[發明專利]溶液顯色反應定量分析檢測裝置

有效

• 申請號: 201510010348.3
• 申請日: 2015-01-09
• 公開（公告）號: CN104655572B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 郜子蕙;郜子涵;劉升;郜洪文
• 申請（專利權）人: 上海綠帝環?？萍加邢薰?/a>
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/78
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司31204
• 代理人: 陳龍梅

技術領域

本發明涉及一種溶液顯色反應定量分析檢測裝置，具體是一種通過顯色反應和電子顏色分析技術進行溶液物質濃度定量分析的方法，并且用該方法設計了的一種定量分析檢測裝置，屬于分析檢測技術領域。

背景技術

顏色分析法應用于化學物質分析歷史悠久，通過檢測被測物質對光的反射或透射信號來分析被測物質的光學特征或溶液中的物質含量(濃度)。常見測量裝置包括色差計和分光光度計。

色差計是一種顏色偏差測試儀器，即制作一塊模擬與人眼感色靈敏度相當的分光特性的濾光片，用它對樣板進行測光，通過電腦軟件自動比較樣板與被測物之間的顏色差異分析色差值，提供配色方案。色差計主要通過對平面、顆粒、粉末、糊狀、溶液等樣品呈現的顏色進行精確測量，應用于相關行業，但色差計不適用于液體物質濃度的測量。

分光光度計是依據溶液中被測物質因加入選定顯色劑發生顯色反應，因此產生透射光譜的現象特征，調節分光棱鏡，測定在其特征吸收峰值下的透光率，和預先制定的標準曲線比較，獲得溶液被測物質的濃度數據。

分光光度計在水和廢水監測分析工作中應用十分廣泛。美國水和廢水標準檢驗方法中分光光度法占37.4％，我國水和廢水監測分析方法中分光光度法占35％；在飲用水和食品分析方法中，近50％的檢驗是由分光光度法完成。幾乎所有的無機離子和有機化合物都可以直接或間接地用此法進行測定。但是，分光光度計的關鍵部件之一是“單色器”，含濾光片、棱鏡和光柵。濾光片需人工選用，棱鏡轉動和光柵移動都需要馬達帶動。而且顯色劑本身往往具有較深顏色，測量時會干擾測量波長下的產物的光吸收，必須借助于雙波長法、或導數法等進行背景干擾校正。因此儀器結構復雜，制造精密，使用和維護條件苛刻，操作費時費力。

眾所周知，近年內國內各類突發性、災難性事故頻繁發生，包括地質災害、環境污染、食物中毒、疾病爆發等等，嚴重影響了人們正常的生活和身體健康。而我國現有的檢測機構和專業人員、檢測手段和檢測方法尚不能在事故中及時、準確和完整地獲取所需要的數據，從而耽誤對災難的有效處理。再者，在偏僻的山區、農村、高原、海島等，由于分析檢測條件的限制，也無法及時、準確獲取所需要的檢測數據。雖然，目前市場上出現了多款便攜式分光光度計，包括PF-12(德國)、PHOTOFLEX(美國)、UKBS-AquaGem(英國)、CMC1(美國)等，但都是采用傳統的測量原理和結構，如微處理控制的單光束濾光片，操作較為煩瑣，必須由專業技術人員使用，設備價格昂貴，維護條件苛刻。

發明內容

本發明的目的是公開一種溶液顯色反應定量分析方法，本發明的另外一個目的是用該方法設計一種定量分析檢測裝置。

為了達到上述目的，本發明根據國際照明協會提出的色空間概念，事先將已經確定的不同濃度的被測溶液，利用顏色傳感器技術，檢測顯色劑和被測溶液發生顯色反應后剩余顯色劑和產物混合液的顏色特征，通過設定模塊計算，獲得和儲存顏色特征和被測物質濃度之間的關系，作為標準曲線。在進行實際測量時，同樣應用顏色傳感器技術，檢測實際樣品溶液顯色反應后的相關顏色特征，通過已經設計和安裝的軟件模塊，根據標準曲線，獲得和顯示被測物質的濃度。按照上述方法設計的檢測裝置，不需要分光棱鏡技術，因此結構簡單，自動檢測，操作方便快捷。實際應用表明，該裝置檢測結果準確可靠。

溶液顯色反應定量分析方法的具體工藝步驟如下：

第一步，先將同樣份量顯色劑加入5～10個已經設定的不同濃度的被測溶液中，配制成5-10個相應濃度的標準溶液，包括1個空白試驗溶液，即因顯色劑未參與反應而使被測溶液全部是顯色劑的零濃度溶液；以及1個最高濃度的標準溶液，即因為顯色劑與被測溶液完全反應而沒有剩余顯色劑的溶液，最高濃度標準溶液與零濃度標準溶液的濃度比是10～50：1，然后逐一測量各個標準溶液透射光的紅、綠和藍三基色；

第二步，應用以色空間概念設計的計算模塊，把紅、綠和藍三基色轉換為透射光在色空間內以明度、綠-紅色品位、藍-黃色品位值表示的測量點；

第三步，將與第一步同樣份量顯色劑加入未知濃度待測溶液中，接著測量待測溶液透射光的紅、綠和藍三基色；根據色空間概念設計的計算模塊，把紅、綠和藍三基色轉換為透射光在色空間內以明度、綠-紅色品位、藍-黃色品位值表示的測量點；