[發(fā)明專利]一種基于集成閥島裝置的水體營養(yǎng)鹽原位檢測儀與檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310407570.8
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103439258A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王洪亮;張述偉;褚東志;馬然;郭翠蓮;王昭玉;程巖;侯廣利;劉巖;王茜;石小梅;劉東彥;任國興;呂婧;曹璐;范萍萍
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標事務(wù)所有限公司 37101
• 代理人: 王曉曉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海水化學分析領(lǐng)域，具體涉及一種基于集成閥島裝置的水體營養(yǎng)鹽原位檢測儀與檢測方法。

背景技術(shù)

營養(yǎng)鹽是水體中浮游植物生長所必須的營養(yǎng)元素，是生態(tài)監(jiān)測的重要參數(shù)之一。監(jiān)測水體中營養(yǎng)鹽濃度的變化，對于監(jiān)測水體污染、研究海洋地球化學循環(huán)、預(yù)警生態(tài)災(zāi)害等具有重要的意義。目前，海水中營養(yǎng)鹽測定主要是根據(jù)海洋監(jiān)測規(guī)范（GB?17378?2007），采用基于調(diào)查船的現(xiàn)場采樣?實驗室測定法。該方法存有實時性差，試樣易受污染，浪費人力、物力等弊端。近年來，海洋原位營養(yǎng)鹽傳感器的研制成為海洋領(lǐng)域的研究熱點之一。海洋原位營養(yǎng)鹽傳感器基于微型實驗室技術(shù)和分光光度法，測定并依據(jù)海水試樣吸光度的變化確定其營養(yǎng)鹽的含量，具備能耗低、體積小、試劑用量少、性能穩(wěn)定、自動化程度高等特點。

流體及顯色反應(yīng)控制裝置，控制試樣、試劑的流速、流量和進入順序，控制試劑與試樣的混合、反應(yīng)及顯色，是海洋原位營養(yǎng)鹽傳感器的核心部件?，F(xiàn)有的海水營養(yǎng)鹽分析儀器多采用單參數(shù)單通道分析，其流體及顯色反應(yīng)控制裝置多為單通道分散式結(jié)構(gòu)，每一個營養(yǎng)鹽參數(shù)對應(yīng)一個通道，每個通道均需流體控制裝置、混合反應(yīng)器、蠕動泵、自動進樣閥和光學流通池，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存有集成度低、體積大、能耗高、試劑用量大等不足，不宜使用于原位測量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種基于集成閥島裝置的水體營養(yǎng)鹽原位檢測儀與檢測方法。它可以克服現(xiàn)有流體及顯色反應(yīng)控制裝置所存在的不足，降低能耗、縮小體積、減小試劑用量、提高集成度，方便地使用于原位傳感器。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種基于集成閥島裝置的水體營養(yǎng)鹽原位檢測儀，它包括集成閥島、蠕動泵、加熱器、光學流通池、LED燈、光電采集模塊、計算機處理模塊，

所述集成閥島包括蓋板組件和底板組件，所述蓋板組件包括蓋板基體和中空的連接件，所述蓋板基體上設(shè)有內(nèi)通道，所述連接件插入所述內(nèi)通道并與蓋板基體固定連接，所述連接件中空處設(shè)有液體輸送管，所述液體輸送管與內(nèi)通道連通；

所述底板組件包括底板基體和多個呈并聯(lián)的電磁閥，電磁閥固定于底板基體上并與底板基體之間呈密封，所述底板基體設(shè)有用于連接電磁閥和內(nèi)通道的底板引流通孔；

所述蓋板基體與底板基體之間固定連接，所述集成閥島的電磁閥出口與蠕動泵入口連接，蠕動泵的出口與加熱器連接，加熱器依次與光學流通池、光電采集模塊和計算機處理模塊連接。

進一步的，所述內(nèi)通道包括相互連通的蓋板上端通孔和蓋板下端微通道。

進一步的，所述液體輸送管依次與蓋板上端通孔、蓋板下端微通道、底板引流通孔和所述電磁閥的入口相連通。

進一步的，所述液體輸送管為聚四氟乙烯管，穿過中空的連接件依次與內(nèi)通道、底板引流通孔、電磁閥貫通。

?進一步的，所述連接件為中空的螺母，所述螺母具有外螺紋，所述蓋板基體設(shè)有與外螺紋適應(yīng)的內(nèi)螺紋。

進一步的，所述蓋板上端通孔為6-60個，蓋板下端微通道為4-40個，內(nèi)徑均為0.5-2mm。?

進一步的，所述底板引流通孔內(nèi)徑為0.5-2mm，所述聚四氟乙烯管外徑為1-4mm、內(nèi)徑為0.5-2mm，所述螺母內(nèi)孔徑為1-4mm。?

本發(fā)明還提供了利用所述的水體營養(yǎng)鹽原位檢測儀在線檢測水體中營養(yǎng)鹽濃度的方法，它包括以下步驟：

????????開啟蠕動泵，通過電磁閥泵入待檢測試樣；通過電磁閥再分別泵入顯色劑至反應(yīng)流路并與流路中的試樣S?相混合形成混合液；然后通過加熱器對混合溶液加熱促進混合溶液反應(yīng)并顯色；開啟LED燈，顯色后的溶液進入光學流通池經(jīng)光電采集模塊、計算機處理模塊得光強I，

開啟電磁閥，泵入蒸餾水；開啟LED燈，蒸餾水進入光學流通池經(jīng)光電采集模塊、計算機處理模塊得光強I₀，利用公式????????????????????????????????????????????????求得待檢測試樣吸光度，

根據(jù)一系列已知濃度的標樣的吸光度-濃度工作曲線的回歸方程，計算出試樣中的海水營養(yǎng)鹽的含量。?

其中，當待檢測試樣為含NO₂-N溶液時，所用顯色液為磺胺-鹽酸水溶液和鹽酸萘乙二胺水溶液，所述磺胺-鹽酸水溶液組成為：磺胺的質(zhì)量百分數(shù)為1~4%，鹽酸的濃度為1~2mol/L；所述鹽酸萘乙二胺水溶液組成為：鹽酸萘乙二胺的質(zhì)量百分數(shù)為0.2~0.5%。