專利名稱：一種水質(zhì)分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分析儀器，特別涉及一種水質(zhì)分析儀器設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
目前基于濕法化學(xué)分析的具有±10%精度甚至更高精度的專用水質(zhì)分析儀器，其 工作過程通常采用“水樣與試劑混合-反應(yīng)-檢測”的分析流程儀器先依次將待測水樣與 其他反應(yīng)試劑注入反應(yīng)容器，混合均勻后在一定條件下進(jìn)行反應(yīng)，最后通過比色法、滴定法 或電極法等原理進(jìn)行檢測，確定水樣待測指標(biāo)的濃度。
現(xiàn)有技術(shù)中，上述專用水質(zhì)分析儀器的流路設(shè)計(jì)可大致分為以下三類a.多通道 分立的進(jìn)液技術(shù)、b.經(jīng)典流動(dòng)注射技術(shù)、c.順序注射技術(shù)。
專利ZL200820088159. 3公開了一種基于順序注射技術(shù)的水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，包 括泵、儲液單元、反應(yīng)-檢測單元、多通道選向閥和空氣通道，所述多通道選向閥上具有進(jìn) 樣通道、試劑通道、分析通道和連通所述儲液單元的公共通道；所述反應(yīng)-檢測單元包括光 源、反應(yīng)-檢測室、檢測器及分析裝置，所述反應(yīng)-檢測室的一端連通所述分析通道。圖一 顯示了該實(shí)用新型的流路示意圖。
發(fā)明專利申請說明書2008100662267. 8公布了專利ZL200820088159. 3所述系統(tǒng) 的進(jìn)液及分析步驟
a.多通道選向閥分別選擇進(jìn)液通道和試劑通道，泵通過多通道選向閥的公共端口 分別向儲液單元內(nèi)抽取定量的水樣和試劑；
b.打開連接在反應(yīng)-檢測室連通空氣端口的第一閥門，多通道選向閥選擇分析通 道，泵通過所述公共通道將所述水樣和試劑推至所述反應(yīng)-檢測室內(nèi)；
c.關(guān)閉所述第一閥門，水樣和試劑間發(fā)生反應(yīng)；
d.測量光穿過反應(yīng)-檢測室內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物,并被接收；
e.分析接收信號，從而得到水樣的參數(shù)。
上述已知的設(shè)計(jì)具有下列不足在被注入反應(yīng)-檢測室前，水樣、試劑和清洗液都 必須首先被吸入儲液單元內(nèi)中轉(zhuǎn)；同樣，當(dāng)廢液從反應(yīng)-檢測室中排出時(shí)，也必須經(jīng)過儲液 單元中轉(zhuǎn)，尤其當(dāng)反應(yīng)-檢測室中的液體體積大于儲液單元容積時(shí)，則需要往復(fù)執(zhí)行不止 一次的中轉(zhuǎn)操作才能將液體全部排出。這些中轉(zhuǎn)步驟不僅繁復(fù)費(fèi)時(shí)，而且容易在儲液單元 的器壁上殘留液膜甚至液珠，影響儀器的測量精度。發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)液排液時(shí)中轉(zhuǎn)步驟的繁復(fù)費(fèi)時(shí)，并且容易在儲液單元的器 壁上殘留液膜甚至液珠，導(dǎo)致儀器測量精度不高的問題，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)無中轉(zhuǎn)進(jìn) 液，同時(shí)兼顧效率、精度和成本的水質(zhì)分析儀器設(shè)計(jì)。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是一種水質(zhì)分析系統(tǒng)，包括流體驅(qū)動(dòng)器8、多通道選向閥1、若干連接管路和若干試劑瓶，所述多通道選向閥I具有一個(gè)公共端口 k和若干分配端口a-f，在控制系統(tǒng)的控制下，所述多通道選向閥I可將其公共端口 k與其若干分配端口 a-f 中的任意一個(gè)端口相連，其特征在于，還包括液體定容管2、空氣隔離管4、包含有反應(yīng)容器 6的反應(yīng)-檢測單元17和液體檢測器3，所述反應(yīng)-檢測單元17的反應(yīng)容器6具有一個(gè)下 通道口 12和一個(gè)上通道口 13，所述多通道選向閥I的公共端口 k與所述液體定容管2的下 端相連通，所述液體定容管2的上端與所述空氣隔離管4的下端相連接，所述空氣隔離管4 的上端與所述反應(yīng)-檢測單元17中反應(yīng)容器6的下通道口 12相連接，反應(yīng)容器6的上通 道口 13連通所述流體驅(qū)動(dòng)器8，流體驅(qū)動(dòng)器8的另一端連通空氣，所述液體檢測器3安裝在 所述液體定容管2與所述空氣隔離管4連接處，所述多通道選向閥I的一個(gè)分配端口 a連 通空氣，其他分配端口 b-f分別通過連接管路與試劑瓶或水樣相連接。
作為優(yōu)選，所述流體驅(qū)動(dòng)器8可正反雙向驅(qū)動(dòng)水質(zhì)分析系統(tǒng)中的流體，當(dāng)流體驅(qū) 動(dòng)器8不工作時(shí)，其作用相當(dāng)于常閉截止閥。
作為優(yōu)選，所述液體定容管2和空氣隔離管4均是內(nèi)徑小于4毫米的管路。
作為優(yōu)選，所述反應(yīng)-檢測單元17還包括一個(gè)下截止閥5，所述下截止閥5位于所 述空氣隔離管4與所述反應(yīng)容器6之間，所述下截止閥5的下端連接空氣隔離管4的上端， 下截止閥5的上端連接反應(yīng)容器6的下通道口 12。
作為優(yōu)選,所述反應(yīng)-檢測單元17還包括一個(gè)上截止閥7,所述上截止閥7位于 所述流體驅(qū)動(dòng)器8與所述反應(yīng)容器6之間，上截止閥7的下端連接反應(yīng)容器6的上通道口 13，上截止閥7的上端連接到流體驅(qū)動(dòng)器8。
作為優(yōu)選，所述液體定容管2和所述空氣隔離管4可合并為一根計(jì)量隔離管11。
作為優(yōu)選，所述液體檢測器3采用非接觸型液體檢測器。
作為優(yōu)選，所述液體定容管2、空氣隔離管4或計(jì)量隔離管11的材料為氟塑料、石 英或玻璃類材料。
作為優(yōu)選，所述反應(yīng)-檢測單元17還包括一個(gè)加熱裝置16，所述加熱裝置16安裝 在反應(yīng)容器6的底部。
作為優(yōu)選，所述反應(yīng)容器6為石英或玻璃類透明材料制成的透光容器。
作為優(yōu)選，所述反應(yīng)容器6為兩頭逐漸收口的圓柱形或橢圓柱形，其圓柱部分內(nèi) 徑或橢圓柱部分內(nèi)部軸向截面橢圓短軸不小于4毫米。
作為優(yōu)選，所述反應(yīng)-檢測單元17還包括一個(gè)用于比色檢測的光發(fā)射模塊9和一 個(gè)光電接收轉(zhuǎn)換模塊10，所述光發(fā)射模塊9與光電接收轉(zhuǎn)換模塊10分別位于反應(yīng)容器6的 兩側(cè)且在光路上相互對準(zhǔn)，光發(fā)射模塊9所發(fā)出的光透過反應(yīng)容器6內(nèi)溶液的主體后由光 電接收轉(zhuǎn)換模塊10接收并轉(zhuǎn)換為電信號輸出。
作為優(yōu)選，所述多通道選向閥I中連通空氣的分配端口 a連通一個(gè)三通接頭15的 A端，三通接頭15的B端連通所述流體驅(qū)動(dòng)器8，三通接頭15的C端連通空氣。
所述水質(zhì)分析系統(tǒng)采用所述用于比色檢測的光發(fā)射模塊9和光電接收轉(zhuǎn)換模塊 10執(zhí)行大容積進(jìn)液的方法和步驟為
I).將多通道選向閥I切換到需要進(jìn)液的端口，使多通道選向閥的公共端口 k與之 相連通；
2).流體驅(qū)動(dòng)器8正向驅(qū)動(dòng)反應(yīng)容器6中上端的氣體向外排出到空氣中，使反應(yīng) 容器6內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，進(jìn)而將所選進(jìn)液端口所連通的液體吸入，在進(jìn)液過程中，所述下截止閥5和上截止閥7保持打開狀態(tài)，液體依次經(jīng)過多通道選向閥1、液體定容管2和空氣隔離管 4，最終進(jìn)入反應(yīng)容器6后不斷上升，液體在反應(yīng)容器6中由于表面張力形成一個(gè)凹液面14， 當(dāng)該凹液面14上升到所述光發(fā)射模塊9與光電接收轉(zhuǎn)換模塊10之間時(shí)，會將光發(fā)射模塊9 所發(fā)射的光折射或全反射，從而導(dǎo)致光電接收轉(zhuǎn)換模塊10所接收的光強(qiáng)銳減，當(dāng)光強(qiáng)低于 某一設(shè)定閾值時(shí)，流體驅(qū)動(dòng)器8繼續(xù)工作一設(shè)定的固定時(shí)間后停止工作，同時(shí)關(guān)閉下截止 閥5，液體將過沖并停留在反應(yīng)容器6中的某一固定高度；
3).多通道選向閥I切換到空氣端口 a，打開下截止閥5 ；
4).流體驅(qū)動(dòng)器8正向驅(qū)動(dòng)反應(yīng)容器6中上端的氣體繼續(xù)向外排出，使反應(yīng)容器6 內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，直到將位于多通道選向閥I和液體定容管2及空氣隔離管4內(nèi)的液體全部吸 入反應(yīng)容器6中；
5).流體驅(qū)動(dòng)器8停止工作，進(jìn)液完畢，因空氣隔離管4內(nèi)徑小于4毫米，液體并不 會向下流出，所述下截止閥5在流體驅(qū)動(dòng)器8停止工作后關(guān)閉。
所述水質(zhì)分析系統(tǒng)執(zhí)行小體積進(jìn)液的步驟如下，
I).將多通道選向閥I切換到需要進(jìn)液的端口，使多通道選向閥I的公共端口 k與 之相連通；
2).流體驅(qū)動(dòng)器8正向驅(qū)動(dòng)反應(yīng)容器6中上端的氣體向外排出到空氣中，使反應(yīng) 容器6內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，進(jìn)而將所選進(jìn)液端口所連通的液體吸入，在進(jìn)液過程中，所述下截止閥 5和上截止閥7保持打開狀態(tài)，液體依次經(jīng)過多通道選向閥I和液體定容管2，當(dāng)液體檢測 器3檢測到液體達(dá)到液體檢測器3位置并過沖了一段固定的過沖體積后，流體驅(qū)動(dòng)器8停 止工作，同時(shí)關(guān)閉下截止閥5，液體停留在液體檢測器3附近的某一固定位置；
3).多通道選向閥I切換到空氣端口 a，下截止閥5在多通道選向閥I切換到空氣 端口后打開；
4).流體驅(qū)動(dòng)器8正向驅(qū)動(dòng)反應(yīng)容器6中上端的氣體繼續(xù)向外排出，使反應(yīng)容器6 內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，直到將位于多通道選向閥I及液體定容管2內(nèi)的液體全部吸入反應(yīng)容器6中；
5).流體驅(qū)動(dòng)器8停止工作，進(jìn)液完畢，因空氣隔離管4內(nèi)徑小于4毫米，液體并不 會向下流出，所述下截止閥5在流體驅(qū)動(dòng)器8停止工作后關(guān)閉；
6).重復(fù)步驟I) _5)，可將同一或另一端口的液體吸入到反應(yīng)容器中。
所述水質(zhì)分析系統(tǒng)執(zhí)行排液的步驟如下
I).將多通道選向閥I切換到排液端口 e，使多通道選向閥I的公共端口 k與之相 連通；
2).所述下截止閥5和上截止閥7處于打開狀態(tài)，流體驅(qū)動(dòng)器8反向驅(qū)動(dòng)反應(yīng)容器 6外的空氣注入反應(yīng)容器6，使反應(yīng)容器6內(nèi)產(chǎn)生正壓，進(jìn)而將反應(yīng)容器6內(nèi)的液體依次經(jīng) 過空氣隔離管4、液體定容管2，最終從多通道選向閥I的排液端口 e排出，排液完畢后，所 述下截止閥5和上截止閥7關(guān)閉。


圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中一種順序注射式水質(zhì)分析系統(tǒng)
圖2所示為本發(fā)明水質(zhì)分析系統(tǒng)示意圖具體實(shí)施方式
圖2所示為本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種水質(zhì)分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括作為流體驅(qū)動(dòng)器的蠕動(dòng) 泵8、多通道選向閥1、液體定容管2、空氣隔離管4、反應(yīng)-檢測單元17、液體檢測器3、若 干連接管路和若干試劑瓶。其中反應(yīng)-檢測單元17包括反應(yīng)容器6、上截止閥7、下截止 閥5、加熱裝置16、光發(fā)射模塊9和光電接收轉(zhuǎn)換模塊10，并且反應(yīng)容器6具有一個(gè)下通道 口 12和一個(gè)上通道口 13 ;蠕動(dòng)泵8可正反雙向驅(qū)動(dòng)水質(zhì)分析系統(tǒng)中的流體，當(dāng)蠕動(dòng)泵8不 工作時(shí)，其作用相當(dāng)于常閉截止閥；多通道選向閥I具有一個(gè)公共端口 k和若干分配端口 (a-f)，在控制系統(tǒng)的控制下，多通道選向閥I可將其公共端口 k與其若干分配端口(a-f) 中的任意一個(gè)端口相連；多通道選向閥I的公共端口 k與液體定容管2的下端相連通,液體 定容管2的上端與空氣隔離管4的下端相連接，空氣隔離管4的上端連接反應(yīng)-檢測單元 17中的下截止閥5下端，下截止閥5的上端連接反應(yīng)容器6的下通道口 12，反應(yīng)容器6的上 通道口 13連接上截止閥7下端，上截止閥7的上端通過管路與蠕動(dòng)泵8的一端相連接，蠕動(dòng) 泵8的另一端連通空氣，多通道選向閥I的一個(gè)分配端口 a連通空氣，其他分配端口(b-f) 分別通過連接管路和試劑瓶相連接；所述液體檢測器3安裝在液體定容管2與空氣隔離管 4連接處，當(dāng)液體經(jīng)過液體定容管2與空氣隔離管4連接處時(shí)，液體檢測器3可立即向控制 系統(tǒng)發(fā)出信號；反應(yīng)-檢測單元17的加熱裝置16安裝在反應(yīng)容器6的底部。反應(yīng)-檢測 單元17的光發(fā)射模塊9和光電接收轉(zhuǎn)換模塊10分別安裝在反應(yīng)容器6的兩側(cè)且在光路上 相互對準(zhǔn)，光發(fā)射模塊9所發(fā)出的光透過反應(yīng)容器6內(nèi)溶液的主體后由光電接收轉(zhuǎn)換模塊 10接收并轉(zhuǎn)換為電信號輸出?？刂葡到y(tǒng)通過測量電信號的輸出值，換算得到溶液對該發(fā)射 光的吸光度，從而計(jì)算出溶液中待測成分的濃度值。
本發(fā)明液體定容管2和空氣隔離管4均是內(nèi)徑1. 6毫米的管路。
本發(fā)明反應(yīng)容器6為石英或玻璃類透明材料制成的透光容器。
本發(fā)明反應(yīng)容器6為兩頭逐漸收口的圓柱形，其圓柱部分內(nèi)徑不小于4毫米。
本發(fā)明液體定容管2和空氣隔離管4可合并成為一根計(jì)量隔離管11。
本發(fā)明液體定容管2、空氣隔離管4或計(jì)量隔離管11的材料為氟塑料、石英或玻璃 類材料。
本發(fā)明液體檢測器3采用非接觸型液體檢測器。
本發(fā)明多通道選向閥I的連通空氣的分配端口連通一個(gè)三通接頭15的A端，所述 三通接頭15的B端連通所述流體驅(qū)動(dòng)器暨蠕動(dòng)泵8連接空氣的B端，所述三通接頭15的 C端連通空氣。
本發(fā)明水質(zhì)分析系統(tǒng)執(zhí)行小體積進(jìn)液的步驟如下，
I).將多通道選向閥I切換到需要進(jìn)液的端口，使多通道選向閥I的公共端口 k與 之相連通；
2).流體驅(qū)動(dòng)器暨蠕動(dòng)泵8正向驅(qū)動(dòng)反應(yīng)容器中上端的氣體向外排出到空氣中， 使反應(yīng)容器6內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，進(jìn)而將所選進(jìn)液端口所連通的液體吸入，在進(jìn)液過程中，上截止 閥7和下截止閥5保持打開狀態(tài)，液體依次經(jīng)過多通道選向閥I和液體定容管2，當(dāng)液體檢 測器3檢測到液體達(dá)到液體檢測器3位置并過沖一段固定的過沖體積后，流體驅(qū)動(dòng)器暨蠕 動(dòng)泵8停止工作，同時(shí)關(guān)閉下截止閥5，液體停留在液體檢測器3附近的某一固定位置；
3).多通道選向閥I切換到空氣端口，下截止閥5在多通道選向閥I切換到空氣端口后打開；
4).流體驅(qū)動(dòng)器暨蠕動(dòng)泵8正向驅(qū)動(dòng)反應(yīng)容器6中上端的氣體繼續(xù)向外排出，使反 應(yīng)容器6內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，直到將位于多通道選向閥I及液體定容管2內(nèi)的液體全部吸入反應(yīng) 容器6中；
5).流體驅(qū)動(dòng)器暨蠕動(dòng)泵8停止工作，進(jìn)液完畢，因空氣隔離管4內(nèi)徑小于4毫米， 液體并不會向下流出，下截止閥5在流體驅(qū)動(dòng)器8停止工作后關(guān)閉；
6).重復(fù)步驟1)_5)，可將同一或另一端口的液體吸入到反應(yīng)容器6中。
通過調(diào)節(jié)上述流程中第2步的液體過沖體積，可對需要進(jìn)液的液體體積進(jìn)行調(diào) 雜iF. O
本發(fā)明水質(zhì)分析系統(tǒng)采用用于比色檢測的光發(fā)射模塊9和光電接收轉(zhuǎn)換模塊10 進(jìn)行大容積進(jìn)液的方法和步驟為
I).將多通道選向閥切I換到需要進(jìn)液的端口，使多通道選向閥I的公共端口 k與 之相連通；
2).流體驅(qū)動(dòng)器暨蠕動(dòng)泵8正向驅(qū)動(dòng)反應(yīng)容器6中上端的氣體向外排出到空氣中， 使反應(yīng)容器6內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，進(jìn)而將所選進(jìn)液端口所連通的液體吸入，在進(jìn)液過程中，上截止 閥7和下截止閥5保持打開狀態(tài)，液體依次經(jīng)過多通道選向閥1、液體定容管2、空氣隔離 管4和下截止閥5，最終進(jìn)入反應(yīng)容器6后不斷上升，液體在反應(yīng)容器6中由于表面張力形 成一個(gè)凹液面，當(dāng)該凹液面上升到所述光發(fā)射模塊9與光電接收轉(zhuǎn)換模塊10之間時(shí)，會將 光發(fā)射模塊9所發(fā)射的光折射或全反射，從而導(dǎo)致光電接收轉(zhuǎn)換模塊10所接收的光強(qiáng)銳 減，當(dāng)光強(qiáng)低于某一設(shè)定閾值后，系統(tǒng)等待液體過沖一段固定的過沖體積，之后控制流體驅(qū) 動(dòng)器暨蠕動(dòng)泵8停止工作，同時(shí)關(guān)閉下截止閥5，使液體停留在反應(yīng)容器6中的某一固定高 度；
3).多通道選向閥I切換到空氣端口，下截止閥5在多通道選向閥I切換到空氣端 口后再打開；
4).流體驅(qū)動(dòng)器暨蠕動(dòng)泵8正向驅(qū)動(dòng)反應(yīng)容器6中上端的氣體繼續(xù)向外排出，使反 應(yīng)容器6內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，直到將位于多通道選向閥I及計(jì)量管路內(nèi)的液體全部吸入反應(yīng)容器 6中；
5).流體驅(qū)動(dòng)器暨蠕動(dòng)泵8停止工作，進(jìn)液完畢，因空氣隔離管4內(nèi)徑小于4毫米， 液體并不會向下流出，下截止閥5在流體驅(qū)動(dòng)器8停止工作后關(guān)閉。
通過調(diào)節(jié)上述流程中第2步的液體過沖體積，可對需要進(jìn)液的液體體積進(jìn)行調(diào) 雜iF. O
本發(fā)明的水質(zhì)分析系統(tǒng)執(zhí)行排液的步驟如下，
I).將多通道選向閥I切換到排液端口，使多通道選向閥I的公共端口 k與之相連 通；
2).打開上截止閥7和下截止閥5，流體驅(qū)動(dòng)器暨蠕動(dòng)泵8反向驅(qū)動(dòng)反應(yīng)容器外的 空氣注入反應(yīng)容器6，使反應(yīng)容器6內(nèi)產(chǎn)生正壓，進(jìn)而將反應(yīng)容器6內(nèi)的液體依次經(jīng)過下截 止閥5、空氣隔離管4、液體定容管2，最終從多通道選向閥I的排液端口排出，排液完畢后， 所述上截止閥7和下截止閥5關(guān)閉。
本發(fā)明水質(zhì)分析系統(tǒng)可分別對水樣中C0D、氨氮、六價(jià)鉻等水質(zhì)污染指標(biāo)進(jìn)行檢測，在圖二中，水樣和各試劑端口的連接如下
· COD
a端口 空氣端口
d端口 濃硫酸+硫酸銀溶液 e
籲氨氮
a端口 空氣端口b渾液
d端口 納氏試劑顯色劑ei]
籲六價(jià)鉻
a 端口空氣端口bij
d端口 顯色劑溶液e兔b端口 蒸懼水b端口 蒸懼水 e端口 廢液端口b端口 蒸懼水 e端口 廢液端口端口 廢液端口c端口 混合酸溶液 f端口 水樣端口f端口 水樣端口端口 酒石酸鉀納溶端口 重鉻酸鉀溶液 f端口 水樣端口
以測量氨氮為例，本發(fā)明水質(zhì)分析系統(tǒng)檢測的步驟如下，
1.將反應(yīng)容器6內(nèi)的液體通過排液口 e排空。
2.先利用大體積進(jìn)液操作向反應(yīng)容器6中進(jìn)4毫升水樣。
3.再利用小體積進(jìn)液操作向反應(yīng)容器6中進(jìn)O. 5毫升屏蔽劑酒石酸鉀納溶液。
4.將多通道選向閥I切換到空氣端口 a，打開上截止閥7和下截止閥5，蠕動(dòng)泵8 正向轉(zhuǎn)動(dòng)，可通過吸入的空氣氣泡將試劑混合均勻。
5.待液體靜置后，測量此時(shí)的比色背景電壓。
6.再利用小體積進(jìn)液操作向反應(yīng)容器6中進(jìn)O. 5毫升顯色劑納氏試劑。
7.將多通道選向閥I切換到空氣端口 a，打開上截止閥7和下截止閥5，蠕動(dòng)泵8 正向轉(zhuǎn)動(dòng)，可通過吸入的空氣將顯色劑與溶液混合均勻，此時(shí)混合液開始顯色。
8.經(jīng)過固定的比色時(shí)間，待液體靜置后，測量此時(shí)的比色后電壓。
9.通過測得的比色背景電壓和比色后電壓，計(jì)算得到水中氨氮含量的濃度。
10.將反應(yīng)后的溶液排出反應(yīng)容器6，并進(jìn)蒸餾水清洗反應(yīng)容器6和相應(yīng)管路。
可通過增加多通道選向閥分配端口的數(shù)量來擴(kuò)展水質(zhì)分析系統(tǒng)的試劑進(jìn)液數(shù)量， 例如，可以將圖二所示的多通道選向閥I擴(kuò)展為10個(gè)分配端口，多余出來的端口分別連接檢測COD所需要的重鉻酸鉀溶液、濃硫酸溶液和COD量程校正液等，這樣就可以在一個(gè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對2種水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)的檢測。
也可將多余的多通道選向閥的分配端口連接其他的反應(yīng)-檢測容器，例如基于滴定法的檢測容器。此時(shí)的流路系統(tǒng)設(shè)計(jì)類似基于順序注射技術(shù)的流路系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果
1.通過加入空氣隔離管，利用液體在細(xì)管內(nèi)表面張力的吸管效應(yīng)，本發(fā)明解決了不同試劑在同一方向上分段進(jìn)液，精確計(jì)量并最終在反應(yīng)-檢測裝置中均勻混合的問題。 由于多通道選向閥的公共端口、液體計(jì)量管、空氣隔離管、反應(yīng)-檢測裝置和流體驅(qū)動(dòng)器是串行連接的，因此本發(fā)明在進(jìn)液或者排液時(shí)，液體始終在同一個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)，避免了順序注射式流路系統(tǒng)必須通過儲液單元中轉(zhuǎn)液體的缺陷，進(jìn)液效率提高了 50%以上。
2.在本發(fā)明中，反應(yīng)-檢測裝置中的比色裝置兼做大體積的進(jìn)液計(jì)量傳感器，不僅提高了一次性進(jìn)液效率，而且節(jié)省了加裝液體檢測器的成本。
3.由于取消了儲液單元，減少了進(jìn)液時(shí)液體流過管道的長度和管壁表面積，因此減少了液體在管壁上殘留液膜或掛壁的概率，提高了進(jìn)液的精度。
4.本發(fā)明水質(zhì)分析系統(tǒng)采用的進(jìn)液方式，對于小體積如O. 5毫升的進(jìn)液操作，其 進(jìn)液精度能達(dá)到I微升，對于利用光發(fā)射模塊和光電接收轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行的大容積如4毫升 的進(jìn)液，其進(jìn)液精度能達(dá)到5微升。
這里公開的實(shí)施例是示例性的，其僅是為了對本發(fā)明進(jìn)行解釋說明，而并不是對 本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域或技術(shù)人員可以預(yù)見的改良和擴(kuò)展都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水質(zhì)分析系統(tǒng)，包括流體驅(qū)動(dòng)器(8)、多通道選向閥(I)、若干連接管路和若干試劑瓶，所述多通道選向閥(I)具有一個(gè)公共端口(k)和若干分配端口(a-f)，在控制系統(tǒng)的控制下，所述多通道選向閥(I)可將其公共端口(k)與其若干分配端口(a-f)中的任意一個(gè)端口相連，其特征在于還包括液體定容管(2)、空氣隔離管(4)、包含有反應(yīng)容器(6)的反應(yīng)-檢測單元(17)和液體檢測器(3)，所述反應(yīng)-檢測單元(17)的反應(yīng)容器(6)具有一個(gè)下通道口(12)和一個(gè)上通道口(13)，所述多通道選向閥(I)的公共端口(k)與所述液體定容管(2)的下端相連通，所述液體定容管(2)的上端與所述空氣隔離管(4)的下端相連接，所述空氣隔離管(4)的上端與所述反應(yīng)-檢測單元(17)中反應(yīng)容器(6)的下通道口(12)相連接，反應(yīng)容器(6)的上通道口(13)連通所述流體驅(qū)動(dòng)器(8)，流體驅(qū)動(dòng)器(8)的另一端連通空氣，所述液體檢測器(3)安裝在所述液體定容管(2)與所述空氣隔離管(4)連接處，所述多通道選向閥(I)的一個(gè)分配端口(a)連通空氣，其他分配端口(b-f)分別通過連接管路與試劑瓶或水樣相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于所述流體驅(qū)動(dòng)器(8)可正反雙向驅(qū)動(dòng)水質(zhì)分析系統(tǒng)中的流體，當(dāng)流體驅(qū)動(dòng)器(8)不工作時(shí)，其作用相當(dāng)于常閉截止閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于所述液體定容管(2)和空氣隔離管(4)均是內(nèi)徑小于4毫米的管路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于所述反應(yīng)-檢測單元(17)還包括一個(gè)下截止閥(5)，所述下截止閥(5)位于所述空氣隔離管(4)與所述反應(yīng)容器(6)之間，所述下截止閥(5)的下端連接空氣隔離管(4)的上端，下截止閥(5)的上端連接反應(yīng)容器(6)的下通道口(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于所述反應(yīng)-檢測單元(17)還包括一個(gè)上截止閥(7)，所述上截止閥(7)位于所述流體驅(qū)動(dòng)器(8)與所述反應(yīng)容器(6)之間，上截止閥(7)的下端連接反應(yīng)容器(6)的上通道口(13)，上截止閥(7)的上端連接到流體驅(qū)動(dòng)器⑶。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于所述液體定容管(2)和所述空氣隔離管(4)可合并為一根計(jì)量隔離管(11)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于所述液體檢測器(3)采用非接觸型液體檢測器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3或6所述的水質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于所述液體定容管(2)、空氣隔尚管(4)或計(jì)量隔尚管(11)的材料為氟塑料、石英或玻璃類材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于所述反應(yīng)-檢測單元(17)還包括一個(gè)加熱裝置(16)，所述加熱裝置(16)安裝在反應(yīng)容器(6)的底部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于所述反應(yīng)容器(6)為石英或玻璃類透明材料制成的透光容器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的水質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于所述反應(yīng)容器(6)為兩頭逐漸收口的圓柱形或橢圓柱形，其圓柱部分內(nèi)徑或橢圓柱部分內(nèi)部軸向截面橢圓短軸不小于4毫米。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于所述反應(yīng)-檢測單元(17)還包括一個(gè)用于比色檢測的光發(fā)射模塊(9)和一個(gè)光電接收轉(zhuǎn)換模塊(10)，所述光發(fā)射模塊(9)與光電接收轉(zhuǎn)換模塊(10)分別位于反應(yīng)容器(6)的兩側(cè)且在光路上相互對準(zhǔn)，光發(fā)射模塊(9)所發(fā)出的光透過反應(yīng)容器(6)內(nèi)溶液的主體后由光電接收轉(zhuǎn)換模塊(10)接收并轉(zhuǎn)換為電信號輸出。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)分析系統(tǒng)，其特征在于所述多通道選向閥(I)中連通空氣的分配端口(a)連通一個(gè)三通接頭(15)的A端，三通接頭(15)的B端連通所述流體驅(qū)動(dòng)器(8)，三通接頭(15)的C端連通空氣。
14.使用權(quán)利要求1或4或5或12所述的水質(zhì)分析系統(tǒng)檢測物質(zhì)的方法，其特征在于，采用所述用于比色檢測的光發(fā)射模塊(9)和光電接收轉(zhuǎn)換模塊(10)執(zhí)行大容積進(jìn)液的方法和步驟為 1).將多通道選向閥(I)切換到需要進(jìn)液的端口，使多通道選向閥的公共端口(k)與之相連通； 2).流體驅(qū)動(dòng)器(8)正向驅(qū)動(dòng)反應(yīng)容器(6)中上端的氣體向外排出到空氣中，使反應(yīng)容器(6)內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，進(jìn)而將所選進(jìn)液端口所連通的液體吸入，在進(jìn)液過程中，所述下截止閥(5)和上截止閥(7)保持打開狀態(tài)，液體依次經(jīng)過多通道選向閥(I)、液體定容管(2)和空氣隔離管(4)，最終進(jìn)入反應(yīng)容器(6)后不斷上升，液體在反應(yīng)容器(6)中由于表面張力形成一個(gè)凹液面(14)，當(dāng)該凹液面(14)上升到所述光發(fā)射模塊(9)與光電接收轉(zhuǎn)換模塊(10)之間時(shí)，會將光發(fā)射模塊(9)所發(fā)射的光折射或全反射，從而導(dǎo)致光電接收轉(zhuǎn)換模塊(10)所接收的光強(qiáng)銳減，當(dāng)光強(qiáng)低于某一設(shè)定閾值時(shí)，流體驅(qū)動(dòng)器(8)繼續(xù)工作一設(shè)定的固定時(shí)間后停止工作，同時(shí)關(guān)閉下截止閥(5)，液體將過沖并停留在反應(yīng)容器(6)中的某一固定高度； 3).多通道選向閥(I)切換到空氣端口(a)，打開下截止閥(5)； 4).流體驅(qū)動(dòng)器(8)正向驅(qū)動(dòng)反應(yīng)容器(6)中上端的氣體繼續(xù)向外排出，使反應(yīng)容器(6)內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，直到將位于多通道選向閥(I)和液體定容管(2)及空氣隔離管(4)內(nèi)的液體全部吸入反應(yīng)容器(6)中； 5).流體驅(qū)動(dòng)器(8)停止工作，進(jìn)液完畢，因空氣隔離管(4)內(nèi)徑小于4毫米，液體并不會向下流出，所述下截止閥(5)在流體驅(qū)動(dòng)器(8)停止工作后關(guān)閉。
15.使用權(quán)利要求1或4或5所述的水質(zhì)分析系統(tǒng)檢測物質(zhì)的方法，其特征在于執(zhí)行小體積進(jìn)液的步驟如下， 1).將多通道選向閥(I)切換到需要進(jìn)液的端口，使多通道選向閥(I)的公共端口(k)與之相連通； 2).流體驅(qū)動(dòng)器(8)正向驅(qū)動(dòng)反應(yīng)容器(6)中上端的氣體向外排出到空氣中，使反應(yīng)容器(6)內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，進(jìn)而將所選進(jìn)液端口所連通的液體吸入，在進(jìn)液過程中，所述下截止閥(5)和上截止閥(7)保持打開狀態(tài)，液體依次經(jīng)過多通道選向閥(I)和液體定容管(2)，當(dāng)液體檢測器(3)檢測到液體達(dá)到液體檢測器(3)位置并過沖了一段固定的過沖體積后，流體驅(qū)動(dòng)器(8)停止工作，同時(shí)關(guān)閉下截止閥(5)，液體停留在液體檢測器(3)附近的某一固定位置； 3).多通道選向閥(I)切換到空氣端口(a)，下截止閥(5)在多通道選向閥(I)切換到空氣端口后打開； 4).流體驅(qū)動(dòng)器(8)正向驅(qū)動(dòng)反應(yīng)容器(6)中上端的氣體繼續(xù)向外排出，使反應(yīng)容器(6)內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，直到將位于多通道選向閥(I)及液體定容管(2)內(nèi)的液體全部吸入反應(yīng)容器(6)中； 5).流體驅(qū)動(dòng)器(8)停止工作，進(jìn)液完畢，因空氣隔離管(4)內(nèi)徑小于4毫米，液體并不會向下流出，所述下截止閥(5)在流體驅(qū)動(dòng)器(8)停止工作后關(guān)閉； 6).重復(fù)步驟I)-5)，可將同一或另一端口的液體吸入到反應(yīng)容器中。
16.使用權(quán)利要求1或4或5所述的水質(zhì)分析系統(tǒng)檢測物質(zhì)的方法，其特征在于所述水質(zhì)分析系統(tǒng)執(zhí)行排液的步驟如下 1).將多通道選向閥(I)切換到排液端口(e)，使多通道選向閥(I)的公共端口(k)與之相連通； 2).所述下截止閥(5)和上截止閥(7)處于打開狀態(tài)，流體驅(qū)動(dòng)器(8)反向驅(qū)動(dòng)反應(yīng)容器(6)外的空氣注入反應(yīng)容器(6)，使反應(yīng)容器(6)內(nèi)產(chǎn)生正壓，進(jìn)而將反應(yīng)容器(6)內(nèi)的液體依次經(jīng)過空氣隔離管(4)、液體定容管(2)，最終從多通道選向閥(I)的排液端口(e)排出，排液完畢后，所述下截止閥(5)和上截止閥(7)關(guān)閉。
全文摘要
一種水質(zhì)分析系統(tǒng)，包括作為流體驅(qū)動(dòng)器的蠕動(dòng)泵、多通道選向閥、液體定容管、空氣隔離管、反應(yīng)-檢測單元、液體檢測器、若干連接管路和若干試劑瓶，所述蠕動(dòng)泵可正反雙向驅(qū)動(dòng)水質(zhì)分析系統(tǒng)中的流體，所述反應(yīng)-檢測單元包括反應(yīng)容器、上截止閥、下截止閥、加熱裝置、光發(fā)射模塊和光電接收轉(zhuǎn)換模塊。多通道選向閥的公共端口、液體計(jì)量管、空氣隔離管、反應(yīng)-檢測裝置和流體驅(qū)動(dòng)器串行連接，系統(tǒng)在進(jìn)液或者排液時(shí)，液體始終在同一個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)，避免了順序注射式流路系統(tǒng)必須通過儲液單元中轉(zhuǎn)液體的缺陷。
文檔編號G01N21/75GK103033499SQ201110295060
公開日2013年4月10日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者肖又曾 申請人:桂林歐博儀器技術(shù)有限公司