一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)，該液路系統(tǒng)同時(shí)具有取液、混合、攪拌、排液的功能，確保計(jì)量精確，使用方便。為了達(dá)到所述效果，本實(shí)用新型一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)，采用上電磁閥、反應(yīng)容器、下電磁閥、液位傳感器、多位閥、三通閥以及蠕動(dòng)泵組成。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型具有以下有益效果：通過(guò)連接在多位閥公用口與液位傳感器之間的一段硬質(zhì)導(dǎo)管實(shí)現(xiàn)了提取單元體積的計(jì)量方式；整個(gè)液路系統(tǒng)僅使用一個(gè)液位傳感器，試劑經(jīng)計(jì)量后直接進(jìn)入反應(yīng)容器完成混合、反應(yīng)、測(cè)試等過(guò)程。
【專利說(shuō)明】一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種環(huán)保設(shè)備，尤其是一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]水是生命之源，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)是水資源管理與保護(hù)的重要基礎(chǔ)，是環(huán)境保護(hù)不斷深入和監(jiān)督力度不斷加大的迫切需要。水質(zhì)監(jiān)測(cè)的核心是利用水質(zhì)分析儀進(jìn)行水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)。
[0003]在流體分析中，液路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)極其重要，它直接影響著方法的靈敏度以及分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。針對(duì)水質(zhì)分析儀，液路系統(tǒng)必須具備精確抽取試劑、耐強(qiáng)酸強(qiáng)氧化劑、能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的功能。
[0004]目前，大多數(shù)市售水質(zhì)分析儀的液路系統(tǒng)采用蠕動(dòng)泵直接計(jì)量。該法是通過(guò)調(diào)節(jié)蠕動(dòng)泵的轉(zhuǎn)速和流量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此對(duì)蠕動(dòng)泵的精度要求較高。一方面蠕動(dòng)泵的轉(zhuǎn)輪需要交替釋放產(chǎn)生輸送脈沖使流量不穩(wěn)，并且其開(kāi)啟和停止存在延時(shí)，導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)確；另一方面蠕動(dòng)泵的軟管易受試劑腐蝕，更換相對(duì)頻繁。
[0005]此外，一些市售水質(zhì)分析儀的液路系統(tǒng)也采用注射泵計(jì)量。該法具有取樣精度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省試劑的優(yōu)點(diǎn)。但是，注射泵價(jià)格昂貴、功耗高、體積相對(duì)較大，并且注射單元磨損較快。
[0006]為提高計(jì)量精度，中國(guó)專利CN102607889A提供了一種精確取液計(jì)量方法。該法利用截止閥切斷液體的流通，避免了蠕動(dòng)泵開(kāi)啟和停止存在的延時(shí)誤差。但是，該法仍然基于泵液勻速的前提，受泵流速及流量不穩(wěn)的影響較大。該法的計(jì)量由兩部分管道體積構(gòu)成，需要嚴(yán)格控制兩者的比例來(lái)保證計(jì)量的精度。同時(shí)，該法使用了多個(gè)液體傳感器并且需要設(shè)計(jì)特殊結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)液?jiǎn)卧?。液體經(jīng)計(jì)量后，從儲(chǔ)液?jiǎn)卧耐粋?cè)被推出，再進(jìn)入測(cè)試通道進(jìn)行后續(xù)的混合、反應(yīng)、測(cè)試等過(guò)程?？梢?jiàn)，整個(gè)液路系統(tǒng)設(shè)備多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
[0007]中國(guó)專利CN201368852Y提供了一體結(jié)構(gòu)的計(jì)量混合杯裝置，實(shí)現(xiàn)了計(jì)量和混合在同一裝置中進(jìn)行，但是液體的充分混合是依靠?jī)?nèi)置的氣泵攪拌裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，且混合后的液體需要再通過(guò)管道流入其他裝置進(jìn)行測(cè)試，液路系統(tǒng)仍然相對(duì)復(fù)雜。
[0008]可見(jiàn)，現(xiàn)有的用于水質(zhì)分析儀的液路系統(tǒng)要滿足計(jì)量精確則存在成本高、設(shè)備多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)，該液路系統(tǒng)同時(shí)具有取液、混合、攪拌、排液的功能，并且減少取量時(shí)或者計(jì)量時(shí)的外界影響，確保計(jì)量精確，使用方便。
[0010]為了達(dá)到所述效果，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)，包括上電磁閥，所述上電磁閥兩端分別接有反應(yīng)容器以及蠕動(dòng)泵，所述反應(yīng)容器通過(guò)下電磁閥、液位傳感器連接到多位閥，蠕動(dòng)泵通過(guò)三通閥也連接到多位閥，所述多位閥設(shè)有一個(gè)公用口、一個(gè)排液口、一個(gè)空氣口和多個(gè)取液口，所述空氣口與三通閥的端口 A相連接，所述三通閥的端口 B連接到外界空氣所述公用口與液位傳感器的一端相連接，所述液位傳感器的另一端連接于下電磁閥，所述多個(gè)取液口分別連接不同的試劑或水樣，所述排液口與廢液儲(chǔ)存裝置相連接。
[0011]優(yōu)選的，所述下電磁閥接通或切斷的瞬間動(dòng)作中管路介質(zhì)為普通的空氣。通過(guò)這樣的方式避免下電磁閥在接通或切斷的瞬間動(dòng)作中接觸到液體，從而避免了閥擠壓液體造成計(jì)量不準(zhǔn)。
[0012]優(yōu)選的，所述多位閥的公用口和液位傳感器之間設(shè)有一段作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)單位體積的硬質(zhì)導(dǎo)管。
[0013]優(yōu)選的，所述硬質(zhì)導(dǎo)管為可拆接結(jié)構(gòu)，通過(guò)連接件安裝在液路系統(tǒng)中，所述硬質(zhì)導(dǎo)管的容積為0.5ml-5ml。這樣針對(duì)不同單位體積的要求，可以更換不同的硬質(zhì)導(dǎo)管。
0.5ml-5ml是現(xiàn)階段實(shí)驗(yàn)得出的保證計(jì)量精度的優(yōu)選范圍。
[0014]優(yōu)選的，液位傳感器為光電傳感器、電磁傳感器、電容傳感器等任意隔離式液位檢測(cè)器。
[0015]優(yōu)選的，所述蠕動(dòng)泵為具有雙向轉(zhuǎn)速可控能力的氣液驅(qū)動(dòng)泵。
[0016]優(yōu)選的，所述反應(yīng)容器為為石英或玻璃材質(zhì)的透光容器。所述反應(yīng)容器用于液體混合、儲(chǔ)存、反應(yīng)和檢測(cè)。
[0017]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0018]1、通過(guò)連接在多位閥公用口與液位傳感器之間的一段硬質(zhì)導(dǎo)管實(shí)現(xiàn)了提取單元體積的計(jì)量方式，計(jì)量簡(jiǎn)單精確、重復(fù)性好。
[0019]2、下電磁閥接通或切斷的管路介質(zhì)為空氣而不是液體，從而避免了閥擠壓液體造成計(jì)量不準(zhǔn)。同時(shí)，在這一過(guò)程中，閥膜不接觸液體，提高了閥的使用壽命，也避免了液體殘
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[0020]3、蠕動(dòng)泵和上電磁閥連接，驅(qū)動(dòng)介質(zhì)即空氣經(jīng)過(guò)上電磁閥后作用于后端的液路單元，實(shí)現(xiàn)了液體的驅(qū)動(dòng)過(guò)程，精簡(jiǎn)了液路模塊，提高了模塊的利用率。
[0021]4、整個(gè)液路系統(tǒng)僅使用一個(gè)液位傳感器，試劑經(jīng)計(jì)量后直接進(jìn)入反應(yīng)容器完成混合、反應(yīng)、測(cè)試等過(guò)程。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0022]圖1為本實(shí)用新型一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0023]如圖1所示，本實(shí)用新型一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)，包括上電磁閥1，所述上電磁閥I兩端分別接有反應(yīng)容器2以及蠕動(dòng)泵7，所述反應(yīng)容器2通過(guò)下電磁閥3、液位傳感器4連接到多位閥5，蠕動(dòng)泵7通過(guò)三通閥6也連接到多位閥5，所述多位閥5為多通道選擇閥或聯(lián)排閥。所述多位閥5中間設(shè)有公用口，有多個(gè)取液口、一個(gè)排液口和一個(gè)空氣口，所述空氣口與三通閥6的端口 A相連接，所述三通閥6的端口 B連接到外界空氣，所述公用口與液位傳感器4的一端相連接，所述液位傳感器4的另一端連接于下電磁閥3，所述多個(gè)取液口分別連接不同的試劑或水樣，所述排液口與廢液儲(chǔ)存裝置相連接。所述下電磁閥3中接通或切斷的瞬間動(dòng)作中管路介質(zhì)為普通的空氣。所述多位閥5的公用口和液位傳感器4之間設(shè)有一段作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)單位體積的硬質(zhì)導(dǎo)管8。所述硬質(zhì)導(dǎo)管8為可拆接結(jié)構(gòu)，通過(guò)連接件安裝在液路系統(tǒng)中，所述硬質(zhì)導(dǎo)管8的容積為0.5ml-5ml。所述反應(yīng)容器2為石英或玻璃材質(zhì)的透光容器。液位傳感器4為隔離式液位傳感器4。所述蠕動(dòng)泵7為具有雙向轉(zhuǎn)速可控能力的氣液驅(qū)動(dòng)泵。
[0024]本實(shí)用新型使用時(shí)包括如下步驟:
[0025]取水樣過(guò)程:控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)多位閥5工作，使多位閥5的其中一個(gè)取液口和三通閥6相連接，該取液口的另一端連接待測(cè)試的水樣，此時(shí)打開(kāi)上電磁閥I和下電磁閥3，開(kāi)啟蠕動(dòng)泵7抽取反應(yīng)容器2中的空氣，反應(yīng)容器2和外界大氣間形成壓力差，吸入水樣，在水樣被吸上的過(guò)程中，液位傳感器4進(jìn)行定位，液位傳感器4檢測(cè)到液體達(dá)到硬質(zhì)導(dǎo)管8的容積時(shí)，立即關(guān)閉下電磁閥3，下電磁閥3通過(guò)切斷管路介質(zhì)即空氣停止吸入水樣，然后蠕動(dòng)泵7停止運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)多位閥5工作使其與多位閥5相連接；然后打開(kāi)下電磁閥3，再開(kāi)啟蠕動(dòng)泵7，抽取反應(yīng)容器2中的空氣，反應(yīng)容器2與多位閥5之間形成壓力差，驅(qū)動(dòng)水樣全部進(jìn)入反應(yīng)容器2，當(dāng)液位傳感器4檢測(cè)到無(wú)液體通過(guò)時(shí)，確認(rèn)硬質(zhì)導(dǎo)管8液位傳感器4內(nèi)部無(wú)殘留，此時(shí)關(guān)閉上電磁閥I和下電磁閥3，最后控制蠕動(dòng)泵7停止運(yùn)轉(zhuǎn)，完成取液；
[0026]取試劑過(guò)程:控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)多位閥5工作，使多位閥5的另一個(gè)取液口和三通閥6相連接，該取液口另一端連接用于檢測(cè)的試劑，根據(jù)檢測(cè)需要更換硬質(zhì)導(dǎo)管8 ;此時(shí)打開(kāi)上電磁閥I和下電磁閥3，開(kāi)啟蠕動(dòng)泵7抽取反應(yīng)容器2中的空氣，反應(yīng)容器2和外界大氣間形成壓力差，吸入試劑，在試劑被吸上的過(guò)程中，液位傳感器4進(jìn)行定位，液位傳感器4檢測(cè)到液體達(dá)到硬質(zhì)導(dǎo)管8的容積時(shí)，立即關(guān)閉下電磁閥3，下電磁閥3通過(guò)切斷管路介質(zhì)即空氣停止吸入試劑，然后蠕動(dòng)泵7停止運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)多位閥5工作使其與多位閥5相連接；然后打開(kāi)下電磁閥3，再開(kāi)啟蠕動(dòng)泵7，抽取反應(yīng)容器2中的空氣，反應(yīng)容器2與多位閥5之間形成壓力差，驅(qū)動(dòng)試劑全部進(jìn)入反應(yīng)容器2，當(dāng)液位傳感器4檢測(cè)到無(wú)液體通過(guò)時(shí)，確認(rèn)硬質(zhì)導(dǎo)管8內(nèi)部無(wú)殘留，此時(shí)關(guān)閉上電磁閥I和下電磁閥3，最后控制蠕動(dòng)泵7停止運(yùn)轉(zhuǎn)，完成試劑添加；根據(jù)不同檢測(cè)流程，該步驟可以重復(fù)實(shí)施，也可以更換成下一種試劑后再次多次實(shí)施。一旦更換試劑則需要更換不同的取液口進(jìn)行取液；
[0027]攪拌過(guò)程:水樣和試劑進(jìn)入反應(yīng)容器2后，控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)多位閥5工作，多位閥5的空氣口連接三通閥6，打開(kāi)上電磁閥I和下電磁閥3，啟動(dòng)蠕動(dòng)泵7高速運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)空氣經(jīng)過(guò)多位閥5進(jìn)入反應(yīng)容器2，在反應(yīng)容器2內(nèi)液體中形成氣泡并上浮，利用氣泡的涌動(dòng)作用對(duì)液體進(jìn)行攪拌，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的延時(shí)，反應(yīng)容器2中液體達(dá)到充分?jǐn)嚢?，此時(shí)關(guān)閉上電磁閥I和下電磁閥3，最后控制蠕動(dòng)泵7停止工作；
[0028]排液過(guò)程:混合液經(jīng)比色后，控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)多位閥5工作，三通閥6與多位閥5排液口連接，同時(shí)打開(kāi)上電磁閥I和下電磁閥3，并開(kāi)啟蠕動(dòng)泵7反向運(yùn)轉(zhuǎn)，向反應(yīng)容器2中注入空氣，形成正壓，將管路內(nèi)的所有液體經(jīng)多位閥5的排液口排入廢液儲(chǔ)存裝置，液體完全排盡后，關(guān)閉上電磁閥I和下電磁閥3，最后控制蠕動(dòng)泵7停止工作，防止液體過(guò)沖或回流。
[0029]在上述取液和攪拌過(guò)程中，在下電磁閥3完全關(guān)閉后才能停止蠕動(dòng)泵7。所述每次取液是以吸取一個(gè)單元體積的試劑進(jìn)行的，所述一個(gè)單元體積就是硬質(zhì)導(dǎo)管8的容積。
[0030]具體實(shí)施中反應(yīng)容器2可以采用比色皿。
[0031]取水樣和各種不同試劑的過(guò)程均相同?？梢远啻沃貜?fù)上述的取液過(guò)程，實(shí)現(xiàn)抽取多個(gè)單元體積的水樣或者各種不同試劑；在滿足工作條件的情況下，需要采用多種試劑進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可以預(yù)先計(jì)算出各個(gè)試劑之間的比例關(guān)系，然后通過(guò)計(jì)算改變各個(gè)試劑之間的濃度配比，這樣就能實(shí)現(xiàn)每種試劑分別抽取一個(gè)單元體積或者盡可能少的單元體積。
[0032]所述下電磁閥3通過(guò)接通或切斷氣體控制液體的流通或截止。閥膜在整個(gè)過(guò)程中不接觸液體，既提高了閥的使用壽命，也避免了液體殘留，同時(shí)還避免了閥擠壓液體造成計(jì)量不準(zhǔn)。
[0033]所述蠕動(dòng)泵7通過(guò)調(diào)變其轉(zhuǎn)動(dòng)方向，驅(qū)動(dòng)空氣在比色皿中形成正壓或負(fù)壓帶動(dòng)液體流動(dòng)。蠕動(dòng)泵7在整個(gè)工作過(guò)程中不接觸液體，避免了受液體腐蝕，延長(zhǎng)了使用壽命。
[0034]按上述液路操作順序，對(duì)本實(shí)用新型的液路系統(tǒng)進(jìn)行取液精度的測(cè)量，在單元體積設(shè)定為2mL的條件下，取一個(gè)單元體積液體的相對(duì)誤差僅為1%。。該測(cè)量數(shù)據(jù)完全滿足水質(zhì)分析儀對(duì)計(jì)量的要求，體現(xiàn)了本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的液路系統(tǒng)具有取樣體積相對(duì)誤差小，重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)。
[0035]綜上，本實(shí)用新型的液路系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用、計(jì)量精確、擴(kuò)展方便，可應(yīng)用于水質(zhì)分析儀中C0D、氨氮、總磷、總氮、六價(jià)鉻及其他重金屬的測(cè)定。所述水質(zhì)分析儀可以為水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀也可以為實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)分析儀。
[0036]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了對(duì)本實(shí)用新型的解釋說(shuō)明，并不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍涵蓋所有根據(jù)本實(shí)用新型所做的等效變換、改良和擴(kuò)展。
【權(quán)利要求】
1.一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)，包括上電磁閥(I)，所述上電磁閥(I)兩端分別接有反應(yīng)容器(2)以及蠕動(dòng)泵(7)，所述反應(yīng)容器(2)通過(guò)下電磁閥(3)、液位傳感器(4)連接到多位閥(5)，蠕動(dòng)泵(7)通過(guò)三通閥(6)也連接到多位閥(5)，其特征在于:所述反應(yīng)容器(2)為透光容器，所述多位閥(5)設(shè)有一個(gè)公用口、一個(gè)排液口、一個(gè)空氣口和多個(gè)取液口，所述空氣口與三通閥(6)的端口 A相連接，所述三通閥(6)的端口 B連接到外界空氣，所述公用口與液位傳感器(4)的一端相連接，所述液位傳感器(4)的另一端連接于下電磁閥(3)，所述多個(gè)取液口分別連接不同的試劑或水樣，所述排液口與廢液儲(chǔ)存裝置相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)，其特征在于:所述下電磁閥(3)中接通或切斷的瞬間動(dòng)作中管路介質(zhì)為普通的空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)，其特征在于:所述多位閥(5)的公用口和液位傳感器(4)之間設(shè)有一段作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)單位體積的硬質(zhì)導(dǎo)管(8)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)，其特征在于:所述硬質(zhì)導(dǎo)管(8)為可拆接結(jié)構(gòu)，通過(guò)連接件安裝在液路系統(tǒng)中，所述硬質(zhì)導(dǎo)管(8)的容積為0.5ml-5ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)，其特征在于:液位傳感器(4)為光電傳感器、電磁傳感器、電容傳感器中任意一種隔離式液位傳感器(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)，其特征在于:所述蠕動(dòng)泵為具有雙向轉(zhuǎn)速可控能力的氣液驅(qū)動(dòng)泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于單元計(jì)量的液路系統(tǒng)，其特征在于:所述反應(yīng)容器(2)為石英或玻璃材質(zhì)的透光容器。
【文檔編號(hào)】G01N33/18GK203479793SQ201320420183
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】趙忠欣, 單勇忠, 陳明 申請(qǐng)人:杭州輝道環(huán)境技術(shù)有限公司