[發明專利]一種水質總磷快速在線監測儀器

無效

• 申請號: 201310667226.2
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103616525A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 魏康林;陳明
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;G01N21/25;G01N1/28
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發明屬于光譜水質在線分析與監測技術領域，涉及一種在常溫常壓應用條件下基于超聲輔助消解與連續光譜分析的水質總磷快速在線監測儀器。?

背景技術

總磷是控制水體富營養化的重要水質監測參數，是保護水資源的飲用、游覽和養殖等開發價值而必須有效監控的水質參數之一，是水環境監測的必測項目之一。?

目前，總磷監測儀器大多采用國家標準檢測方法，即鉬酸銨分光光度法?,其原理是用過硫酸鉀（或硝酸-高氯酸）使水樣消解,將焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和有機結合的磷酸鹽等各種形式存在的磷全部氧化為無機正磷酸鹽。正磷酸鹽與鉬酸銨反應生成磷鉬雜多酸，加入抗壞血酸使其被還原,生成藍色絡合物,用分光光度法在700nm處檢測總磷含量。該方法樣品需要在高溫、高壓容器中消解反應,檢測過程復雜，耗時耗能，并且存在較大的二次污染。?

此外，就目前總磷檢測的其他方法而言，如氯化亞錫還原光度法、離子色譜法、等離子體光譜-質譜儀分析等，這些方法或操作步驟冗長繁瑣，或干擾因素較多，其中離子色譜法、等離子體光譜-質譜儀分析等檢測方法需要使用比較昂貴的儀器，而且對操作人員有很高的專業技能要求，并且大都采用大型分析儀器，只能在實驗室完成,不能滿足野外現場無人值守的在線監測要求，更不適用于突發性污染事故的現場快速在線監測與預警。?

綜上分析，為滿足水質突發性污染監測與預警這一現代水質監測技術發展要求，開發能夠在常溫常壓應用條件下，低成本、高可靠、檢測實時快速的水質總磷監測儀器是我國環境監測與治理保護領域的迫切需求。?

發明內容

本發明的目的在于針對現有總磷檢測在樣品在線前處理條件苛刻（如國標中使用的方法，樣品一般需要在高溫高壓條件下消解2個小時，產物二次污染嚴重）和分析儀器難以滿足在線監測技術要求（如離子色譜法、等離子體光譜-質譜儀分析法等）兩方面存在的技術不足，提供一種集成超聲輔助消解高效樣品化學前處理與連續光譜分析技術的水質總磷快速監測儀器，可廣泛應用于多類地表水質污染監測與預警以及污水處理排放監測。?

本發明采用如下技術方案：?

一種水質總磷快速在線監測儀，它包括電源模塊、嵌入式測控系統、光學檢測系統和多樣品與試劑順序進樣流路系統，其特征在于：

所述嵌入式測控系統包括嵌入式系統和外圍控制電路系統，嵌入式系統上通過串口連接有人機交互系統，人機交互系統包括存儲器、觸摸屏和GPRS系統，GPRS系統與上位機連接，嵌入式系統上通過并口連接有光譜儀，嵌入式系統主控制器上有接口與外圍控制電路系統連接，外圍控制電路系統連接微型樣品反應檢測室，微型樣品反應檢測室連接光譜儀；

所述多樣品與試劑順序進樣流路系統由微電子多位閥、微型精密蠕動泵、樣品反應檢測室組成；

所述光學檢測系統包括準直光源，準直光源通過微型樣品反應檢測室，然后經過聚焦光路，最后進入光譜儀，所述的樣品反應檢測室由流通檢測池、恒溫超聲水槽、超聲換能器組成，流通檢測池設置在恒溫超聲水槽內部，恒溫超聲水槽底部設有超聲換能器，所述超聲換能器由超聲發生器驅動產生超聲波，超聲波頻率為40kHz，功率5～10W可調。

優選的，流通檢測池頂部設樣品流路系統，流通檢測池底部通過直流泵連接廢液池，恒溫超聲水槽頂部設水槽蒸餾水進口，恒溫超聲水槽底部通過直流泵連接廢液池。?

優選的，流通檢測池的下2/3部分淹沒于恒溫超聲水槽的蒸餾水之中。?

優選的，流通檢測池由石英玻璃制成，恒溫超聲水槽由不銹鋼制成，恒溫超聲水槽上設有石英玻璃光窗，石英玻璃光窗用于檢測光路通過。?

優選的，恒溫超聲水槽的外部設有熱電溫控模塊。?

優選的，嵌入式系統中主控制器為SAMSUNGS3C6410微處理器，其采用Linux內核技術。?

優選的，外圍控制電路系統包括自動恒溫控制、光源開關控制、流路進樣控制、自動攪拌控制和自動清洗控制。?

本發明取得的技術效果：?

1、本發明體積小、功耗低、操作簡便，功能完善，檢測快速，能夠應用于水質總磷污染監測與預警，并適合野外多類水質監測的現場應用，儀器在樣品化學前處理在線控制方面具有自動恒溫、高效攪拌與高效清洗的多功能系統集成的技術優勢，儀器能夠在常溫常壓應用條件下快速檢測水樣中的總磷含量，測量時間僅需15分鐘；

2、總磷在線檢測的精密度、準確度與檢出限等關鍵技術指標優于國家環境保護對在線監測儀器的技術規范要求。

附圖說明

圖1是本發明的結構原理圖；?