[发明专利]一种多通道在线锂离子浓度分析仪表

权利要求书

1.一种多通道在线锂离子浓度分析仪表，用于检测压水堆核电厂一回路水质中的锂离子浓度，其特征在于：

包括仪表壳体(1)，多位选择阀(2)，调节阀(3)，流量计(4)，带阀芯的快速接头(5)，离子交换树脂柱(6)，抑制器(7)，流通池(8)，锂离子电极(9)，温度电极(10)，参比电极(11)，校准杯(12)，参比电极液(13)，仪表表头(14)；

其中仪表壳体(1)为长方体形状，前面板为具有开关功能的门状结构，前面板中间固定有一块长方形铅玻璃，用于观察整个仪表内部各个部件状况；仪表壳体(1)用于固体多位选择阀(2)，调节阀(3)，流量计(4)，带阀芯的快速接头(5)，离子交换树脂柱(6)，抑制器(7)，流通池(8)，锂离子电极(9)，温度电极(10)，参比电极(11)，校准杯(12)，参比电极液(13)，仪表表头(14)；

多位选择阀(2)固定在仪表壳体(1)的右上角，用于连接各个待测系统的样品，当多位选择阀(2)转至待测系统，则测量此通道连接的待测系统中的锂离子浓度；由仪表表头(14)对多位选择阀(2)进行供电和程序控制，具有单通道或多通道间隔切换测量的功能；每切换一个通道，仪表表头(14)记录切换后待测通道样品的分析结果，多位选择阀(2)出口通过不锈钢管路与调节阀(3)通过螺纹连接；

待测样品流体流至调节阀(3)，调节阀(3)用于控制和调节待测系统样品的流体流向和流速，通过不锈钢管线与多位选择阀(2)和流量计(4)通过螺纹连接；

流量计(4)用于显示待测系统样品的流体流量，通过不锈钢管线与调节阀(3)和带阀芯的快速接头(5)通过螺纹连接；

带阀芯的快速接头(5)包含公头和母头，公头与离子交换树脂柱(6)的端盖通过螺纹连接，母头通过不锈钢管线与调节阀(3)相连接，用于离子交换树脂失效时拆卸离子交换树脂柱(6)；

离子交换树脂柱(6)为圆柱体形状，内层为有机玻璃材质，外壳为带有窥视孔的不锈钢材质，离子交换树脂柱(6)外壳的上、下各设置一个端盖与带阀芯的快速接头(5)通过螺纹连接；

抑制器(7)的电流由仪表表头(14)提供，样品进口通道与调节阀(3)通过不锈钢管线采用螺纹连接，样品出口通道与调节阀(3)通过不锈钢管线采用螺纹连接，再生液入口通道与流量计(4)通过不锈钢管线采用螺纹连接，再生液出口通道排放废液；

流通池(8)为圆柱体形状，其底部侧面开有一小孔，通过不锈钢管线与调节阀(3)采用螺纹连接，用于样品注入流通池(8)；底面开有两个小孔，通过不锈钢管线与调节阀(3)通过螺纹连接，用于流通池清洗时排放废液；底部开有另一小孔，通过不锈钢管线连接废液排放口，用于样品分析或仪表校准时排放待测样品或标准溶液；顶部有一个圆形盖板，通过螺栓与流通池筒体固定；顶部开有3个小孔，用于放置锂离子电极(9)、温度电极(10)、参比电极(11)；

锂离子电极(9)为离子选择性半电池电极，圆柱体形状，通过仪表表头(14)供电，并将测量结果反馈给仪表表头(14)，在仪表表头(14)的显示屏直接显示测量结果，通过螺纹紧固方式固定在流通池(8)测量通道的上部；

温度电极(10)为圆柱体形状，通过仪表表头(14)供电，并将测量结果反馈给仪表表头(14)，在仪表表头(14)的显示屏直接显示测量温度，温度测量结果用于对锂离子电极(9)测量结果进行温度补偿校准，通过螺纹紧固方式固定在流通池(8)测量通道的上部；

参比电极(11)通过仪表表头(14)供电，并为锂离子电极(9)提供参比零电位，通过塑料软管与参比电极液(13)镶嵌连接，通过螺纹紧固方式固定在流通池(8)测量通道的上部；

校准杯(12)用于仪表校准，上面有一盖子，直接盖在校准杯上；

参比电极液(13)为圆柱体形状，内装有3mol/L的KCl溶液，通过背夹方式固定在仪表壳体(1)上，通过塑料软管与参比电极连接，为参比电极提供3mol/L KCl溶液；

仪表表头(14)为长方体形状，前面板包含显示屏、开关键、设置键、上下左右选择键、确认键；接收输入电源，为整个仪表供电，并将测量结果传输到远程中端机或集散控制系统；

通过仪表表头(14)实现如下功能：设置多位选择阀(2)的连接状态和切换模式；设置抑制器(7)的供电电流；接收锂离子电极(9)的测量信号，并通过计算在显示屏显示测量结果；接收温度电极(10)的测量信号，用于补偿锂离子电极(9)测量因温度导致的偏差；接收参比电极(11)信号，作为锂离子电极(9)的零点电位；配合校准杯(12)，校准锂离子电极(9)；

仪表壳体(1)除前面板处的铅玻璃外，其余均为不锈钢材质；调节阀(3)为不锈钢材质，带阀芯的快速接头(5)为不锈钢材质，流通池(8)为有机玻璃材质，校准杯(12)为不锈钢材质；

流量计(4)采用浮子流量计；

离子交换树脂柱(6)内装变色阴离子交换树脂，用于在线消除核电厂一回路水质中的硼酸，消除硼酸对锂离子浓度测量的影响；

抑制器(7)为CSRS阳离子型抑制器，通过电解去离子水产生氢离子和氢氧根离子，在抑制器(7)中离子选择透过性膜的作用下，氢氧根离子与样品通道中的核电厂一回路水质中的硼酸根离子交换，氢氧根离子进入样品通道，硼酸根离子进入再生液通道，硼酸根离子通过再生液通道排到废液中，实现在线消解硼酸；

锂离子电极(9)、温度电极(10)、参比电极(11)通过螺纹方式固定在流通池(8)，调节螺纹调整电极在流通池的插入深度；

锂离子电极(9)的检测锂离子浓度范围在1～1×10^-6mol/L，温度电极(10)检测温度范围在0～80℃；

锂离子电极(9)的校准，采用将一系列标准溶液分别倒入校准杯(12)中，通过仪表表头(14)的校准模式进行校准；

抑制器(7)通道和离子交换树脂柱(6)通道互为备用，抑制器(7)通道具有自再生功能，离子交换树脂柱(7)当内装填的离子交换树脂失效时需更换。