[发明专利]一种总磷总氮水质在线监测仪器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种总磷总氮水质在线监测仪器，具体涉及总磷总氮水质在线监测仪器的方法和结构。 

背景技术：

水体中的磷是藻类生长需要的一种关键元素，过量磷是造成水体污秽异臭，使湖泊发生富营养化和海湾出现赤潮的主要原因。总氮是指水体中各种形态的氮(氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和各种有机态氮)的总量，是反映水体所受污染程度和湖泊、水库水体富营养化程度的重要指标之一。水体中含氮量的增加将导致水体质量下降。特别对于湖泊、水库水体，由于含氮量的增加，使水体中浮游生物和藻类大量繁殖而消耗水中的溶解氧，从而加速湖泊、水库水体的富营养化和水体质量恶化。 

目前总磷总氮二合一仪器主要是依靠进口设备，国内主要是以单台仪器为主，而国外仪器价格昂贵，为了更好满足环境检测要求，开发低成本、高灵敏度的国产总磷总氮二合一仪器迫在眉睫。 

发明内容：

本发明的目的是发明一种总磷总氮快速检测的在线二合一分析仪器，通过特殊的光路结构，能同时对总磷和总氮两个指标同时检测，实现了低成本、高效率、高灵敏度的在线总磷总氮仪器研制，对降低国外仪器的依赖性带来积极作用。 

本发明提出的装置由由触摸屏显示系统、CPU控制系统、进液系统、岛阀、计量装置、高压消解系统、检测器和光源系统组成，所述的触摸屏显示系统控制CPU控制系统进行一系列进液、温控和AD采集等动作，所述的进液系统在CPU控制系统的控制下进行溶液抽取与排放，所述的岛阀置于计量装置的下部，完成流体通道切换，所述的计量装置配合进液系统完成溶液的定量，所述的高压消解系统完成样品的消解和反应，所述的检测器和光源系统位于高压消解系统两边，完成比色检测。 

本发明具有以下特点： 

双光路结构设计，通过高寿命的闪烁氙灯与低能耗、高亮度的LED单色光源的结合使用，结合双检测器结构，能同时对两种波长的光进行同时检测； 

高温高压密闭消解，通过特点的配方，可以同时对总磷和总氮进行联合消解，可以简化仪器结构、快速完成总磷总氮的检测； 

能同时对总磷总氮两个参数进行快速自动校准，并具有量程切换功能。 

具体实施方式：

图1是本发明的仪器原理图 

图2是本发明的光学检测原理图 

如图1所示，本发明的仪器监测流程为：在触摸屏显示系统和CPU控制系统的作用下，通过进液系统、岛阀、计量装置抽取水样和试剂发生反应，在高压消解系统进行消解的条件下，经由检测器和光源系统进行比色检测，然后计算出总磷和总氮的浓度。 

本发明所述的触摸屏显示系统，由ARM7寸触摸屏组成，完成仪器流程控制、信号采集、运算和485信号输出。 

本发明所述的CPU控制系统，由C8051单片机、AD转换电路、串口通讯电路、信号采集电路、IO扩展电路和电机控制电路组成，实现仪器流程控制。 

本发明所述的进液系统，由蠕动泵和空气阀组成，蠕动泵通过外径为4mm的蠕动泵管与空气阀和计量管连接。 

本发明所述的岛阀，是长形的六通道阀体，具有9个连接孔，侧边6个孔用于抽取各种试剂或样品，在岛阀外通过两个三通阀连接中和液、氧化剂、还原液和显色剂。 

本发明所述的计量装置，由直径为10mm的石英玻璃管、红色发光管和光电池接收管组成。 

本发明所述的高压消解系统，由石英玻璃消解池和高压阀组成，在120度的作用下，对样品进行消解。 

本发明所述的检测器，为双检测器，一个用于总磷检测，在近红外区响应比较灵敏，一个为总氮检测器，在紫外区响应比较灵敏。 

如图2所示，本发明所述的光源系统，由880nm的发光二极管和氙灯组成，氙灯通过光纤耦合，在凸透镜的作用下，与880nm的发光二极管形成双光路，其中880nm用于总磷检测，氙灯通过220nm滤光片用于总氮检测。