[發(fā)明專利]一種地下水重金屬監(jiān)測方法及其裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911312581.1
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN110967334A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱星;何召慶
• 申請（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué)
• 主分類號: G01N21/71
• 分類號: G01N21/71;G01N21/31;G01N21/01;H04L29/08
• 代理公司: 北京久維律師事務(wù)所 11582
• 代理人: 邢江峰

1.一種地下水重金屬監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，主機(jī)下達(dá)啟動測量指令到控制中心，控制中心隨即控制測量設(shè)備開始進(jìn)行樣品的測量；

S2，測量設(shè)備被控制程序喚醒，測量設(shè)備吸取地下水樣品，測量設(shè)備對所吸取的地下水樣品進(jìn)行霧化，霧化后的地下水樣品被送入分析器，通過分析器對霧化后的地下水樣品進(jìn)行分析，得到樣品中不同重金屬元素的濃度，并返回測量結(jié)果到控制中心；

S3，主機(jī)不斷向控制中心請求地下水樣品中檢測的結(jié)果，當(dāng)測量設(shè)備完成測量后，控制程序立刻反饋重金屬元素濃度數(shù)據(jù)到主機(jī)；

S4，控制中心控制測量設(shè)備自動進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待主機(jī)的下一次測量指令，所檢測的地下水重金屬濃度數(shù)據(jù)存儲到主機(jī)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種地下水重金屬監(jiān)測方法，其特征在于，控制中心作為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，控制中心與測量設(shè)備和主機(jī)建立連接，控制中心用于控制測量設(shè)備的自動化測量與數(shù)據(jù)的傳輸，控制中心與測量設(shè)備通過以太網(wǎng)建立連接進(jìn)行通信，控制中心與主機(jī)通過485總線與NB-loT建立連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議基于modBus協(xié)議。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種地下水重金屬監(jiān)測方法，其特征在于，控制中心作為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)，控制中心接收并響應(yīng)來自主機(jī)的指令包括：接收啟動測量指令時返回啟動測量時間，接收狀態(tài)查詢指令時返回設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)，接收數(shù)據(jù)查詢指令時返回重金屬元素濃度測量結(jié)果；

控制中心控制測量設(shè)備進(jìn)行樣品的自動測量包括：實現(xiàn)樣品吸取、樣品霧化、樣品測量、數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備休眠；

控制中心接收并解析從測量設(shè)備返回的數(shù)據(jù)，并按照元素的不同將濃度數(shù)據(jù)存儲到相應(yīng)的列表中。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種地下水重金屬監(jiān)測方法，其特征在于，測量設(shè)備對所吸取的地下水樣品檢測方法如下：

利用微波磁控管產(chǎn)生水平磁場與垂直電場，激發(fā)并維持等離子體，溫度控制在4000-6000k，形成穩(wěn)定光源后，將待測量地下水樣品導(dǎo)入等離子體，等離子體激發(fā)待測量地下水樣品中的原子，激態(tài)原子退激發(fā)光，產(chǎn)生具有特征譜線的光譜，通過測量該特征譜線的強(qiáng)度，對待測量地下水樣品中的重金屬元素進(jìn)行定量分析。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種地下水重金屬監(jiān)測方法，其特征在于，從空氣中提取氮?dú)庾鳛楣ぷ鳉怏w，先吸取氬氣和氬氣，通過氬氣點燃氮?dú)鉃榈入x子體，并持續(xù)吸取氮?dú)庾鳛榈入x子體氣源，而被壓縮后的空氣用于切割等離子體的尾焰。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一一種地下水重金屬監(jiān)測方法，其特征在于，由蠕動泵吸取待測量地下水樣品，通過蠕動泵管線進(jìn)入霧化器，霧化器中產(chǎn)生氣溶膠，霧化器中點燃的等離子體溫度為5000k。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種地下水重金屬監(jiān)測方法，其特征在于，待測量地下水樣品進(jìn)入霧化器中霧化后，被高溫等離子體激發(fā)，使原子處于激發(fā)態(tài)，而處于激發(fā)態(tài)的原子不穩(wěn)定將退激發(fā)光，不同元素的原子發(fā)出的光具有不同的光譜，對原子發(fā)射的光譜進(jìn)行測量，得到不同特征譜線對應(yīng)的光強(qiáng)，通過光強(qiáng)與濃度成正比的關(guān)系以及測量樣品前的刻度系數(shù)得到待測量樣品中各重金屬元素濃度。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種地下水重金屬監(jiān)測方法，其特征在于，基于原子分光光度法：蒸汽原子會有選擇性地共振吸收一定波長的輻射光，使得入射光的強(qiáng)度減弱，特征譜線因吸收而減弱的程度稱為吸光度A，在線性范圍內(nèi)與被測元素的含量成正比：

A＝K×C 式(1-1)

其中，K為常數(shù)，C為試樣濃度。此式為原子吸收光譜法進(jìn)行定量分析的基礎(chǔ)。

根據(jù)上式(1-1)，吸收光譜的特征譜線的強(qiáng)度與對應(yīng)的元素的含量成正比，這個關(guān)系同樣適用于原子吸收光譜。因此，可得到元素標(biāo)準(zhǔn)曲線為：

I＝kc+b 式(1-2)

其中，I為元素總譜線強(qiáng)度；k為標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率；b為標(biāo)準(zhǔn)曲線截距。從上式可以看出，對多種標(biāo)準(zhǔn)樣品中的待測元素的譜線強(qiáng)度I進(jìn)行測量，再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度C，將兩種數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，即可得到每個待測元素的標(biāo)定曲線。得到標(biāo)定去先后，根據(jù)測量得到的元素光譜強(qiáng)度，代入線性擬合式，即可得到元素的濃度C。