專利名稱：一種新型全自動(dòng)紅外測油儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測油儀,主要應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)測量水、土壤中的油含量，飲食行業(yè)中的油煙測試。
背景技術(shù)：
目前w內(nèi)外的紅外測油儀都需要手動(dòng)方法進(jìn)行樣品測量的前期處理，具體的測量過程
如下采集了水樣以后，有兩種方法進(jìn)行樣品的前期處理，①山實(shí)驗(yàn)室分析人員利用手動(dòng)方法進(jìn)行萃取，把采集來的水樣和萃取劑加入分液漏斗中，水樣和萃取劑的量根據(jù)需要確定，關(guān)緊分液漏斗的閥門，擰緊塞子，用手進(jìn)行搖動(dòng)、振蕩，使水中的油充分溶解到萃取劑中，振蕩完成后，把分液漏斗放置在鐵架臺(tái)上靜止；因?yàn)檩腿┖退畼邮莾煞N互不相容的液體，而且萃取劑是有機(jī)溶劑，密度比水的密度大，靜止后溶液會(huì)分為上下兩層，吸收了油的萃取劑在分液漏斗的下部，稱之為萃取液；把萃取液移取到紅外測油儀的樣品池中，放入測油儀中進(jìn)行測量，從而測得水中的油含量。②利用半自動(dòng)萃取器把水中的油萃取出來，根據(jù)需要把水樣和萃取劑加入到半fi動(dòng)萃取器中，由半自動(dòng)萃取器通過機(jī)械的方法或液體流動(dòng)的方法進(jìn)行液體的振蕩、萃取，不需要人工搖動(dòng)萃取，完成萃取后把萃取液移取到紅外測油儀的樣品池中進(jìn)行測量，實(shí)現(xiàn)水中油的測量。上述兩種水中油的測量方法基本相同，第二種方法只是不用人工搖動(dòng)了，其他的都是一樣的，測量方法都是國家標(biāo)準(zhǔn)要求的紅外光度法；這些測量方法都存在一些缺點(diǎn)和不足①在樣品的前期處理和測量中，都需要分析人員的參與工作，不能實(shí)現(xiàn)從取樣到測量的全自動(dòng)化。②由于人員的參與容易產(chǎn)生取樣的不準(zhǔn)和干擾，導(dǎo)致了測量結(jié)果的工作誤差增大。③由于不同分析人員的工作習(xí)慣和方式不同，導(dǎo)致測量結(jié)果的重復(fù)性差。④對(duì)于低濃度的水樣，在測量的過程中不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)富集功能。⑤由于分析人員要參與整個(gè)測量過程，大大增加了和化學(xué)試劑的接觸時(shí)問，使分析人員的身體健康受到危害。⑥在測油的過程中，測量的是油的總的濃度，不能自動(dòng)測量動(dòng)植物油的含量、礦物油的含量。發(fā)明內(nèi)容
木實(shí)用新型的目的是提供一種可實(shí)現(xiàn)整個(gè)測油過程的全自動(dòng)化，能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)植物油和礦物油的分離， 一次分析可測量動(dòng)植物油、礦物油和總油含量的新型全自動(dòng)紅外測油儀。本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的由自動(dòng)進(jìn)樣裝置、自動(dòng)富集萃取裝置、N32S04吸附裝置、MgSi03吸附裝置、光學(xué)測量裝置、數(shù)據(jù)處理裝置組成新型全自動(dòng)紅外測油儀，進(jìn)樣裝置包括水樣進(jìn)樣裝置和溶劑進(jìn)樣裝置；其要點(diǎn)在于水樣進(jìn)樣裝置中的水樣計(jì)量泵的進(jìn)液口通過連通器一端連接到進(jìn)液電磁閥，另一端連接到進(jìn)氣電磁閥，水樣計(jì)量泵出液口連接到攪拌池的右上端；溶劑進(jìn)樣裝置中的溶劑計(jì)量泵的進(jìn)液口連接到溶劑瓶上，溶劑瓶的通氣口與電磁閥連接，溶劑計(jì)量泵的出液口連接到攪拌池的右上端；自動(dòng)富集萃取裝置的自動(dòng)攪拌器中的攪拌池左上端的排液口連接到收集瓶的一個(gè)進(jìn)液口 ，攪拌池下端的排液口通過電磁閥連接到收集瓶的另一個(gè)進(jìn)液口；收集瓶的通氣口連接到電磁閥上，收集瓶下部的廢液排液口連接到電磁閥上；萃取液進(jìn)液管伸入到收集瓶的底部，連接到吸附裝置的進(jìn)液嘴；Na2S04吸附裝置中的吸附裝置的通氣嘴與電磁閥連接；吸附裝置下側(cè)排液嘴通過電磁閥連接到MgSi03吸附裝置的進(jìn)液嘴；吸附裝置下部排液嘴通過電磁閥連接到連通器上；MgSi03吸附裝置中的吸附裝置的進(jìn)氣嘴與電磁閥連接；吸附裝置的下排液嘴與連通器連接。
其工作原理如圖1所示，由自動(dòng)進(jìn)樣裝置把萃取劑和樣品送到自動(dòng)富集萃取裝置，經(jīng)萃取后的液體送到Na2S04吸附裝置，溶液經(jīng)過吸水和過濾后送到MgSi03吸附裝賈，經(jīng)過Na2S04吸附裝置和MgSi03吸附裝置吸附的萃取液分別送到測量裝置；當(dāng)包含2930cm—1 、2960cm—1和3030cm—1波數(shù)的紅外光照射到測量裝置的樣品池中被測液體時(shí)，油中的CH2、CH3基團(tuán)和苯環(huán)的分子振動(dòng)吸收了一部分紅外光，油的濃度越高吸收的紅外光越多，被吸收以后剩余的紅外光照射到專用紅外傳感器上，油的濃度和吸光度成正比關(guān)系。傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，光信號(hào)的強(qiáng)弱表現(xiàn)為電信號(hào)電平的高低。電信號(hào)經(jīng)過處理放大后送到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)送單片機(jī)處理計(jì)算電路。根據(jù)朗伯一比爾定律，油的濃度和吸光度成正比，由單片機(jī)電路對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和歸一化處理，最后得到被測溶液中油的濃度，把結(jié)果送顯示和打印。

圖1本實(shí)用新型工作原理示意框圖。
圖2本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2中自動(dòng)攪拌器(2)剖視結(jié)構(gòu)圖。
圖4為圖2中Na2S04吸附裝置(9)剖視圖。圖5為圖2中MgSi03吸附裝置(7)剖視圖。圖6光學(xué)測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖2電路接線圖。
具體實(shí)施方式

如圖1 圖7所示，新型全自動(dòng)紅外測油儀，由進(jìn)樣裝置、自動(dòng)富集萃取裝置、Na2S04吸附裝置、MgSi03吸附裝置、光學(xué)測量裝置、數(shù)據(jù)處理裝置組成；進(jìn)樣裝胃包括水樣進(jìn)樣裝置和溶劑進(jìn)樣裝置；水樣進(jìn)樣裝置由水樣計(jì)量泵3，電磁閥13、 21，連通器IO,聚四氟管子組成，水樣進(jìn)樣裝置中的水樣計(jì)量泵3的進(jìn)液口通過連通器0 —端連接到進(jìn)液電磁閥21，另一端連接到進(jìn)氣電磁閥13，水樣計(jì)量泵3出液口連接到攪拌池23的右上端。完成水樣的自動(dòng)進(jìn)樣和進(jìn)氣的自動(dòng)切換功能。
溶劑進(jìn)樣裝置由溶劑計(jì)量泵l,電磁閥15，溶劑瓶'22，聚四氟管子組成。溶劑進(jìn)樣裝置中的溶劑計(jì)量泵1的進(jìn)液U連接到溶劑瓶22上，溶劑瓶22的通氣口與電磁閥15連接，溶劑計(jì)量泵1的出液口連接到攪拌池23的右上端。完成溶劑的進(jìn)樣。
自動(dòng)富集萃取裝置由自動(dòng)攪拌器2、電磁閥4、 5、 16，收集瓶6和聚四氟管子組成。自動(dòng)攪拌器2由攪拌池23、磁子24、磁鐵25和步進(jìn)電機(jī)26組成，其結(jié)構(gòu)圖見3;攪拌池23是密閉的玻璃容器，磁子在攪拌池中，右上端的兩個(gè)管口為水樣和溶劑進(jìn)樣口，左上端為攪拌時(shí)的排液口；攪拌方式是立式攪拌，不同于一般的水平磁力攪拌。攪拌池23左上端的排液口連接到收集瓶6的一個(gè)進(jìn)液口，攪拌池23下端的排液口通過電磁閥5連接到收集瓶6的另一個(gè)進(jìn)液口 ；收集瓶6的通氣U連接到電磁閥4上，收集瓶下部的廢液排液口連接到電磁閥16上；萃取液進(jìn)液管伸入到收集瓶6的底部，連接到吸附裝置9的進(jìn)液嘴。完成混合溶液的攪拌，溶液的收集，水和萃取液的分離，萃取液的輸出和廢液的排放，實(shí)現(xiàn)富集和萃取的功能。
Na2S04吸附裝置由吸附裝置9電磁閥8、 11、 20、聚四氟管子組成。吸附裝置9由吸附管h蓋31、玻璃吸附管32、玻璃砂芯33、吸附管下蓋34組成，Na2S04吸附裝置結(jié)構(gòu)見圖4。吸附裝置9的通氣嘴與電磁閥20連接；吸附裝置9下側(cè)排液嘴通過電磁閥8連接到MgSiCb吸附裝置7的進(jìn)液嘴；吸附裝置9下部排液嘴通過電磁閥11連接到連通器12上；完成對(duì)萃取液的吸附、過濾作用，由吸附管中的無水硫酸鈉吸附萃取液中的微量水，過濾萃取液中的雜質(zhì)，防止在萃取的過程中產(chǎn)生鹵化，造成樣品池中進(jìn)入水和雜質(zhì)，影響測量結(jié)果。
MgSi03吸附裝置由吸附裝置7、電磁閥17、連通器12和聚四氟管子組成。吸附裝置7由吸附管上蓋27、玻璃吸附管28、玻璃砂芯29、吸附管下蓋30組成，結(jié)構(gòu)見圖5 。吸附裝置7的進(jìn)氣嘴與電磁閥17連接；吸附裝置7的下排液嘴與連通器12連接。完成萃取液的吸附功能，把萃取液所含的動(dòng)植物油通過MgSi03試劑吸附出來，由該吸附管中排出的溶液只含礦物油，不含動(dòng)植物油。
光學(xué)測量裝置14由前放裝置35、光電轉(zhuǎn)換器36、接受光程筒37、樣品池座38、樣品池39、發(fā)送光程筒40、光源41組成。光學(xué)測量裝置結(jié)構(gòu)圖見圖6 。
光學(xué)測量裝置完成的功能是由光源41產(chǎn)生的特定波長的紅外光經(jīng)過光發(fā)射裝置變?yōu)槠叫泄馔ㄟ^發(fā)送光程筒40照射到樣品池39上，經(jīng)過萃取液中油的吸收后，由接受光程筒37輸送到光電轉(zhuǎn)換器36上，光電轉(zhuǎn)換器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送到前放裝置35進(jìn)行信號(hào)的處理，最后送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。油的濃度的高低表現(xiàn)為電平值的高低。把模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采集。
數(shù)據(jù)處理裝置即電路部分，主要由前置放大電路、溫度控制電路、數(shù)據(jù)采集及計(jì)算電路、控制電路等部分組成。前置放大電路主要是把傳感器送來的電信號(hào)進(jìn)行放大和濾波處理；溫度控制電路的功能是控制儀器的溫度；數(shù)據(jù)采集及計(jì)算電路的功能是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)計(jì)算，把測量的信號(hào)轉(zhuǎn)換成被測油的濃度；結(jié)果送顯示器和打印機(jī)?？刂齐娐返墓δ苁强刂苾x器的泵、閥、開關(guān)等器件的動(dòng)作。
本實(shí)用新型測量過程如下儀器經(jīng)過標(biāo)定后開始自動(dòng)測量，按下儀器的自動(dòng)測量鍵后，
打開電磁閥4、 15、 21，溶劑計(jì)量泵1和水樣計(jì)量泵3開始轉(zhuǎn)動(dòng)，把溶劑從溶劑瓶22抽到攪拌器2中，同時(shí)水樣通過電磁閥21經(jīng)過連通器10由水樣計(jì)量泵3送到攪拌器2中；隨后攪拌器2中的磁子24開始高速轉(zhuǎn)動(dòng)，使溶劑和水樣充分?jǐn)嚢杌旌希苓_(dá)到非常好的萃取效果；連續(xù)的送溶液和攪拌，當(dāng)攪拌池23中的溶液達(dá)到一定高度時(shí)，溶液就會(huì)從攪拌器2左上側(cè)的排液嘴流出，經(jīng)過聚四氟管子流到收集瓶6中；當(dāng)溶劑和水樣抽取完成后，溶劑計(jì)量泵1和水樣計(jì)量泵3停止轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)閉電磁閥15、 21，經(jīng)過時(shí)間延遲后，攪拌器2中的磁子24停止轉(zhuǎn)動(dòng)，打開電磁閥5，攪拌池23中剩余的溶液由下部排液嘴通過電磁閥5流到收集瓶6中，完成后關(guān)閉電磁閥4、 5;溶液在收集瓶6中靜止分層，分為上下兩層，水樣在上層，含有油的萃取液在下層；分層完成后進(jìn)行吸附系統(tǒng)進(jìn)液，打開電磁閥8、 13、17，啟動(dòng)水樣計(jì)量泵3，空氣從電磁閥13進(jìn)入，經(jīng)過連通器IO、計(jì)量泵3、攪拌器2進(jìn)入到收集瓶6中，隨著連續(xù)不斷的送氣，收集瓶6中的氣壓逐漸增大，當(dāng)壓力達(dá)到一定程度時(shí)，萃取液通過插入收集瓶6底部的聚四氟管送到吸附裝置9中，經(jīng)過其中的Na2S04吸附后，通過電磁閥8進(jìn)入吸附裝置7中，當(dāng)吸附裝置7中的萃取液達(dá)到要求時(shí)，關(guān)閉電磁閥8、 17，打開電磁閥20，萃取液停止向吸附裝置7中注液，丌始向吸附裝置9中注液，達(dá)到要求時(shí)停止注液，計(jì)量泵3停止轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)閉電磁閥20;萃取液在吸附裝置7、 9中被MgSi03和Na2S04吸附；打開電磁閥4、 16，收集瓶6中的廢液通過電磁閥16排出，廢液排完后，關(guān)閉電磁閥4、 16;萃取液在吸附裝置7、 9中吸附完成后開始向樣品池39中注液，打開電磁閥ll、 19，啟動(dòng)計(jì)量泵3，空氣進(jìn)入吸附裝置9中，把其中的萃取液排出，萃取液流經(jīng)電磁閥ll、連通器12，進(jìn)入到樣品池39中，進(jìn)液完成后，計(jì)量泵3停止轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)閉電磁閥11、 19;儀器測量出樣品池39里的萃取液中油的濃度，此測量結(jié)果是油的總濃度；測量完成后排掉樣品池中的廢液，打開電磁閥ll、 18，啟動(dòng)計(jì)量泵3，排掉樣品池39中的廢液，排液完成后，關(guān)閉電磁閥ll、 18;下一歩測量吸附裝置7中的萃取液，打開電磁閥8、 19，啟動(dòng)計(jì)量泵3，吸附裝置7中的萃取液通過連通器12流入樣品池39中，注液完成后關(guān)閉電磁閥8、 19，停止計(jì)量泵3;儀器測量出樣品池39里的萃取液中油的濃度，此萃取液在吸附裝置7中被MgSi03吸附過，其中的動(dòng)植物油被吸掉，只含有礦物油，因此測量的油的濃度是礦物油濃度，油的總濃度減去礦物油的濃度得到動(dòng)植物油的濃度；測量結(jié)果送顯示器和打印機(jī)。測量完成后要排掉樣品池39中的萃取液，打開電磁閥8、 18，啟動(dòng)計(jì)量泵3把萃取液排掉，完成后停止計(jì)量泵3，關(guān)閉電磁閥8、 18，整個(gè)自動(dòng)測量過程完成。
采用本實(shí)用新型有益效果
1. 真正實(shí)現(xiàn)了測量水中油過程的全自動(dòng)化，從進(jìn)樣、攪拌萃取、吸附、測量到排液，全部自動(dòng)化，不用人工干預(yù)。
2. 由于采用了特殊的攪拌萃取系統(tǒng)，在萃取的過程中實(shí)現(xiàn)了 1 25倍的富集，能夠真正測量水中超低油含量的測量。
3. 采用了連續(xù)進(jìn)樣和連續(xù)攪拌的方式，使不同比例的溶液能夠充分混合，提高了萃取效率。
4. 采用攪拌和收集分離的方式，可使用大體積的收集瓶，在測量的過程中可分析大體積的水樣， 一次分析水樣體積可達(dá)1250毫升。
5. 采用了MgSi03吸附裝置，能夠吸附萃取液中的動(dòng)植物油，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)吸附動(dòng)植物油的功能。
6. 在一次測量過程中，能夠同時(shí)測量水樣中的動(dòng)植物油、礦物油、和總油的含量。
權(quán)利要求1、一種新型全自動(dòng)紅外測油儀，由進(jìn)樣裝置、自動(dòng)富集萃取裝置、Na2SO4吸附裝置、MgSiO3吸附裝置、光學(xué)測量裝置、數(shù)據(jù)處理裝置組成；進(jìn)樣裝置包括水樣進(jìn)樣裝置和溶劑進(jìn)樣裝置；其特征是水樣進(jìn)樣裝置中的水樣計(jì)量泵(3)的進(jìn)液口通過連通器(10)一端連接到進(jìn)液電磁閥(21)，另一端連接到進(jìn)氣電磁閥(13)，水樣計(jì)量泵(3)出液口連接到攪拌池(23)的右上端；溶劑進(jìn)樣裝置中的溶劑計(jì)量泵(1)的進(jìn)液口連接到溶劑瓶(22)上，溶劑瓶(22)的通氣口與電磁閥(15)連接，溶劑計(jì)量泵(1)的出液口連接到攪拌池(23)的右上端；自動(dòng)富集萃取裝置的自動(dòng)攪拌器(2)中的攪拌池(23)左上端的排液口連接到收集瓶(6)的一個(gè)進(jìn)液口，攪拌池(23)下端的排液口通過電磁閥(5)連接到收集瓶(6)的另一個(gè)進(jìn)液口；收集瓶(6)的通氣口連接到電磁閥(4)上，收集瓶(6)下部的廢液排液口連接到電磁閥(16)上；萃取液進(jìn)液管伸入到收集瓶(6)的底部，連接到吸附裝置(9)的進(jìn)液嘴；Na2SO4吸附裝置中的吸附裝置(9)的通氣嘴與電磁閥(20)連接；吸附裝置(9)下側(cè)排液嘴通過電磁閥(8)連接到MgSiO3吸附裝置(7)的進(jìn)液嘴；吸附裝置(9)下部排液嘴通過電磁閥(11)連接到連通器(12)上；MgSiO3吸附裝置中的吸附裝置(7)的進(jìn)氣嘴與電磁閥(17)連接，吸附裝置(7)的下排液嘴與連通器(12)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種新型全自動(dòng)紅外測油儀，儀器結(jié)構(gòu)包括進(jìn)樣裝置、自動(dòng)富集萃取裝置、吸附裝置、光學(xué)測量裝置、數(shù)據(jù)測量裝置。本實(shí)用新型解決了測油過程中存在的不能實(shí)現(xiàn)高倍數(shù)富集問題，能夠自動(dòng)測量環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域地表水及污水中的油含量；在萃取過程中能夠?qū)崿F(xiàn)富集和稀釋1～25倍，測量的技術(shù)指標(biāo)符合國家要求。而且實(shí)現(xiàn)了動(dòng)植物油和礦物油的分離，在一次水樣的分析中，可以測量油的總濃度、礦物油的濃度和動(dòng)植物油的濃度，提高了測量的準(zhǔn)確度，保證了萃取效率；適用于環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域?qū)Ω黝愃杏秃康臏y量。
文檔編號(hào)G01N21/35GK201402266SQ20092002057
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月16日
發(fā)明者劉傳榮, 孟華盈, 張繼源 申請(qǐng)人:泰安市科瑞光學(xué)儀器有限公司