專利名稱：采集光總量的臭氧法水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水質(zhì)化學(xué)需氧量的實(shí)時(shí)測(cè)量裝置，屬于環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域中的水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)，具體說(shuō)是一種采集光總量的臭氧法水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外測(cè)量水質(zhì)化學(xué)需氧量(簡(jiǎn)稱“COD”)仍以實(shí)驗(yàn)室分析法為主。近年來(lái)隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了一些新的水質(zhì)參數(shù)分析測(cè)試儀器。這些分析測(cè)試儀器主要分為兩種形式一種是利用傳感器在水下直接測(cè)量，另一種是利用“微型實(shí)驗(yàn)室”法將化學(xué)實(shí)驗(yàn)室方法集成在儀器中進(jìn)行測(cè)量。傳感器法有電極式傳感器法和光纖傳感器法，電極傳感器法受環(huán)境影響較大，如溫度、酸度、離子強(qiáng)度和懸浮物等；光纖傳感器法的傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性不夠、使用壽命短和選擇性不好。利用“微型實(shí)驗(yàn)室”法開(kāi)發(fā)的儀器體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜不適于進(jìn)行連續(xù)、實(shí)時(shí)的測(cè)量。利用臭氧氧化化學(xué)發(fā)光原理研制的水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量?jī)x不需添加試劑，不產(chǎn)生二次污染，響應(yīng)速度快，避免了水體高濃度離子氯離子對(duì)準(zhǔn)確度的影響，能夠進(jìn)行水質(zhì)化學(xué)需氧量的實(shí)時(shí)測(cè)量，但其目前采用的流動(dòng)注射方式是一種采集實(shí)時(shí)光強(qiáng)度代表化學(xué)需氧量的方式，有以下幾點(diǎn)不足(1)氣源為空氣的臭氧發(fā)生器的臭氧產(chǎn)量受濕度和氧氣含量的影響較大，不易長(zhǎng)期穩(wěn)定，因此，在采集實(shí)時(shí)光強(qiáng)度代表化學(xué)需氧量時(shí)誤差較大。(2)臭氧在水樣中的溶解度受水樣品質(zhì)和其溫度影響，不能達(dá)到很高，適于海水化學(xué)需氧量的測(cè)量，不適應(yīng)于高COD值水樣的測(cè)量。(3)控制水樣流量的流量泵因長(zhǎng)期不間斷工作機(jī)械磨損大，易損壞。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種采集光總量的臭氧法水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量裝置，不依賴于臭氧發(fā)生器產(chǎn)量的大小及其穩(wěn)定性，減小臭氧溶解度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，能夠測(cè)量高COD值水樣，測(cè)試精度高，并能減少流量泵的不間斷工作時(shí)間，提高測(cè)量系統(tǒng)可靠性和使用壽命。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種采集光總量的臭氧法水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量裝置，包括化學(xué)反應(yīng)裝置、水樣換路裝置、臭氧發(fā)生裝置、暴氣片、光電傳感器、數(shù)據(jù)處理電路和控制電路，其特征在于所述化學(xué)反應(yīng)裝置為一密光的反應(yīng)腔體，反應(yīng)腔體上設(shè)有進(jìn)水口、出水口和通氣孔，反應(yīng)腔體的一側(cè)是透鏡，反應(yīng)腔體的下面為所述暴氣片，暴氣片與臭氧氣室連通，進(jìn)水口和出水口與水樣換路裝置連接，光電傳感器安裝在反應(yīng)腔體之外透鏡的焦點(diǎn)處，光電傳感器的輸出信號(hào)端口連接到數(shù)據(jù)處理電路，數(shù)據(jù)處理電路與控制電路連接，控制電路的控制信號(hào)輸出端連接所述水樣換路裝置。對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)所述的水樣換路裝置由泵、水樣進(jìn)水閥、反應(yīng)腔進(jìn)水閥、反應(yīng)腔出水閥、排水閥組成，水樣進(jìn)水閥的入口連接到水源，反應(yīng)腔出水閥的入口連接到反應(yīng)腔體的出水口，水樣進(jìn)水閥和反應(yīng)腔出水閥的出口連接到泵的入口，泵的出口連接到反應(yīng)腔進(jìn)水閥和排水閥的入口，反應(yīng)腔進(jìn)水閥的出口連接到反應(yīng)腔的進(jìn)水口。對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)所述的反應(yīng)腔體的腔體材料為聚四氟乙烯，所述的暴氣片的材料是聚四氟乙烯透氣膜。對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)所述的透鏡是高折射率和高投射率的光學(xué)玻璃凸透鏡。對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)所述的水樣換路裝置中的水樣進(jìn)水閥、反應(yīng)腔出水閥和反應(yīng)腔進(jìn)水閥、排水閥是電動(dòng)閥。對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)所述的水樣換路裝置中的水樣進(jìn)水閥、反應(yīng)腔出水閥和反應(yīng)腔進(jìn)水閥、排水閥是多位多通閥。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、利用了閥的可靠性比流量泵的穩(wěn)定性要高很多，以增加閥的數(shù)量來(lái)減少流量泵的數(shù)量，特別是測(cè)量結(jié)果不依賴泵的流量，從而提高了測(cè)量裝置的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和使用壽命。 能夠測(cè)量高COD值水樣，測(cè)試精度高。2、可在固定水樣體積的情況下，持續(xù)不斷地使用臭氧來(lái)氧化水樣中的化學(xué)需氧物質(zhì)，并使用反應(yīng)過(guò)程中的光總量來(lái)表征化學(xué)需氧物質(zhì)的量，使測(cè)量的結(jié)果不依賴于臭氧發(fā)生器產(chǎn)量的大小及其穩(wěn)定性，也減小臭氧溶解度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，誤差小，使臭氧法化學(xué)需氧量測(cè)量方法能夠測(cè)量高COD值水樣，水樣COD值越高，測(cè)量的時(shí)間越長(zhǎng)。

圖1為本實(shí)用新型采集光總量的臭氧法水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量裝置中的反應(yīng)腔體的結(jié)構(gòu)圖；圖2為本實(shí)用新型采集光總量的臭氧法水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量裝置中的水樣換路裝置結(jié)構(gòu)具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型一種采集光總量的臭氧法水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量裝置，包括化學(xué)反應(yīng)裝置、水樣換路裝置、臭氧發(fā)生裝置、暴氣片、光電傳感器、數(shù)據(jù)處理電路和控制電路，其特征在于所述化學(xué)反應(yīng)裝置為一密光的反應(yīng)腔體，反應(yīng)腔體上設(shè)有進(jìn)水口、出水口和通氣孔， 反應(yīng)腔體的一側(cè)是透鏡，反應(yīng)腔體的下面為所述暴氣片，暴氣片與臭氧氣室連通，進(jìn)水口和出水口與水樣換路裝置連接，光電傳感器安裝在反應(yīng)腔體之外透鏡的焦點(diǎn)處，光電傳感器的輸出信號(hào)端口連接到數(shù)據(jù)處理電路，數(shù)據(jù)處理電路與控制電路連接，控制電路的控制信號(hào)輸出端連接所述水樣換路裝置。參見(jiàn)圖1，采集光總量的臭氧法水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量裝置的反應(yīng)腔體5是一個(gè)由耐高溫、抗腐蝕、抗氧化的非金屬材料聚四氟乙烯為主體的密光的容器，反應(yīng)腔體5的一側(cè)是由高折射率和高投射率的光學(xué)玻璃制造的凸透鏡3，反應(yīng)腔體5上的通氣孔1與大氣相通，用來(lái)平衡氣壓，反應(yīng)腔體5上的進(jìn)水口 2與水樣換路裝置9中的反應(yīng)腔進(jìn)水閥13相連通，反應(yīng)腔體5上的出水口 8與水樣換路裝置9中的反應(yīng)腔出水閥16相連通，反應(yīng)腔體5 下部有聚四氟乙烯透氣膜制作的暴氣片7，暴氣片7用來(lái)透過(guò)臭氧阻斷水樣，并能使臭氧在水樣中均勻暴氣，暴氣片7與臭氧氣室6連通，臭氧氣室6用不銹鋼材料制作，光電傳感器4 安裝在反應(yīng)腔體5外透鏡3的焦點(diǎn)處，光電傳感器4的輸出信號(hào)端口連接到數(shù)據(jù)處理電路 10，數(shù)據(jù)處理電路10與控制電路11連接，控制電路11的控制信號(hào)輸出端連接到水樣換路裝置9。參見(jiàn)圖2，水樣換路裝置9中的泵15可以是流量泵，也可以是普通揚(yáng)程泵，閥12閥 16和閥13閥14是多位多通閥的簡(jiǎn)化形式，列舉了多位多通的一種結(jié)構(gòu)，閥體材料采用耐海水腐蝕的非金屬材料，為方便控制電路進(jìn)行自動(dòng)控制，采用電動(dòng)閥。箭頭列舉了水樣的流向。本實(shí)用新型的量使用方法，對(duì)一密光的化學(xué)反應(yīng)腔體5中的水樣用與臭氧氣室6 連通的暴氣片7持續(xù)施加臭氧，數(shù)據(jù)處理電路10通過(guò)安裝在反應(yīng)腔體5 —側(cè)的透鏡3的焦點(diǎn)處的光電傳感器4按照固定采樣速率采樣光強(qiáng)信號(hào)，實(shí)時(shí)記錄并判斷，當(dāng)采樣到的信號(hào)在指定時(shí)間內(nèi)的均值小于等于規(guī)定的信號(hào)閾值時(shí)，說(shuō)明水質(zhì)的化學(xué)需氧反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束，停止采樣，將采集到的信號(hào)進(jìn)行求和，該求和的結(jié)果作為水質(zhì)化學(xué)需氧量的值。上述說(shuō)明并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，作出的變化、改型、添加或替換，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種采集光總量的臭氧法水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量裝置，包括化學(xué)反應(yīng)裝置、水樣換路裝置、臭氧發(fā)生裝置、暴氣片、光電傳感器、數(shù)據(jù)處理電路和控制電路，其特征在于所述化學(xué)反應(yīng)裝置為一密光的反應(yīng)腔體，反應(yīng)腔體上設(shè)有進(jìn)水口、出水口和通氣孔，反應(yīng)腔體的一側(cè)是透鏡，反應(yīng)腔體的下面為所述暴氣片，暴氣片與臭氧氣室連通，進(jìn)水口和出水口與水樣換路裝置連接，光電傳感器安裝在反應(yīng)腔體之外透鏡的焦點(diǎn)處，光電傳感器的輸出信號(hào)端口連接到數(shù)據(jù)處理電路，數(shù)據(jù)處理電路與控制電路連接，控制電路的控制信號(hào)輸出端連接所述水樣換路裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的采集光總量的臭氧法水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量裝置，其特征在于所述的水樣換路裝置由泵、水樣進(jìn)水閥、反應(yīng)腔進(jìn)水閥、反應(yīng)腔出水閥、排水閥組成，水樣進(jìn)水閥的入口連接到水源，反應(yīng)腔出水閥的入口連接到反應(yīng)腔體的出水口，水樣進(jìn)水閥和反應(yīng)腔出水閥的出口連接到泵的入口，泵的出口連接到反應(yīng)腔進(jìn)水閥和排水閥的入口， 反應(yīng)腔進(jìn)水閥的出口連接到反應(yīng)腔的進(jìn)水口。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的采集光總量的臭氧法水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量裝置，其特征在于所述的反應(yīng)腔體的腔體材料為聚四氟乙烯，所述的暴氣片的材料是聚四氟乙烯透氣膜。
4.按照權(quán)利要求3所述的采集光總量的臭氧法水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量裝置，其特征在于所述的透鏡是高折射率和高投射率的光學(xué)玻璃凸透鏡。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的采集光總量的臭氧法水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量裝置，其特征在于所述的水樣換路裝置中的水樣進(jìn)水閥、反應(yīng)腔出水閥和反應(yīng)腔進(jìn)水閥、排水閥是電動(dòng)閥。
6.按照權(quán)利要求5所述的采集光總量的臭氧法水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量裝置，其特征在于所述的水樣換路裝置中的水樣進(jìn)水閥、反應(yīng)腔出水閥和反應(yīng)腔進(jìn)水閥、排水閥是多位多通閥。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種采集光總量的臭氧法水質(zhì)化學(xué)需氧量測(cè)量裝置，測(cè)量裝置的主體是一密光的反應(yīng)腔體，反應(yīng)腔體上設(shè)有進(jìn)水口、出水口和通氣孔，反應(yīng)腔體的一側(cè)是透鏡，反應(yīng)腔體的下面為所述暴氣片，暴氣片與臭氧氣室連通，進(jìn)水口和出水口與水樣換路裝置連接，光電傳感器安裝在反應(yīng)腔體之外透鏡的焦點(diǎn)處，光電傳感器的輸出信號(hào)端口連接到數(shù)據(jù)處理電路，數(shù)據(jù)處理電路與控制電路連接，控制電路的控制信號(hào)輸出端連接所述水樣換路裝置。通過(guò)對(duì)固定體積的水樣持續(xù)不斷地施加臭氧，使其進(jìn)行化學(xué)需氧反應(yīng)，通過(guò)測(cè)量反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的總光強(qiáng)來(lái)精確地測(cè)算出水質(zhì)化學(xué)需氧量。適應(yīng)于高COD值水樣的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果不依賴泵的流量，測(cè)試精度高。
文檔編號(hào)G01N21/76GK201935868SQ201020679838
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者劉軍禮, 呂成興, 周忠海, 張濤, 張照文, 惠超, 李磊, 牟華, 程廣欣, 臧鶴超, 趙娜 申請(qǐng)人:山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所