检测设备及计量管、计量装置及其计量方法与流程

本发明涉及检测分析，具体地涉及检测设备和用于检测设备的计量管、计量装置及其计量方法。

背景技术：

随着科技的发展，人类的进步，环境污染问题却逐渐加剧了，其中，水资源是人类赖以生存的宝贵财富，因此，水质检测就显得尤为重要。

目前水质分析的环保监控检测设备的工作过程通常采用“水样与试剂混合-反应-检测”的分析流程：仪器先依次将待测水样与其他反应试剂通过计量装置定量的注入反应容器，混合均匀后在一定条件下进行反应，最后通过比色法、滴定法或电极法等原理进行检测，确定水样待测指标的浓度。

在计量时，水样与反应试剂中难免会出现气泡，但是气泡的存在影响了计量装置的计量精度，这一情况在0.1-0.6毫升微液量进液的情况下尤为突出，甚至导致现有装置进液精度误差大于2％而不可用。现有技术中的存在两种计量装置，其中一者为管径较大的计量管，由于其横截面较大，因此使用液位高度来计量微液量液体体积时误差大，而且计量管只能垂直安装；此外，该种计量管使得管壁上残留较多的液膜甚至液珠，也影响计量管的测量精度。另一种是管径较小的计量管，该方法虽然横截面积小，但因为其管径细小，一旦水样与反应试剂中混入气泡，则气泡很难排出，气泡的存在使得计量装置虚报了计量液体的总体积，影响计量精度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种检测设备及计量管、计量装置及其计量方法，该计量装置能够排出气泡，保证计量装置在微液量计量下的计量取液精度。

为了实现上述目的，根据本发明一方面提供一种用于检测设备的计量管，该计量管内设有内径增大的增容腔。

优选地，所述计量管包括主体部和连接于所述主体部的增容部，所述增容腔限定在所述增容部中。

优选地，所述主体部的内径为0.1mm-5.0mm，优选为0.5mm-2mm；并且/或者，所述增容腔的最大内径大于5mm，优选大于等于8mm。

优选地，所述增容腔包括圆柱部和位于所述圆柱部两端的圆锥过渡部。

优选地，该计量管包括增容管段、第一管段和第二管段，所述增容管段包括所述增容腔和位于所述增容腔两端的第一连接口和第二连接口，所述第一管段与所述第一连接口相连，所述第二管段与所述第二连接口相连。

优选地，所述第一连接口和所述第二连接口内均设有向内延伸的台阶部。

优选地，所述第一管段的端面抵接于所述第一连接口内的台阶部，并通过第一密封连接套过盈连接；所述第二管段的端面抵接于所述第二连接口内的台阶部，并通过第二密封连接套过盈连接。

根据本发明的第二方面提供一种用于检测设备的计量装置，所述计量装置包括第一预定液位检测器、第二预定液位检测器和所述的用于检测设备的计量管，所述第一预定液位检测器设置在所述第一管段上，所述第二预定液位检测器设置在所述第二管段上，所述第一预定液位检测器的计量液位大于所述第二预定液位检测器的计量液位。

根据本发明的第三方面提供一种检测设备包括双向驱动器、多通道选向阀和反应容器，该检测设备还包括所述的用于检测设备的计量装置以及分别连接于所述多通道选向阀的第一管道和多根第二管道，多根所述第二管道分别用于连通水样和多种检测试剂，所述第一管段还与所述多通道选向阀相连，所述多通道选向阀通过所述第一管道与所述反应容器相连，所述第二管段还与所述双向驱动器的一端相连，所述双向驱动器的另一端与外部大气相通。

根据本发明的第四方面提供一种使用所述的用于检测设备的计量装置的计量方法，其特征在于，该方法包括：

s1：将液体从所述第一管段进入所述计量管中，并且使进入所述计量管的液体均进入所述增容腔中进行消泡；

s2：当计量的液体的量大于所述第一预定液位检测器的计量液位时，使消泡后的液体全部回落至所述第一管段，然后通过所述第一预定液位检测器计量出所需液体的量；

当计量的液体的量大于所述第二预定液位检测器的计量液位时，使消泡后的液体直接进入所述第二管段，通过所述第二预定液位检测器计量出所需液体的量；

s3：将计量后的液体通过所述第一管段排出。

通过上述技术方案，本发明通过在计量管中设置增容腔，使得水样和反应试剂中的气泡能够在增容腔内排出，以减气泡对计量管的计量结果的影响，保证在微液量计量下计量管的计量取液精度。

附图说明

图1是根据本发明的优选实施方式的用于检测设备的计量管的剖视图；

图2是根据本发明的优选实施方式的用于检测设备的计量管的局部放大图；

图3是根据本发明的优选实施方式的用于检测设备的计量装置的主视图；

图4是根据本发明的优选实施方式的用于控检测设备的计量装置的剖视图；

图5是根据本发明的优选实施方式的检测设备的立体图；

图6是根据本发明的优选实施方式的检测设备的主视图。

附图标记说明

1计量管2增容腔

3第一预定液位检测器4第二预定液位检测器

5双向驱动器6多通道选向阀

7反应容器8第一管道

9第二管道

11增容管段12第一管段

13第二管段14第一密封连接套

15第二密封连接套

21圆柱部22圆锥过渡部

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词；方位词如“内、外”通常指的是增容腔2的内外。

在计量时，水样与反应试剂中难免会出现气泡，但是气泡的存在影响了计量装置的计量精度。现有技术中的存在两种计量装置，其中一者为管径较大的计量管，由于其横截面较大，因此使用液位高度来计量微液量液体体积时误差大，而且计量管只能垂直安装；此外，该种计量管使得管壁上残留较多的液膜甚至液珠，也影响计量管的测量精度。另一种是管径较小的计量管，该方法虽然横截面积小，但因为其管径细小，一旦水样与反应试剂中混入气泡，则气泡很难排出，气泡的存在使得计量装置虚报了计量液体的总体积，影响计量取液精度。

参见图1和图2，一种用于检测设备的计量管1，该计量管1内设有内径增大的增容腔2。本发明通过在计量管1中设置增容腔2，使得水样和反应试剂中的气泡能够在增容腔2内排出，以减气泡对计量管1的计量结果的影响，保证在微液量计量下计量管1的计量取液精度。

优选地，计量管1包括主体部和连接于所述主体部的增容部，增容腔2限定在所述增容部中。其中，主体部的内径为0.1mm-5.0mm，优选为0.5mm-2mm；并且/或者，增容腔2的最大内径大于5mm，优选大于等于8mm。本发明通过将计量管1的主体部的内径设计为比现有技术中的计量管的内径还要小，以减少残留在计量管1的管壁上的液体量，保证计量管1的计量精度。当然，本领域技术人员应该能够理解的是，主体部和增容腔2的最大内径可以根据具体情况而进行设计。

为了进一步确保计量管1的计量精度，参见图1至图6，优选地，增容腔2包括圆柱部21和位于圆柱部21两端的圆锥过渡部22。圆锥过渡部22使得液体易于液体的流入和流出，圆柱部21直接与计量管1的主体部连接相比，减少残留在计量管1的管壁上的液体量。由于圆柱部21直接与计量管1的主体部连接，则会形成台阶结构，可能会在该台阶结构处残留液体，导致计量管1的结果不准确。

在本发明中，计量管1可以为一体式管，也可以为分段式管。优选地，在本发明的优选实施方式中，参见图1至图6，计量管1包括增容管段11、第一管段12和第二管段13，增容管段11包括增容腔2和位于增容腔2两端的第一连接口和第二连接口，第一管段12与第一连接口相连，第二管段13与第二连接口相连。通过将计量管1设置为分段式，能够降低计量管1制造的工艺难度。并且当计量管1的局部损坏时，或者当需要更换不同尺寸的增容管段11时，仅需要进行局部更换即可，避免了整体更换计量管1。

增容管段11与第一管段12和第二管段13的连接方式有多种。在本发明的优选实施方式中，参见图1和图2，第一连接口和第二连接口内均设有向内延伸的台阶部。当第一管段12插入第一连接口时，为了防止第一管段12插入的长度过长，通过台阶部限制第一管段12插入的长度。即通过第一管段12的端面抵接于第一连接口内的台阶部来限制第一管段12插入的长度。同理，当第二管段13插入第二连接口时，为了防止第二管段13插入的长度过长，通过台阶部限制第二管段13插入的长度。即通过第二管段13的端面抵接于第二连接口内的台阶部来限制第二管段13插入的长度。

为了进一步确保第一管段12与第一连接口之间以及第二管段13与第二连接口之间的密封性和连接可靠性。特别地，第一管段12的端面抵接于所述第一连接口内的台阶部，并通过第一密封连接套14过盈连接；第二管段13的端面抵接于第二连接口内的台阶部，并通过第二密封连接套15过盈连接。由于全氟橡胶护套能够耐腐蚀，耐高温，因此，优选地，第一密封连接套14和第二密封连接套15均为全氟橡胶护套。

参见图3和图4，显示了根据本发明的优选实施方式的用于检测设备的计量装置，所述计量装置包括第一预定液位检测器3、第二预定液位检测器4和所述的用于检测设备的计量管1，第一预定液位检测器3设置在第一管段12上，第二预定液位检测器4设置在第二管段13上，第一预定液位检测器3的计量液位大于第二预定液位检测器4的计量液位。第一预定液位检测器3和第二预定液位检测器4的计量液位可以根据具体情况设定。通过将第一预定液位检测器3设置在第一管段12上，第二预定液位检测器4设置在第二管段13上，使得可以计量较大体积和较小体积的液体。

参见图5和图6，显示了本发明的优选实施方式的检测设备。检测设备包括双向驱动器5、多通道选向阀6和反应容器7，该检测设备还包括所述的用于检测设备的计量装置以及分别连接于多通道选向阀6的第一管道8和多根第二管道9，多根第二管道9分别用于连通水样和多种检测试剂，第一管段12还与多通道选向阀6相连，多通道选向阀6通过第一管道8与反应容器7相连，第二管段13还与双向驱动器5的一端相连，双向驱动器5的另一端与外部大气相通。启动双向驱动器5，操作多通道选向阀6与多根第二管道9中的一根连通，并通过双向驱动器5将该第二管道9连通的液体泵送至计量装置中进行计量。再操作多通道选向阀6与第一管道8连通，使得计量后的液体再通过双向驱动器5泵送至反应容器7中，以完成一次液体加入反应容器7中。通过重复上述操作，并且操作多通道选向阀6与多根第二管道9中的不同的第二管道9连通，以分别将该第二管道9连通的液体加入反应容器7中。

在本发明中，双向驱动器5优选为蠕动泵；多通道选向阀是具有一个公共端口和若干分配端口的流体器件，在控制系统的作用下，其公共端口可与也只能与分配端口中的一个连通。在本发明中，该流体器件也可以是其他具备上述功能的流体器件或器件的组合，例如由多个两通截止阀组成的具有一个公共端口的连排阀。

下面具体描述本发明提供的使用所述的用于检测设备的计量装置的计量方法，该方法包括：

s1：将液体从第一管段12进入计量管1中，并且使进入计量管1的液体均进入增容腔2中进行消泡；

s2：当计量的液体的量大于第一预定液位检测器3的计量液位时，使消泡后的液体全部回落至第一管段12，然后通过第一预定液位检测器3计量出所需液体的量；

当计量的液体的量大于第二预定液位检测器4的计量液位时，使消泡后的液体直接进入第二管段13，通过第二预定液位检测器4计量出所需液体的量；

s3：将计量后的液体通过第一管段12排出。

其中，对于计量的液体的量大于第二预定液位检测器4的计量液位的情况，也可以通过第一预定液位检测器3多次计量来完成。

综上所述，本发明通过在计量管1中设置增容腔2，使得水样和反应试剂中的气泡能够在增容腔2内排出，以减气泡对计量管1的计量结果的影响，优选地，通过将计量管1的主体部的内径设计为比现有技术中的计量管的内径还要小，不仅减少残留在计量管1的管壁上的液体量，保证计量管的周转微液量时的取液精确，更因为液位检测器位置处的管径和横截面积的减小而大大的提高了计量管在微液量时的进液定容精度。此外，与现有技术中的第二中小管径方案相比，本发明通过增容管的设计，不仅大大减小了计量管的总长度，方便安装；同时也降低了计量管的表面积和体积比(管径越大，其表面积和体积比就越小)，这在微液量的进液中有重要意义，可大幅度降低液体挂壁或进液排液时液膜残留的液体体积，提高了进液计量精度。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围，例如，由多个增容管和/或两个以上液体检测器构成的类似功能的计量管也属于本发明保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。