集成式多參數(shù)礦用水質(zhì)分析裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本實(shí)用新型涉及水質(zhì)分析裝置，具體涉及一種集成式多參數(shù)礦用水質(zhì)分析裝置。 技術(shù)背景：
[0002] 天然水中常見(jiàn)的八大離子：1(+、似+、0& 2+、1%2+、!10)3\0)廣、(：1\50廣的含量占離子 總量的95% -99%，這些主要離子的分類(lèi)常用來(lái)做為表征水體主要化學(xué)特征性指標(biāo)。但是， 目前對(duì)所述八大離子的化驗(yàn)不能由單一的一種水質(zhì)分析裝置來(lái)完成，需要利用滴定法或離 子色譜儀、分光光度計(jì)等儀器結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0003] 分光光度法是基于物質(zhì)對(duì)光的選擇性吸收而建立起來(lái)的分析方法。分光光度計(jì)在 我國(guó)水和廢水監(jiān)測(cè)分析中利用廣泛，但是，所述八大離子中K+、Na+、HCO3' CO廣等不能利用 分光光度計(jì)進(jìn)行化驗(yàn)。
[0004] 電位分析法是利用溶液中某種離子的活度與電極電位有一定的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)測(cè) 量電極電位來(lái)確定待測(cè)物含量的分析方法。目前，已有的離子選擇電極約20種以上，但是， 不能實(shí)現(xiàn)對(duì) Mg2+、S0廣等離子的檢測(cè)。
[0005] 基于分光光度法的分光光度計(jì)和基于電位分析法的離子計(jì)一般應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室。 【實(shí)用新型內(nèi)容】：
[0006] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供集成式礦用水質(zhì)分析裝置。
[0007] 為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型技術(shù)方案是，集成式多參數(shù)礦用水質(zhì)分析裝置，包 括ARM -體機(jī)、模擬鍵盤(pán)與RS232模塊、無(wú)線WIFI、電源轉(zhuǎn)換模塊、離子電位計(jì)和分光光度 計(jì)；電源轉(zhuǎn)換模塊為各電路單元供電；ARM-體機(jī)設(shè)置在水質(zhì)分析儀主機(jī)中；其特點(diǎn)是：
[0008] ARM -體機(jī)通過(guò)模擬鍵盤(pán)與RS232模塊分別連接分光光度計(jì)與離子電位計(jì)；
[0009] 分光光度計(jì)用于檢測(cè)比色皿中待測(cè)水樣的吸光度，通過(guò)模擬鍵盤(pán)與RS232模塊將 測(cè)試數(shù)據(jù)輸入到ARM -體機(jī)；
[0010] 離子電位計(jì)用于檢測(cè)放置在待測(cè)水樣中的離子選擇電極的電壓，通過(guò)模擬鍵盤(pán)與 RS232模塊將測(cè)試數(shù)據(jù)輸入到ARM -體機(jī)；
[0011] 該ARM-體機(jī)集成了 TFT顯示屏及配套的觸摸屏、ARM處理平臺(tái)、RL45網(wǎng)絡(luò)接口及 RS232接口；ARM處理平臺(tái)通過(guò)RS232接口以及模擬鍵盤(pán)與RS232模塊讀取分光光度計(jì)或離 子電位計(jì)的數(shù)據(jù)，并將讀取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成離子濃度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和顯示。
[0012] 本實(shí)用新型將分光光度計(jì)、離子電位計(jì)與ARM-體機(jī)相結(jié)合，通過(guò)分光光度計(jì)檢 測(cè)比色皿中待測(cè)水樣的吸光度而得到待測(cè)水樣的Mg 2+、S0,兩種離子含量，通過(guò)離子電位計(jì) 檢測(cè)放置在待測(cè)水樣的電極的電壓而得到待測(cè)水樣中K+、Na+、Ca 2+、HCO3' CO廣、Cl' PH值等 指標(biāo)，可迅速、準(zhǔn)確地測(cè)量出水樣中各種離子的含量。
[0013] 根據(jù)本實(shí)用新型所述的集成式多參數(shù)礦用水質(zhì)分析裝置的優(yōu)選方案，ARM -體機(jī) 通過(guò)無(wú)線WIFI與PC機(jī)進(jìn)行通訊。
[0014] 根據(jù)本實(shí)用新型所述的集成式多參數(shù)礦用水質(zhì)分析裝置的優(yōu)選方案，水質(zhì)分析儀 主機(jī)中還設(shè)置有電極接口和比色皿槽；比色皿槽用于放置比色皿；電極接口為離子選擇電 極與離子電位計(jì)連接的接口。
[0015] 本實(shí)用新型所述的集成式多參數(shù)礦用水質(zhì)分析裝置的有益效果是：本實(shí)用新型將 分光光度計(jì)、離子電位計(jì)與ARM -體機(jī)相結(jié)合，通過(guò)分光光度計(jì)和離子電位計(jì)，可迅速、準(zhǔn) 確地測(cè)量出水樣中各種離子的含量；本實(shí)用新型成本低，使用方便，數(shù)據(jù)直觀，可廣泛應(yīng)用 于各種場(chǎng)合進(jìn)行水質(zhì)分析，如環(huán)保、煤礦、水廠等領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本實(shí)用新型所述的集成式多參數(shù)礦用水質(zhì)分析裝置電路原理框圖。
[0017] 圖2為本實(shí)用新型礦用水質(zhì)分析裝置主機(jī)的面板結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 參見(jiàn)圖1，集成式多參數(shù)礦用水質(zhì)分析裝置，包括ARM-體機(jī)11、模擬鍵盤(pán)與RS232 模塊12、無(wú)線WIFI15、電源轉(zhuǎn)換模塊16、離子電位計(jì)13和分光光度計(jì)14 ;電源轉(zhuǎn)換模塊16 為各電路單元供電；ARM -體機(jī)11設(shè)置在水質(zhì)分析儀主機(jī)1中；
[0019] ARM-體機(jī)11通過(guò)模擬鍵盤(pán)與RS232模塊12分別連接分光光度計(jì)14與離子電位 計(jì)13 ;
[0020] 分光光度計(jì)14檢測(cè)比色皿18中待測(cè)溶液的吸光度，通過(guò)模擬鍵盤(pán)與RS232模塊 12將測(cè)試數(shù)據(jù)輸入到ARM -體機(jī)11 ;
[0021] 離子電位計(jì)13檢測(cè)放置在待測(cè)溶液中的離子選擇電極17的電壓，通過(guò)模擬鍵盤(pán) 與RS232模塊12將測(cè)試數(shù)據(jù)輸入到ARM -體機(jī)11 ;
[0022] ARM -體機(jī)11通過(guò)模擬鍵盤(pán)與RS232模塊12選擇分光光度計(jì)14測(cè)量的離子種 類(lèi)；并且，ARM-體機(jī)11讀取分光光度計(jì)14與離子電位計(jì)13采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換 成待測(cè)溶液的離子濃度數(shù)據(jù)，并儲(chǔ)存。
[0023] 在具體實(shí)施例中，該ARM-體機(jī)11集成了 TFT顯示屏及配套的觸摸屏、ARM處理 平臺(tái)、RL45網(wǎng)絡(luò)接口及RS232接口。
[0024] ARM-體機(jī)11通過(guò)無(wú)線WIFI15與PC機(jī)進(jìn)行通訊。ARM-體機(jī)可以保存測(cè)量數(shù)據(jù)， 也可通過(guò)無(wú)線WIFI15將測(cè)量數(shù)據(jù)共享，其它PC機(jī)可以通過(guò)無(wú)線WIFI網(wǎng)絡(luò)接收測(cè)量數(shù)據(jù)； 用戶(hù)可以在水質(zhì)分析裝置上直接操作水質(zhì)分析軟件，也能使用其它PC機(jī)通過(guò)無(wú)線WIFI網(wǎng) 絡(luò)對(duì)本水質(zhì)分析裝置實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。即水質(zhì)分析可以由ARM -體機(jī)完成整個(gè)分析過(guò)程，也 可以由其它PC機(jī)完成水質(zhì)分析。
[0025] 參見(jiàn)圖2,在具體實(shí)施例中，水質(zhì)分析儀主機(jī)1中還設(shè)置有電極接口 3和比色皿槽 8 ;比色皿槽8用于放置比色皿18 ;電極接口 3為離子選擇電極17與離子電位計(jì)13連接 的接口。在水質(zhì)分析儀主機(jī)1的面板2上還設(shè)置有電源輸入接口 6、電源開(kāi)關(guān)按鈕7 ;在進(jìn) 行水質(zhì)的吸光度測(cè)試時(shí)，將比色皿18放置在比色皿槽8中；電極接口 3插入離子選擇電極 17 ;比色皿槽8為帶遮光板的比色皿槽8 ;模擬鍵盤(pán)與RS232模塊12使用的芯片為MAX202、 CD4066 ;ARM -體機(jī) 11 為 LJD-eWIN7S，ARM -體機(jī)的 ARM 核心處理器是 ARM920T，ARM -體 機(jī)還集成了 7. 0寸的TFT ;無(wú)線WIFI15可以實(shí)現(xiàn)WIFI無(wú)線網(wǎng)路與RJ45網(wǎng)口相互轉(zhuǎn)換。
[0026] 電源轉(zhuǎn)換模塊16由3節(jié)4A/H串聯(lián)鋰電池及電池充電電路、電源處理電路構(gòu)成，輸 出12VDC ;野外工作時(shí)，由鋰電池供電；為滿(mǎn)足井下使用要求，水質(zhì)分析裝置還對(duì)電源轉(zhuǎn)換 模塊進(jìn)行了防爆處理，使本實(shí)用新型達(dá)到本質(zhì)安全的防爆要求。
[0027] 使用該集成式多參數(shù)礦用水質(zhì)分析裝置進(jìn)行水質(zhì)測(cè)量時(shí)，首先通過(guò)模擬鍵盤(pán)與 RS232模塊12在水質(zhì)分析儀主機(jī)1中選擇需要測(cè)量的參數(shù)種類(lèi)；判斷是采用分光光度計(jì)測(cè) 量或是采用離子電位計(jì)測(cè)量；
[0028] 當(dāng)采用分光光度計(jì)測(cè)量時(shí)，將待測(cè)水樣加入到比色皿18中，并蓋好遮光板，對(duì)系 統(tǒng)進(jìn)行校零；校零結(jié)束后，取出比色皿18,在待測(cè)水樣中加入與測(cè)量離子對(duì)應(yīng)的測(cè)試試劑， 搖勻后，再次蓋好遮光板；用分光光度計(jì)測(cè)量比色皿18中的待測(cè)水樣的吸光度，水質(zhì)分析 儀主機(jī)1讀取分光光度計(jì)14采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成所測(cè)離子的濃度數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ) 和顯不。
[0029] 當(dāng)采用離子電位計(jì)測(cè)量時(shí)，將待測(cè)水樣加入到燒杯中，將已校準(zhǔn)的與待測(cè)離子對(duì) 應(yīng)的離子選擇電極信號(hào)輸出端通過(guò)電極接口 3與離子電位計(jì)13連接；離子選擇電極感應(yīng) 端浸入待測(cè)水樣中；離子電位計(jì)13測(cè)試離子選擇電極的電壓值，測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)模擬鍵盤(pán)與 RS232模塊12輸入到水質(zhì)分析儀主機(jī)1 ;水質(zhì)分析儀主機(jī)1讀取離子電位計(jì)13的數(shù)據(jù)進(jìn)行 處理，轉(zhuǎn)換成所測(cè)離子的濃度數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)和顯示。
[0030] 本實(shí)用新型的工作原理是：分光光度計(jì)測(cè)量是基于Lambert-Beer定律，離子電位 計(jì)13測(cè)量是基于Nernst方程。
[0031] 對(duì) Mg2+、SO/-的測(cè)定，采用分光光度計(jì)測(cè)量，對(duì) K +、Na+、Ca2+、HCCV、C032-、Cl-、PH 的 測(cè)定，采用離子電位計(jì)13測(cè)量。
[0032] 對(duì)HCO3' CO廣的測(cè)定，在離子電位法基礎(chǔ)上，基于碳酸平衡原理，采用如下公式計(jì) 筧：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 集成式多參數(shù)礦用水質(zhì)分析裝置，包括ARM-體機(jī)（II)、模擬鍵盤(pán)與RS232模塊 (12)、無(wú)線WIFI(15)、電源轉(zhuǎn)換模塊（16)、離子電位計(jì)（13)和分光光度計(jì)（14);電源轉(zhuǎn)換 模塊（16)為各電路單元供電；ARM-體機(jī)（11)設(shè)置在水質(zhì)分析儀主機(jī)⑴中；其特征在 于： ARM-體機(jī)（11)通過(guò)模擬鍵盤(pán)與RS232模塊（12)分別連接分光光度計(jì)（14)與離子電 位計(jì)（13); 分光光度計(jì)（14)用于檢測(cè)比色皿（18)中待測(cè)水樣的吸光度，通過(guò)模擬鍵盤(pán)與RS232 模塊（12)將測(cè)試數(shù)據(jù)輸入到ARM-體機(jī)（11); 離子電位計(jì)（13)用于檢測(cè)放置在待測(cè)水樣中的離子選擇電極（17)的電壓，通過(guò)模擬 鍵盤(pán)與RS232模塊（12)將測(cè)試數(shù)據(jù)輸入到ARM-體機(jī)（11); 該ARM-體機(jī)（11)集成了TFT顯示屏及配套的觸摸屏、ARM處理平臺(tái)、RJ45網(wǎng)絡(luò)接口 及RS232接口；ARM處理平臺(tái)通過(guò)RS232接口以及模擬鍵盤(pán)與RS232模塊（12)讀取分光光 度計(jì)（14)或離子電位計(jì)（13)的數(shù)據(jù)，并將讀取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成離子濃度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成式多參數(shù)礦用水質(zhì)分析裝置，其特征在于：ARM-體機(jī) (11)通過(guò)無(wú)線WIFI(15)與PC機(jī)進(jìn)行通訊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成式多參數(shù)礦用水質(zhì)分析裝置，其特征在于：水質(zhì)分析儀 主機(jī)⑴中還設(shè)置有電極接口（3)和比色皿槽（8);比色皿槽⑶用于放置比色皿（18);電 極接口（3)為離子選擇電極（17)與離子電位計(jì)（13)連接的接口。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了集成式多參數(shù)礦用水質(zhì)分析裝置，包括ARM一體機(jī)、模擬鍵盤(pán)與RS232模塊、無(wú)線WIFI、電源轉(zhuǎn)換模塊、離子電位計(jì)和分光光度計(jì)；電源轉(zhuǎn)換模塊為各電路單元供電；ARM一體機(jī)設(shè)置在水質(zhì)分析儀主機(jī)中；其特點(diǎn)是：ARM一體機(jī)通過(guò)模擬鍵盤(pán)與RS232模塊分別連接分光光度計(jì)與離子電位計(jì)；分光光度計(jì)用于檢測(cè)比色皿中待測(cè)水樣的吸光度，通過(guò)模擬鍵盤(pán)與RS232模塊將測(cè)試數(shù)據(jù)輸入到ARM一體機(jī)；離子電位計(jì)用于檢測(cè)放置在待測(cè)水樣中的離子選擇電極的電壓，通過(guò)模擬鍵盤(pán)與RS232模塊將測(cè)試數(shù)據(jù)輸入到ARM一體機(jī)；本實(shí)用新型將分光光度計(jì)、離子電位計(jì)與ARM一體機(jī)相結(jié)合，通過(guò)分光光度計(jì)和離子電位計(jì)，可迅速、準(zhǔn)確地測(cè)量出水樣中各種離子的含量；可廣泛應(yīng)用于環(huán)保、煤礦等領(lǐng)域。
【IPC分類(lèi)】G01N27-26, G01N21-31
【公開(kāi)號(hào)】CN204462010
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520082597
【發(fā)明人】吳燕清, 秦成, 覃海明, 何昭友, 王侃, 肖勇, 鄭萬(wàn)波, 胡玉超, 謝成梁
【申請(qǐng)人】中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年2月5日