[实用新型]一种水质总磷快速在线监测仪器

说明书

技术领域

本实用新型属于光谱水质在线分析与监测技术领域，涉及一种在常温常压应用条件下基于超声辅助消解与连续光谱分析的水质总磷快速在线监测仪器。 

背景技术

总磷是控制水体富营养化的重要水质监测参数，是保护水资源的饮用、游览和养殖等开发价值而必须有效监控的水质参数之一，是水环境监测的必测项目之一。 

目前，总磷监测仪器大多采用国家标准检测方法，即钼酸铵分光光度法 ,其原理是用过硫酸钾（或硝酸-高氯酸）使水样消解,将焦磷酸盐、偏磷酸盐和有机结合的磷酸盐等各种形式存在的磷全部氧化为无机正磷酸盐。正磷酸盐与钼酸铵反应生成磷钼杂多酸，加入抗坏血酸使其被还原,生成蓝色络合物,用分光光度法在700nm处检测总磷含量。该方法样品需要在高温、高压容器中消解反应,检测过程复杂，耗时耗能，并且存在较大的二次污染。 

此外，就目前总磷检测的其他方法而言，如氯化亚锡还原光度法、离子色谱法、等离子体光谱-质谱仪分析等，这些方法或操作步骤冗长繁琐，或干扰因素较多，其中离子色谱法、等离子体光谱-质谱仪分析等检测方法需要使用比较昂贵的仪器，而且对操作人员有很高的专业技能要求，并且大都采用大型分析仪器，只能在实验室完成,不能满足野外现场无人值守的在线监测要求，更不适用于突发性污染事故的现场快速在线监测与预警。 

综上分析，为满足水质突发性污染监测与预警这一现代水质监测技术发展要求，开发能够在常温常压应用条件下，低成本、高可靠、检测实时快速的水质总磷监测仪器是我国环境监测与治理保护领域的迫切需求。 

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有总磷检测在样品在线前处理条件苛刻（如国标中使用的方法，样品一般需要在高温高压条件下消解2个小时，产物二次污染严重）和分析仪器难以满足在线监测技术要求（如离子色谱法、等离子体光谱-质谱仪分析法等）两方面存在的技术不足，提供一种集成超声辅助消解高效样品化学前处理与连续光谱分析技术的水质总磷快速监测仪器，可广泛应用于多类地表水质污染监测与预警以及污水处理排放监测。 

本实用新型采用如下技术方案： 

一种水质总磷快速在线监测器，它包括电源模块、嵌入式测控系统、光学检测系统和多样品与试剂顺序进样流路系统，所述嵌入式测控系统包括嵌入式系统和外围控制电路系统，嵌入式系统上通过串口连接有人机交互系统，人机交互系统包括存储器、触摸屏和GPRS系统，GPRS系统与上位机连接，嵌入式系统上通过并口连接有光谱仪，嵌入式系统主控制器上经引脚与外围控制电路系统连接，外围控制电路系统连接微型样品反应检测室，微型样品反应检测室连接光谱仪；

所述多样品与试剂顺序进样流路系统由微电子多位阀、微型精密蠕动泵、微型样品反应检测室组成；

所述光学检测系统包括准直光源，准直光源通过微型样品反应检测室，然后经过聚焦光路，最后进入光谱仪，所述的样品反应检测室由流通检测池、恒温超声水槽、超声换能器组成，流通检测池设置在恒温超声水槽内部，恒温超声水槽底部设有超声换能器，所述超声换能器由超声发生器驱动产生超声波，超声波频率为40kHz，功率5～10W可调。

优选的，流通检测池顶部设样品流路系统，流通检测池底部通过直流泵连接废液池，恒温超声水槽顶部设水槽蒸馏水进口，恒温超声水槽底部通过直流泵连接废液池。 

优选的，流通检测池的下2/3部分淹没于恒温超声水槽的蒸馏水之中。 

优选的，流通检测池由石英玻璃制成，恒温超声水槽由不锈钢制成，恒温超声水槽上设有石英玻璃光窗，石英玻璃光窗用于检测光路通过。 

优选的，恒温超声水槽的外部设有热电温控模块。 

优选的，嵌入式系统中主控制器为SAMSUNGS3C6410微处理器，其采用Linux内核技术。 

优选的，外围控制电路系统包括自动恒温控制、光源开关控制、流路进样控制、自动搅拌控制和自动清洗控制。 

本实用新型取得的技术效果： 

1、本实用新型体积小、功耗低、操作简便，功能完善，检测快速，能够应用于水质总磷污染监测与预警，并适合野外多类水质监测的现场应用，仪器在样品化学前处理在线控制方面具有自动恒温、高效搅拌与高效清洗的多功能系统集成的技术优势，仪器能够在常温常压应用条件下快速检测水样中的总磷含量，测量时间仅需15分钟；

2、总磷在线检测的精密度、准确度与检出限等关键技术指标优于国家环境保护对在线监测仪器的技术规范要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理图；