专利名称：六价铬在线监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种环境在线监测仪，特别是用于测定地表水、工业废水中六价铬指标的环境在线监测仪器。
背景技术：
六价铬(Cr6+)，属于重金属一类污染物，具有强氧化毒性，可以对人体、农作物机体造成损伤。研究表明六价铬具有极强的致癌和致突变特性。Cr(VI)通过血液进入人体，可以导致上吐下泻、胃膜充血、溃疡、内脏出血、脑水肿、肾组织坏死，直至死亡。若经呼吸道侵入人体，可引起鼻炎、咽喉炎、溃疡、甚至穿孔，长期作用可引起肺部病变。对于Cr(VI)的毒性，已有很多的文献作了论述。美国环保局将六价铬确定为17种高度危险的毒性物质之一。环境中铬的污染主要来源有制革厂、铬矿的采矿厂、选矿厂、冶炼电镀工厂、机械制造厂、汽车制造厂、飞机制造厂、染料厂、印刷厂、制药厂等工业部门排出的废水与烟尘。六价铬的污染物包括重铬酸钠、重铬酸钾、重铬酸铵、铬酸钠、铬酸铅、铬酸锶、铬酸钡、铬酸钙、 铬酸钾、铬酸酐(三氧化铬)等。由于铬的污染源很多，而且毒性较强，所以是一项重要的水质污染控制指标。因而，建立可靠的在线分析标准方法检测水中的Cr(VI)非常重要。现有国家标准检测六价铬的方法是二苯碳酰二胼分光光度法。在酸性溶液中，六价铬与二苯碳酰二胼反应，生成紫红色化合物，最大吸收波长为 540nm，可以通过该吸收特性分析六价铬含量。采用本方法实现的仪器具有测量周期短、测量准确的优点。
发明内容本实用新型的目的是提供一种能够监测水中六价铬指标的在线监测仪器，其检测精度可满足国家环保部提出的水质污染物排放监测要求，同时该仪器测量周期短，测量值准确可靠，实现了国标方法的仪器化。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是一种六价铬在线监测仪，由采样模块、加药模块、搅拌反应模块、比色模块、控制模块及试剂储存柜组成，控制模块控制采样模块、加药模块、搅拌反应模块和比色模块的运行，通过显示屏、键盘人机交互，所述采样模块中的采样泵采用双向蠕动泵，加药模块中的加药泵采用单向蠕动计量泵。本实用新型的六价铬在线监测仪，其中所述的加药模块由两个加药泵和四通阀组成，两个加药泵均与四通阀连接。本实用新型的六价铬在线监测仪，其中所述的搅拌反应模块由进液帽、反应杯、搅拌器组成，进液帽盖在反应杯上口，反应杯置于搅拌器上。本实用新型的六价铬在线监测仪，其中所述的控制模块由控制器、外部接口及外部设备组成，其中控制器由主机板、数据采集器和电源组成，外部设备包括键盘和显示屏。本实用新型的六价铬在线监测仪，还包括蒸馏水桶、掩蔽剂桶、反应液桶和废液桶，都储存在试剂储存柜中。[0011]仪器运行由控制模块控制，根据运行程序，由控制模块发出控制指令，可控制电机及阀动作，达到水样的采集、试剂的提取、试剂混勻，接着完成比色操作，再由控制模块计算得出最终的六价铬值，采样模块中的水样管路、采试剂模块的试剂管路与搅拌反应模块中的反应室通过多通阀实现管路切换，最终依次将采到试剂和水样加入到反应室中，同时搅拌反应模块带混勻装置，达到充分、快速反应的目的，去除蒸馏过程，很大程度上缩短测量周期。
以下结合附图对本实用新型作出说明。图1为本实用新型实施例的结构原理示意图。图2为本实用新型实施例的自动作数流程示意图。图1中黑色粗线为液体管路，细线为信号线，包括信号输出、输入等线路。
具体实施方式
如图1所示六价铬在线监测仪的实施例，在仪器的机壳内，有采样模块、加药模块、搅拌反应模块、比色模块、控制模块及试剂储存柜，控制模块控制仪器的运行，所有执行机构包括采样泵6、多通阀10、加药泵11、加药泵12、搅拌器15、放液阀16、放液阀18均由控制模块通过输出控制信号改变执行机构的状态。同时控制模块还通过信号线读取由比色室得到的比色信号，作为计算六价铬值的重要依据。首先讲述采样模块，主要包括溢流杯5、采样泵6，控制器4控制采样泵6启动时， 水样进入溢流杯5，其主要作用是为分析提供更加稳定可靠的水样。本采样模块的稳定保证仪器反应分析运行。上述的采样泵采用精确计量蠕动泵，采用配套的泵管，根据采样的流量要求选用不同的采样泵。由于泵管使用寿命有限，可以根据仪器的运行频率确定泵管的使用寿命，为用户提供泵管的更换周期。而加药模块主要完成试剂的提取，试剂存放在掩蔽剂桶7、蒸馏水桶8、反应液桶 9中，由加药泵11、加药泵12完成试剂的提取工作，通过控制四通阀依次导通掩蔽剂、蒸馏水、反应液，将试剂提取到反应室中。搅拌反应模块主要由进液帽13、反应杯14、搅拌器15，由加药模块完成试剂的提取，将提取的试剂依次加入到反应杯14中，加药的同时使搅拌器15动作，保证试剂的混勻， 反应完全，保证仪器的测量精度。反应完成之后，使放液阀动作，将反应之后的反应混合液注入比色杯19中。比色模块负责对保留在比色杯17中的反应混合液进行比色，完成最终的信号测量，配备配套的信号处理装置(信号调理放大装置)，由控制模块实现信号的采集，比色之前需要将反应混合液静置一段时间，之后执行比色过程，控制模块完成数据的采集，根据标定的曲线计算实际六价铬值。控制模块是由控制器、外部接口及外部设备组成，如图1中控制器4是仪器的控制核心，由主机板、数据采集器和电源组成，可根据核心程序中规定的采样量，按照既定的采样顺序，由蠕动计量泵精确计量提取试剂。外部设备主要包括键盘1和显示屏2，仪器的状态、数据等信息通过显示屏幕2展示给用户，通过键盘1实现各种功能操作，这是外设部分完成的功能。试剂储存柜是用来存放蒸馏水桶、掩蔽剂桶、反应液桶和废液桶的，试剂桶在试剂储存柜内整齐排放，加药模块可以直接从试剂桶中取试剂。如图1所示，外部接口 3，即仪器的外围接口包括DB25打印口、(4 20)mA信号输出口和RS232通讯接口，通过外接相关设备可完成监测数据及状态的打印功能、模拟量信号的输出功能、串口指令的接收与发送，实现与外部的交互。仪器的运行模式有四种周期模式、定点模式、外部控制模式、手动模式。周期模式采用设定运行周期，如1小时，仪器即可按照设定的周期运行，无需人工操作。定点模式与周期模式类似，设定的参数为监测时间点，如1 :00，仪器即按设定的时间点运行，无需人工操作。外部控制模式中，仪器由RS232接口接受外部指令，仪器按照外部指令运行，主要包括运行、停止等指令。手动模式仪器可根据人工键盘操作执行，运行次序由操作人确定，具有非常好的灵活性，本模式主要用在故障点监测、人工实验等场合。仪器提供的主要功能包括曲线校正、手动操作、自动操作、报表、参数设置等。下面讲述仪器的自动作数流程，如图2所示。仪器自动作数时，首先提取蒸馏水冲洗，预提试剂，保证在测数时试剂计量准确可靠，将预提到得试剂作为废液排掉，为计量测数做准备；接着开始采水样，通过溢流杯将水样加入到反应杯中，使用水样冲洗反应杯；然后提取蒸馏水进行冲洗，去除两次测量之间的各种干扰；接着开始提取水样、试剂，将反应所需水样、试剂加入到反应杯中，同时搅拌器将所加试剂混勻，充分反应；等反应完全之后先放一部分反应混合液，加入到比色杯中，冲洗比色杯，冲洗完之后将剩余反应混合液全部加入到比色杯中，静置比色，之后排掉所有反应混合液。将采集到的信号通过计算处理，完成一次测量过程。
权利要求1.一种六价铬在线监测仪，其特征在于由采样模块、加药模块、搅拌反应模块、比色模块、控制模块及试剂储存柜组成，控制模块控制采样模块、加药模块、搅拌反应模块和比色模块的运行，所述采样模块中的采样泵采用双向蠕动泵，加药模块中的加药泵采用单向蠕动计量泵。
2.如权利要求1所述的六价铬在线监测仪，其特征在于加药模块由两个加药泵和四通阀组成，两个加药泵均与四通阀连接。
3.如权利要求1或2中所述的六价铬在线监测仪，其特征在于所述的搅拌反应模块由进液帽、反应杯、搅拌器组成，进液帽盖在反应杯上口，反应杯置于搅拌器上。
4.如权利要求3所述的六价铬在线监测仪，其特征在于所述的控制模块由控制器、外部接口及外部设备组成，其中控制器由主机板、数据采集器和电源组成，外部设备包括键盘和显示屏。
5.如权利要求4所述的六价铬在线监测仪，其特征在于监测仪还包括蒸馏水桶、掩蔽剂桶、反应液桶和废液桶，都储存在试剂储存柜中。
专利摘要一种六价铬在线监测仪，由采样模块、加药模块、搅拌反应模块、比色模块、控制模块及试剂储存柜组成，控制模块控制采样模块、加药模块、搅拌反应模块和比色模块的运行，通过显示屏、键盘实现人机交互，采样泵、加药泵是蠕动计量泵，可实现所加试剂的精确计量，不同点在于采样泵采用双向蠕动泵，而加药泵采用单向蠕动计量泵，加药模块采用多通阀控制加药的切换，依次将反应必需的蒸馏水、掩蔽剂、反应液加入到反应杯中，反应过程中有搅拌器加快反应混合液的混合，缩短反应时间。
文档编号G01N21/27GK201965089SQ20112001297
公开日2011年9月7日 申请日期2011年1月17日 优先权日2011年1月17日
发明者不公告发明人 申请人:北京环科环保技术公司