[发明专利]基于X射线荧光技术的水质重金属在线分析仪及分析方法

权利要求书

1.一种基于X射线荧光技术的水质重金属在线分析仪，其特征在于，包括：水样雾化系统、样品富集系统、检测系统、滤带传动系统以及控制采集系统；水样雾化系统产生的雾化样品，通过硅胶管或者金属管传输到样品富集系统，完成样品富集后滤带传动系统将富集斑点传送至检测系统，上述各系统的控制以及数据的采集由控制采集系统通过内置的智能软件自动协调完成；水样雾化系统、样品富集系统、滤带传动系统以及检测系统通过数据线与控制采集系统连接；

所述的水样雾化系统包括：采样蠕动泵(1)、样品池(2)、第一液位计(3)、第二液位计(4)、超声雾化器(5)、第一电磁阀(6)、第二电磁阀(7)、空气压缩机(8)、文丘里雾化器(9)、干燥器(10)；采样蠕动泵(1)、第一电磁阀(6)、样品池(2)通过软管连接；超声雾化器(5)通过固定螺丝固定在样品池(2)下部；第一液位计(3)与第二液位计(4)分别固定于样品池上部和下部，通过高度差可以确定采样液体的雾化体积；样品池(2)、第二电磁阀(7)、文丘里雾化器(9)、干燥器(10)之间均通过硅胶管或者金属管连接，硅胶管或者金属管进入样品池(2)的位置要低于第二液位计(4)，保证能够抽取水样雾化；空气压缩机(8)通过软管向文丘里雾化器(9)提供洁净空气用于水样的雾化；该系统实现水样的采集、定量雾化形成气溶胶颗粒，通过干燥后将水中的重金属盐类形成干燥的颗粒物。

2.根据权利要求1所述的在线分析仪，其特征在于，所述的样品富集系统包括：第三电磁阀(11)、采样管升降电机(12)、样品台(13)、颗粒物过滤器(14)、流量控制模块(15)、采样泵(16)；干燥器(10)、第三电磁阀(11)之间均为金属管连接，采样管下端在采样管升降电机(12)的动作下，采样管通过挤压滤带(28)能够与样品台(13)之间形成密闭的采样空间；样品台(13)、颗粒物过滤器(14)、流量控制模块(15)、采样泵(16)之间通过软管连接；样品富集系统通过将雾化系统产生的干燥的颗粒物抽取到滤带表面进行富集，实现水中重金属物质的富集。

3.根据权利要求1所述的在线分析仪，其特征在于，所述的检测系统包括：X射线光管(17)、光管高压电源(18)和X射线荧光检测器(19)；X射线光管(17)与光管高压电源(18)通过高压电线连接；光管高压电源(18)以及X射线荧光检测器(19)通过数据线与工控电脑(31)连接；检测系统位于样品台(13)的右侧、滤带(28)的上方，通过X射线荧光技术，实现对不同重金属的检测。

4.根据权利要求1所述的在线分析仪，其特征在于，所述的滤带传动系统包括：喂带轮(20)、收带轮(21)、平整轮、压带轮(26)、传动轴(27)、滤带(28)；喂带轮(20)、第一平整轮(22)和第三平整轮(24)、压带轮(26)、传动抽(27)位于样品台(13)左侧，喂带轮(20)能够不断放出滤带，再通过各部分的协调转动将滤带28传送入样品富集系统；第四平整轮(25)和第二平整轮(23)、收带轮(21)位于样品台(13)右侧；收带轮(21)通过转动能够不断的收起经过检测的滤带；滤带(28)两端缠绕于喂带轮(20)和收带轮(21)上，二者的协同的运动，能够实现滤带(28)的连续收放；通过压带轮(26)以及传动轴(27)之间的摩擦力实现滤带样品在富集系统以及检测系统之间的传动；喂带轮(20)、收带轮(21)随着滤带的传动进行相应的收放滤带，平整轮保证滤带(28)在整个传动过程的平整。

5.根据权利要求1所述的在线分析仪，其特征在于，所述的控制采集系统包括：水样雾化控制电路板29，富集传动控制电路板30，工控电脑31以及智能软件；水样雾化控制电路板(29)，富集传动电路板(30)通过数据线与工控电脑(31)连接，智能软件安装于工控电脑(31)中。

6.一种采用权利要求1所述的分析仪在线分析的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)水样采集、雾化和样品富集：首先第一电磁阀(6)、第二电磁阀(7)均处于打开状态，采样蠕动泵(1)将水样通过采样管打入样品池(2)中，直到样品池(2)中的液面被第一液位计(3)探测到后，关闭采样蠕动泵(1)停止采样，再关闭第一电磁阀(6)，确保每次采样量的一致性；然后启动超声雾化器(5)启动开始初级雾化，随后空气压缩机(8)启动带动文丘里雾化器(9)进一步雾化；雾化后的气流通过干燥器(10)，将产生气溶胶颗粒中的水去除，形成干燥的颗粒物，重金属物质会留存于颗粒相中；文丘里雾化器(9)开启时，同步开启第三电磁阀(11)，采样管升降电机(12)下降，与样品台(13)之间将滤带(28)夹紧，形成密闭空间；开启采样泵(16)，同步进行干燥颗粒物的样品富集；流量控制器(15)控制气路抽气速度，保证采样的稳定性；颗粒物过滤器(14)用于保护流量控制器，防止堵塞；随着雾化的进行，当样品池(2)中的液面下降到第二液位计(4)处时，超声雾化器(5)、空气压缩机(8)、第二电磁阀(7)先关闭；延时20s后，第三电磁阀(11)、采样泵(16)依次关闭；采样管升降电机(12)上升；完成样品的采集、雾化和富集过程；

2)水样排出：水样雾化和富集完成后，将第一电磁阀(6)和第二电磁阀(7)开启，采样蠕动泵(1)将样品池(2)中的所有液体排出，完成本次采样，并排空管路，准备下次水样的采集；

3)样品检测：完成富集的滤带，通过传动装置运行到检测位置，工控电脑(31)自动控制开启光管高压电源(18)、X射线光管(17)和X射线荧光检测器19；工控电脑(31)软件完成谱图的采集和处理，根据内置的工作曲线，结合采集的数据最终计算得到水样中对应重金属的浓度。