[发明专利]一种高精度水质在线自动监测仪

说明书

技术领域

本发明涉及水质监测仪器科技领域，尤其涉及的是一种高精度水质在线自动监测仪。

背景技术

目前国内水质在线自动监测仪按照分析方法的不同，主要分为电极法和分光光度法。分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法。在分光光度计中，将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时，便可得到与不同波长相对应的吸收强度。如以波长(λ)为横坐标，吸收强度(A)为纵坐标，就可绘出该物质的吸收光谱曲线。利用该曲线进行物质定性、定量的分析方法，称为分光光度法，也称为吸收光谱法。用紫外光源测定无色物质的方法，称为紫外分光光度法；用可见光光源测定有色物质的方法，称为可见光光度法。它们与比色法一样，都以Lambert-Beer定律为基础。上述的紫外光区与可见光区是常用的。但分光光度法的应用光区包括紫外光区，可见光区，红外光区，但这些方法或操作步骤冗长繁琐，或干扰因素较多、或需要使用比较昂贵的大型分析仪器，而且对操作人员有很高的专业技能要求，因而，大都只能在实验室内完成，不能满足现场、快速在线检测的技术要求。基于此，我们需要研发一种高精度水质在线自动监测仪，可实现对水质汞、铅、镉、铬、砷等重金属含量的自动在线监测，能广泛应用于地表水质污染监测、海水污染监测和工业废水处理与城市污水处理的达标排放监测等领域，具备多功能扩展性强、测量范围宽、灵敏度高和低成本的优点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种高精度水质在线自动监测仪，可实现对水质COD含量的自动在线监测，具备多功能扩展性强、测量范围宽、灵敏度高和低成本的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高精度水质在线自动监测仪，其特征在于：包括定量系统、进样系统、反应系统和控制系统，所述的定量系统包括计量玻璃管，所述的计量玻璃管的上方设有超声波传感器；所述的进样系统包括蠕动泵和八通阀，所述的蠕动泵和八通阀通过管路连接；所述的反应系统包括消解装置和光源发射与接收装置，所述的消解装置包括消解管和PT100传感器，所述的消解管的两端还设有电磁阀，所述的电磁阀与消解管相连，所述的光源发射与接收装置包括光源发射器和光源接收器，所述的光源发射器、光源接收器分设于消解管的两侧，所述的光源发射器、光源接收器均与消解管相连；所述的控制系统包括单片机、存储器和显示模块，所述的存储器、显示模块均与单片机相连。

作为优选，所述的检测仪还包括试剂储存装置，所述的试剂储存装置包括试剂瓶，所述的试剂瓶通过进样管路与八通阀相连，所述的计量玻璃管通过计量管路与八通阀相连，所述的消解管通过消解管路与八通阀相连。

作为优选，所述的超声波传感器与单片机相连，所述的超声波传感器是用于液量定量，所述的超声波传感器的发送频率为200kHz，发射波束角12°。

作为优选，所述的试剂瓶底部的中心处还设有分布式薄膜压力传感器，所述的分布式薄膜压力传感器用于定性的检测试剂瓶中试剂的余量。

作为优选，所述的反应系统还包括加热丝和散热风扇，所述的加热丝和散热风扇用于补偿因环境因素的变化而产生的温度漂移。

作为优选，所述的检测仪还包括一个RS232串口、一个USB接口、一路DA输出，其中，所述的RS232串口用于与通讯输出；所述的USB接口用于连接外部存储设备(如U盘)、USB打印机、系统升级维护等；所述的DA接口用于对测量结果转换成4～20mA电流输出。

作为优选，所述的单片机采用32位Arm架构核芯板，所述的存储器包括64MB SDRAM运行内存及128MB NANDFLASH数据存储空间，所述的显示模块包括24位LCD显示屏和电容式触摸屏。

作为优选，所述的检测仪还包括以太网端口，所述的以太网端口用于蓝牙、GPRS、无线WIFI模块的使用。

本发明相比现有技术具有以下优点：(1)通过安装在定量管内的高频超声波传感器，发送200KHz的超声波信号，回波信号依次通过高频传感器、低噪声高速有源运算放大器、三阶巴特沃斯滤波器、可变增益放大器、以及精密的电压比较电路，经过相关处理后，输入单片机的输入捕捉中断，计算经历的往返时间，间接计算管内液面的高度，最终得到定量管内液体的液量；

(2)本发明进液系统采用全自动八通阀控制各个管路的进液，从而实现自动进液，而采用无接触进样系统进液，蠕动泵产生负压吸入试剂，试剂与泵管之间总是存在一个空气缓冲区避免了泵管腐蚀同时使得试剂混合更加简洁灵活；