本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種全自動多參數(shù)在線水質(zhì)分析儀，包括：液路分配組件、分別與液路分配組件連接的電極傳感器組件、與電極傳感器組件連接的蠕動泵、與蠕動泵連接的廢液瓶，所述電極傳感器組件采用接觸式測量電極，所述液路分配組件包括液路分配換向閥、與液路分配換向閥連接的換向步進(jìn)電機(jī)，所述液路分配換向閥通過管道還分別與標(biāo)準(zhǔn)液組件、清洗液以及待測溶液連接，所述液路分配組件與待測溶液之間的進(jìn)樣管道還設(shè)有光電液位傳感器，所述光電液位傳感器靠近液路分配換向閥的進(jìn)口設(shè)置。本實(shí)用新型專利技術(shù)采用接觸式測量電極，耗樣量少，環(huán)保節(jié)約。同時，通過微型控制器控制實(shí)現(xiàn)自動在線監(jiān)測功能，無需人工干預(yù)。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
全自動多參數(shù)在線水質(zhì)分析儀
本技術(shù)涉及一種全自動多參數(shù)在線水質(zhì)分析儀。
技術(shù)介紹
近年來，隨著人類環(huán)保意識的不斷提高，人類對水質(zhì)的監(jiān)測日益重視，政府水污染治理工作的力度逐年加強(qiáng)，對水環(huán)境監(jiān)測工作的要求越來越高。水質(zhì)檢測的離子種類較多，如氟、硝酸根、水硬度、鉀、鈉、氯、鈣、鎂、PH等項(xiàng)目，而且水質(zhì)信息具有時效性強(qiáng)的特點(diǎn)，要求水質(zhì)預(yù)警預(yù)報要求快速、準(zhǔn)確、實(shí)時地采集和傳遞監(jiān)測信息。 現(xiàn)有行業(yè)產(chǎn)品多采用相同的電化學(xué)原理實(shí)現(xiàn)對離子的測量。主要的內(nèi)容即能斯特方程:在電化學(xué)中，能斯特(Nernst)方程用來計(jì)算電極上相對于標(biāo)準(zhǔn)電勢(Etl)來說的指定氧化還原對的平衡電壓(E)。因此，利用此原理，離子濃度的測量，使用一些特殊PVC材料制成的膜電極，即可作為專用的傳感器，結(jié)合現(xiàn)代微電子控制器，進(jìn)行數(shù)子化控制及計(jì)算，運(yùn)用模數(shù)轉(zhuǎn)換，采集傳感器單元的模擬信號量，數(shù)字化后參與能斯特方程的求解，最終完成對離子濃度的測量。產(chǎn)品化這一過程時，需要考慮一定的數(shù)學(xué)模型。對方程中未知量進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)替換，因此，在實(shí)際測量時，需要標(biāo)準(zhǔn)參照曲線。根據(jù)方程可以得出，離子電極電勢與離子活度的對數(shù)成線性關(guān)系。線性關(guān)系的確立，至少需要兩點(diǎn)法，因此，選取不同線性段的標(biāo)準(zhǔn)品用來內(nèi)建不同線性段的標(biāo)準(zhǔn)參照曲線就成為首要解決的問題。 解決了數(shù)學(xué)模型的實(shí)際應(yīng)用問題后，接下來需根據(jù)傳感器，電子單元等來組織設(shè)計(jì)測量過程。現(xiàn)有的多參數(shù)自動分析儀多采用直插浸沒式電極進(jìn)行測量，利用電子單元讀取采集到的電信號，量化出電壓值。電極是測量的核心單元，其壽命、可靠性關(guān)系整體測量設(shè)備的質(zhì)量，而傳統(tǒng)測量使用全浸入式電極，特別是污水測量，對電極的損傷較大，測量精度低，使用壽命較短。測量時，需要被測樣品50ml以上的體積，對于微量樣品則無法測量。并且，現(xiàn)有的多參數(shù)自動分析儀結(jié)構(gòu)連接復(fù)雜，待測溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液的液路分配無法快速精準(zhǔn)控制流量，嚴(yán)重影響水質(zhì)分析的效果。 因此，如何設(shè)計(jì)一種能檢測微量樣品、液路分配控制精準(zhǔn)、測量效率高的全自動多參數(shù)在線水質(zhì)分析儀是業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)提出一種能檢測微量樣品、液路分配控制精準(zhǔn)、測量效率高的全自動多參數(shù)在線水質(zhì)分析儀。 本技術(shù)采用的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種全自動多參數(shù)在線水質(zhì)分析儀，包括:液路分配組件、分別與液路分配組件連接的電極傳感器組件、與電極傳感器組件連接的蠕動泵、與蠕動泵連接的廢液瓶，所述電極傳感器組件采用接觸式測量電極，所述液路分配組件包括液路分配換向閥、與液路分配換向閥連接的換向步進(jìn)電機(jī)，所述液路分配換向閥通過管道還分別與標(biāo)準(zhǔn)液組件、清洗液以及待測溶液連接，所述液路分配組件與待測溶液之間的進(jìn)樣管道還設(shè)有光電液位傳感器，所述光電液位傳感器靠近液路分配換向閥的進(jìn)口設(shè)置。 還包括一電氣控制箱,所述電氣控制箱內(nèi)設(shè)有:與光電液位傳感器連接的微型控制器，分別與微型控制器連接的運(yùn)算放大模塊、實(shí)時時鐘芯片，所述運(yùn)算放大模塊與電極傳感器組件電連接，所述微型控制器分別通過控制電路與所述蠕動泵的步進(jìn)電機(jī)和換向步進(jìn)電機(jī)連接。 所述運(yùn)算放大模塊包括:與微型控制器連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片連接的運(yùn)算放大器、與運(yùn)算放大器連接的采集端口電路，所述采集端口電路與電極傳感器組件連接。 所述微型控制器還連接一顯示裝置和輸入裝置，所述微型控制器通過人工輸入接口電路與輸入裝置連接。 [0011 ] 所述微型控制器還連接一揚(yáng)聲器，所述微型控制器通過聲源提示電路與揚(yáng)聲器連接。所述顯示裝置為顯示屏，所述輸入裝置為鍵盤。 所述微型控制器的型號為STM32F103，實(shí)時時鐘芯片采用8284時鐘芯片，運(yùn)算放大器采用低漂移的0P07運(yùn)算放大器，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片采用型號為TC7109的12位雙積分A/D轉(zhuǎn)換器，所述換向步進(jìn)電機(jī)通過ULN2803芯片控制驅(qū)動。 所述標(biāo)準(zhǔn)液組件由高濃度標(biāo)準(zhǔn)液和低濃度標(biāo)準(zhǔn)液構(gòu)成，所述液路分配換向閥由五個定向分配閥構(gòu)成，所述五個定向分配閥分別與待測溶液、高濃度標(biāo)準(zhǔn)液、低濃度標(biāo)準(zhǔn)液、清洗液及電極傳感器組件連接，所述定向分配閥均由換向電機(jī)控制轉(zhuǎn)向相數(shù)。 所述電極傳感器組件包括:氟離子電極、硝酸根電極、水硬度電極、氯離子電極、PH電極以及參比電極。 所述進(jìn)樣管道由可拆卸密封連接的短管和長管構(gòu)成，所述短管與所述液路分配組件固定連接，所述長管與所述待測溶液連接。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn): 1、解決傳統(tǒng)測量中，耗樣量大，微量樣品無法測量的問題，本技術(shù)采用接觸式測量電極，耗樣量在幾十微升左右，環(huán)保節(jié)約。同時，接觸式測量電極能提高傳感器單元的使用壽命及響應(yīng)靈敏性等問題。 2、液路分配組件中采用液路分配換向閥切換及換向步進(jìn)電機(jī)、換向步進(jìn)電機(jī)能精確控制轉(zhuǎn)向相數(shù)，從而達(dá)到液路分配流量精準(zhǔn)控制的作用，進(jìn)樣管道還設(shè)有光電液位傳感器，光電液位傳感器能判斷是否取到待測溶液，光電液位傳感器、轉(zhuǎn)向步進(jìn)電機(jī)以及蠕動泵的步進(jìn)電機(jī)配合使用可精確控制液位定位。 3、通過電氣控制箱內(nèi)的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測功能，不間斷開機(jī)狀態(tài)，定時取樣，自動定位液位，自動測量，自動化維護(hù)保養(yǎng)電極傳感器及液體流路系統(tǒng)，無需人工干預(yù)。 4、進(jìn)樣管道由兩端可拆卸的管道構(gòu)成,可通過長管道接入外界河道、水池或其他管路中，進(jìn)行在線檢測水質(zhì)，也可將長管拆卸下來，在短管末端進(jìn)行人工喂樣，使分析儀更智能化。 【附圖說明】 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明，其中: 圖1是本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本技術(shù)的流路設(shè)計(jì)示意圖； 圖3是本技術(shù)的自動控制電路連接框圖； 圖4是本技術(shù)的步進(jìn)電機(jī)控制電路圖； 圖5是本技術(shù)的換向步進(jìn)電機(jī)控制電路圖； 圖6是本技術(shù)的人工輸入接口電路圖； 圖7是本技術(shù)的聲源提示電路圖； 圖8是本技術(shù)的運(yùn)算放大模塊電路圖。 【具體實(shí)施方式】 如圖1、2所示，本技術(shù)提出的全自動多參數(shù)在線水質(zhì)分析儀，包括:液路分配組件、分別與液路分配組件連接的電極傳感器組件1、與電極傳感器組件連接的蠕動泵2、與蠕動泵2連接的廢液瓶3，電極傳感器組件I采用接觸式測量電極，液路分配組件包括液路分配換向閥4、與液路分配換向閥4連接的換向步進(jìn)電機(jī)，液路分配換向閥4通過管道還分別與標(biāo)準(zhǔn)液組件、清洗液5以及待測溶液6連接，液路分配組件與待測溶液6之間的進(jìn)樣管道7還設(shè)有光電液位傳感器8,光電液位傳感器8靠近液路分配換向閥4的進(jìn)口設(shè)置，光電液位傳感器8能判斷是否取到待測溶液6。接觸式測量電極所需的耗樣量在6(Γ120微升，對比同類產(chǎn)品極其微量，產(chǎn)生的廢液少，有利于環(huán)保。同時，接觸式測量電極能提高傳感器單元的使用壽命及響應(yīng)靈敏性等問題。接觸式測量電極采用特殊高分子材料制成的管狀流通電極。 標(biāo)準(zhǔn)液組件由高濃度標(biāo)準(zhǔn)液9和低濃度標(biāo)準(zhǔn)液10構(gòu)成，液路分配換向閥4由五個定向分配閥構(gòu)成，五個定向分配閥分別與待測溶液6、高濃度標(biāo)準(zhǔn)液9、低濃度標(biāo)準(zhǔn)液10、清洗液5及電極傳感器組件I連接，定向分配閥均由換向電機(jī)控制轉(zhuǎn)向相數(shù)。電極傳感器組件I包括:氟離子電極101、硝酸根電極102、水硬度電極103、氯離子電極104、PH電極105以及參比電極106。液路分配組件中采用液本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
全自動多參數(shù)在線水質(zhì)分析儀，包括：液路分配組件、分別與液路分配組件連接的電極傳感器組件、與電極傳感器組件連接的蠕動泵、與蠕動泵連接的廢液瓶，其特征在于，所述電極傳感器組件采用接觸式測量電極，所述液路分配組件包括液路分配換向閥、與液路分配換向閥連接的換向步進(jìn)電機(jī)，所述液路分配換向閥通過管道還分別與標(biāo)準(zhǔn)液組件、清洗液以及待測溶液連接，所述液路分配組件與待測溶液之間的進(jìn)樣管道還設(shè)有光電液位傳感器，所述光電液位傳感器靠近液路分配換向閥的進(jìn)口設(shè)置。
【技術(shù)特征摘要】
1.全自動多參數(shù)在線水質(zhì)分析儀，包括:液路分配組件、分別與液路分配組件連接的電極傳感器組件、與電極傳感器組件連接的蠕動泵、與蠕動泵連接的廢液瓶，其特征在于，所述電極傳感器組件采用接觸式測量電極，所述液路分配組件包括液路分配換向閥、與液路分配換向閥連接的換向步進(jìn)電機(jī)，所述液路分配換向閥通過管道還分別與標(biāo)準(zhǔn)液組件、清洗液以及待測溶液連接，所述液路分配組件與待測溶液之間的進(jìn)樣管道還設(shè)有光電液位傳感器，所述光電液位傳感器靠近液路分配換向閥的進(jìn)口設(shè)置。2.如權(quán)利要求1所述的全自動多參數(shù)在線水質(zhì)分析儀，其特征在于，還包括一電氣控制箱，所述電氣控制箱內(nèi)設(shè)有:與光電液位傳感器連接的微型控制器，分別與微型控制器連接的運(yùn)算放大模塊、實(shí)時時鐘芯片，所述運(yùn)算放大模塊與電極傳感器組件電連接，所述微型控制器分別通過控制電路與所述蠕動泵的步進(jìn)電機(jī)和換向步進(jìn)電機(jī)連接。3.如權(quán)利要求2所述的全自動多參數(shù)在線水質(zhì)分析儀，其特征在于，所述運(yùn)算放大模塊包括:與微型控制器連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片連接的運(yùn)算放大器、與運(yùn)算放大器連接的采集端口電路，所述采集端口電路與電極傳感器組件連接。4.如權(quán)利要求3所述的全自動多參數(shù)在線水質(zhì)分析儀，其特征在于，所述微型控制器還連接一顯示裝置和輸入裝置，所述微型控制器通過人工輸入接口電路與輸入裝置連接。5.如權(quán)利...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：方習(xí)武，陳愛昌，
申請(專利權(quán))人：深圳市航創(chuàng)醫(yī)療設(shè)備有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44
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