計算機(jī)系統(tǒng)連接的輸入單元、輸出單元、屏幕顯示單元、光度檢測單元以及電源；其中，

輸入單元為觸屏操作，向計算機(jī)系統(tǒng)輸入控制化學(xué)流路的工作指令；

計算機(jī)系統(tǒng)將控制化學(xué)流路的工作指令通過輸出單位送至化學(xué)流路，同時在屏幕顯示單元顯示工作狀態(tài)；

光度檢測單元在接收到計算機(jī)系統(tǒng)的工作指令后對測量池進(jìn)行光度檢測，同時將檢測結(jié)果輸送至計算機(jī)系統(tǒng)。

所述的控制系統(tǒng)還設(shè)有多路獨立的繼電器作為開關(guān)量輸出，供遠(yuǎn)程連接上限、下限報警燈。當(dāng)測量池內(nèi)樣品濃度超過設(shè)定的上限或低于設(shè)定的下限時，繼電器動作，使觸點閉合，發(fā)出報警信號。繼電器常開觸點的容量為1A AC 250V。

實施例2

如圖1和圖2所示，本發(fā)明所述的一種同步快速監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測儀，其包括化學(xué)流路，以及控制化學(xué)流路的控制系統(tǒng)；

所述的化學(xué)流路包括測量池，與測量池連接的管路，以及在與測量池連接的管路上設(shè)置的蠕動泵。其中，水樣、硫酸(或鹽酸)試劑、鉬酸銨試劑、檸檬酸試劑均通過與測量池連接的管路、蠕動泵進(jìn)入測量池；具體為：與測量池連接的管路上還帶有分別通入硫酸或鹽酸試劑、鉬酸銨試劑、檸檬酸試劑的支路，在通入硫酸或鹽酸試劑的支路上設(shè)置試劑1閥，在通入鉬酸銨試劑的支路上設(shè)置試劑2閥，在通入檸檬酸試劑的支路上設(shè)置試劑3閥；打開試劑1閥，硫酸或鹽酸試劑通過管路進(jìn)入測量池；打開試劑2閥，鉬酸銨試劑通過管路進(jìn)入測量池；打開試劑3閥，檸檬酸試劑通過管路進(jìn)入測量池。

同時，在與測量池連接的管路上還設(shè)置通入空氣的電磁閥，通過空氣攪拌，使得水樣和試劑完全混合；在測量池出口管路上設(shè)置排放閥。

所述的控制系統(tǒng)包括計算機(jī)系統(tǒng)，與計算機(jī)系統(tǒng)連接的輸入單元、輸出單元、屏幕顯示單元、光度檢測單元以及電源；其中，

輸入單元為觸屏操作，向計算機(jī)系統(tǒng)輸入控制化學(xué)流路的工作指令；

計算機(jī)系統(tǒng)將控制化學(xué)流路的工作指令通過輸出單位送至化學(xué)流路，同時在屏幕顯示單元顯示工作狀態(tài)；

光度檢測單元在接收到計算機(jī)系統(tǒng)的工作指令后對測量池進(jìn)行光度檢測，同時將檢測結(jié)果輸送至計算機(jī)系統(tǒng)。

所述的控制系統(tǒng)還設(shè)有多路獨立的繼電器作為開關(guān)量輸出，供遠(yuǎn)程連接上限、下限報警燈。當(dāng)測量池內(nèi)樣品濃度超過設(shè)定的上限或低于設(shè)定的下限時，繼電器動作，使觸點閉合，發(fā)出報警信號。繼電器常開觸點的容量為1A AC 250V。

采用上述在線監(jiān)測儀同步快速監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測方法，其包括如下步驟：

第一步，含有硅酸根和磷酸根的水樣通過管路、蠕動泵進(jìn)入測量池，以實現(xiàn)對化學(xué)流路的清洗；

第二步，定量的水樣通過蠕動泵進(jìn)入測量池，控制系統(tǒng)控制光度檢測單元檢測測量池中溶液的吸光度，記為A0，作為此次水樣測量的基線；

第三步，打開管路上的試劑1閥，試劑一硫酸(或鹽酸)通過管路進(jìn)入測量池，攪拌等待1～5分鐘化學(xué)反應(yīng)；

第四步，打開管路上的試劑2閥，試劑二鉬酸銨通過管路進(jìn)入測量池，攪拌等待1～5分鐘化學(xué)反應(yīng)；控制系統(tǒng)控制光度檢測單元檢測測量池中溶液的吸光度，記為A1；

第五步，打開管路上的試劑3閥，試劑三檸檬酸通過管路進(jìn)入測量池，攪拌等待1～5分鐘化學(xué)反應(yīng)；控制系統(tǒng)控制光度檢測單元檢測測量池中溶液的吸光度，記為A2；

第六步，將測量池內(nèi)樣品通過排放閥排放，測量結(jié)束。

計算：A1-A2得到的吸光度與溶液中磷酸根濃度成比例；

A2-A0得到的吸光度與溶液中硅酸根濃度成比例。

通過提前用標(biāo)準(zhǔn)溶液對在線監(jiān)測儀用磷酸根和硅酸根進(jìn)行標(biāo)定，可以計算出溶液中磷酸根和硅酸根的含量。

實施例3

采用實施例2所述的一種同步快速監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測儀，同步快速監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測方法，其包括如下步驟：

第一步，含有硅酸根和磷酸根的水樣通過管路、蠕動泵進(jìn)入測量池，以實現(xiàn)對化學(xué)流路的清洗；

第二步，定量的水樣通過蠕動泵進(jìn)入測量池，控制系統(tǒng)控制光度檢測單元檢測測量池中溶液的吸光度，記為A0＝0.005，作為此次水樣測量的基線；

第三步，打開管路上的試劑1閥，試劑一硫酸(或鹽酸)通過管路進(jìn)入測量池，攪拌等待1～5分鐘化學(xué)反應(yīng)；

第四步，打開管路上的試劑2閥，試劑二鉬酸銨通過管路進(jìn)入測量池，攪拌等待1～5分鐘化學(xué)反應(yīng)；控制系統(tǒng)控制光度檢測單元檢測測量池中溶液的吸光度，記為A1＝0.142；

第五步，打開管路上的試劑3閥，試劑三檸檬酸通過管路進(jìn)入測量池，攪拌等待1～5分鐘化學(xué)反應(yīng)；控制系統(tǒng)控制光度檢測單元檢測測量池中溶液的吸光度，記為A2＝0.089；

第六步，將測量池內(nèi)樣品通過排放閥排放，測量結(jié)束。

A1-A0為硅酸根和磷酸根一起顯色時的吸光度值

A2-A0為只有硅酸根顯色時的吸光度值

(A1-A0)-(A2-A0)＝A1-A2＝0.053得到的吸光度與溶液中磷酸根濃度成比例；

A2-A0＝0.084得到的吸光度與溶液中硅酸根濃度成比例。

A0就相當(dāng)于是水樣本身的顏色，認(rèn)為是參比；

A1是加完試劑一硫酸(鹽酸或其他酸)和試劑二鉬酸銨后，硅酸根和磷酸根一起顯色的值；

A2是加完試劑三(檸檬酸)(加完檸檬酸后磷酸根與鉬酸銨反應(yīng)的顏色會褪色)磷酸根褪色后只剩下硅酸根顯色后的吸光度。

本發(fā)明的同步快速監(jiān)測水中硅酸根和磷酸根的在線監(jiān)測方法，其原理為在酸性條件下，硅酸根和磷酸根都與鉬酸銨反應(yīng)生成黃色的硅鉬黃和磷鉬黃的絡(luò)合物，通過檢測分析得到硅酸根與磷酸根濃度總和，再加入檸檬酸，磷鉬黃的絡(luò)合物就會分解，以此檢測分析得出單獨硅酸根的濃度，依次分別得到樣品中硅酸根與磷酸根的濃度。因此通過檢測不同步驟時溶液的顏色，來計算得出硅酸根和磷酸根的濃度。