微波密闭消解比色一体化装置的制作方法

本发明属于环境监测技术领域，涉及一种微博消解比色装置。

背景技术：

目前，水质在线监测仪因其具有的快速测定、实时监测等特点，被广泛的应用于环境监测领域中的多种指标分析检测中。在各类指标的检测过程中，样品的前期处理(消解)至关重要，且一般都与比色系统集成在一起。

申请号为200820035017.0的实用新型专利申请就公开了一种微波消解化学反应装置，该装置包括有微波加热装置和消解装置，消解装置包括反应室、和反应室上具有的冷却室，冷却室上设有出水口和进水口，微波加热装置包括微波发生器、发射头和微波传输室；微波发生器固定在微波传输室上，发射头下端伸入微波传输室内；微波传输室上还设有反应室插口，反应室下端通过反应室插口插装在微波传输室内；反应室上具有进气口、出气口以及进样口；反应室下端设有测温元件。

此外，申请号为200910075442.1的发明专利申请也公开了一种在线紫外微波联合消解系统，其包括自动进液控制装置、紫外微波消解装装置和消解试样流通管路组成，自动进液控制装置通过进液管路连接到紫外微波消解装置，消解完成后消解液通过紫外微波消解装置的排液管路流入电子冷凝器中冷却降温。

申请号为200820035017.0的实用新型专利申请涉及的是常压微波消解装置，申请号为200910075442.1的发明专利申请涉及的是无温控、无降温的功能单一的微波消解装置，两者均无法做到消解与比色在同一装置内进行，先要在消解装置内进行消解处理之后再转移到另外的比色装置进行比色处理，这就造成了检测步骤复杂，转移过程也需要前后进行清洗，并且管路复杂，故障点多。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种微波密闭消解比色一体化装置，将微波密闭消解、控温降温、比色系统集成在一起，提高对水质的检测效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种微波密闭消解比色一体化装置，包括消解组件，还包括微波发生组件、比色组件，所述微波发生组件、比色组件均分别与消解组件连接。

其中，所述消解组件包括反应室罩，所述反应室罩的上端、下端分别连接有上密封盖、下密封盖，并在反应室罩的内部与上密封盖、下密封盖之间形成石英玻璃反应室，所述石英玻璃反应室与微波发生组件连通；所述上密封盖上连接有上高压阀，所述下密封盖上连接有下高压阀。

其中，所述石英玻璃反应室内还设置有温度传感器。

其中，所述反应室罩的罩体外连接有反应冷却风扇，并在反应冷却风扇与石英玻璃反应室之间设置有冷却风扇保护隔板。

其中，所述微波发生组件包括微波发生电路、微波磁控管和微波导出罩，所述微波发生电路与微波磁控管连接，所述微波磁控管的微波磁控管发射头伸入微波导出罩的微波导出腔内，所述微波导出腔与消解组件连通。

其中，所述微波磁控管外还套设有微波屏蔽罩。

其中，所述微波磁控管的管体外左、右两侧均设置有冷却风扇。

其中，所述微波导出罩上开设有微波导出口，所述微波导出腔通过微波导出口与消解组件连通；所述微波导出口上设有可允许微波穿过的薄膜。

其中，所述薄膜的材质为聚四氟乙烯。

其中，所述比色组件包括光发射单元和光接收单元，所述光发射单元、光接收单元分别安装在消解组件的反应室罩的罩体外左、右两侧，所述光发射单元发出的单色光入射至消解组件的石英玻璃反应室内被待测试剂部分吸收后射出石英玻璃反应室并最终被光接收单元接收。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，该一体化装置将消解组件、微波发生组件、比色组件集成在一个装置中，实现了微波密闭消解、比色测量，由于微波能量直接可被液体试剂吸收，加热迅速，快速即可形成高温高压，同时，由于微波非热效应，化学反应被大大加速，从而会使消解效率比单纯的加热丝加热不仅加热速度快，且同样的高温高压下，化学反应的速率，在水质在线监测上应用时也就是消解效率也提高了；该一体化装置不仅能解决传统的加热丝加热的消解效率低的问题，也能解决非集成装置在液路传输过程中的损耗、污染等问题，保证了仪器检测数据的准确性，减少了对仪器维护的工作量。

2、本发明中，反应室罩的右侧上部安装有反应室冷却风扇，其与反应室罩的内部空间中间有冷却风扇保护隔板，通过冷却风扇保护隔板可防止反应室冷却风扇被微波损坏。当微波加热消解结束后，整个石英玻璃反应室的温度是比较高的，反应室冷却风扇工作，吹入冷风，可使石英玻璃反应室的温度得到快速地下降至设定的温度。

3、本发明中，在微波磁控管外还套设有微波屏蔽罩，微波磁控管被微波屏蔽罩包围，从而可有效防止微波外泄。

4、本发明中，在微波磁控管左右两侧水平放置了个冷却风扇，一个风扇将外部冷风吹入，经微波磁控管的散热片，变成热风后，由另一个风扇排出，可以保证微波磁控管不会过热。

5、本发明中，微波导出口处设计有聚四氟乙烯或其他可允许微波穿过的材质制成的薄膜，既可以让微波导出，又可在发生意外时防止异物进入微波磁控管。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的a-a剖面示意图。

图3是本发明的俯视图。

图中标记：1-反应室罩、2-石英玻璃反应室、3-上高压阀、4-上密封盖、5-反应冷却风扇、6-冷却风扇保护隔板、7-光接收单元、8-温度传感器、9-下密封盖、10-下高压阀、11-微波导出口、12-光发射单元、13-微波磁控管、14-微波导出腔、15-微波磁控管发射头、16-微波屏蔽罩、17-冷却风扇。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种微波密闭消解比色一体化装置，其包括有消解组件、微波发生组件和比色组件，该微波发生组件、比色组件均分别与消解组件连接。从而该微波发生组件产生的微波可直接进入消解组件内，消解组件内的试剂将会吸收微波的能量，被加热，消解组件内的温度升高，压力也随之产生。另外，该比色组件可产生特定波长的单色光，当该单色光进入消解组件内后，消解组件内的试剂将会吸收部分单色光，最终余下的单色光被比色组件检测到，从而通过吸光度即可计算待测指标的浓度。

该消解组件包括反应室罩1，该反应室罩1为中空结构。在反应室罩1的上端连接有上密封盖，在反应室罩1的下端连接有下密封盖9，从而在反应室罩1的内部与上密封盖、下密封盖9之间形成石英玻璃反应室2，并在上密封盖、下密封盖9的作用下防止试剂的从石英玻璃反应室2内泄露出来。石英玻璃反应室2中的试剂会吸收微波的能量，被加热，由于石英玻璃反应室2中为密闭的空间，当温度升高时，压力也随之产生，因而在上密封盖上连接有上高压阀，在下密封盖9上连接有下高压阀10，从而在上高压阀3、下高压阀10的作用下提高整个消解组件的密闭性能。此外，该石英玻璃反应室2与微波发生组件连通，微波发生组件产生的微波可直接进入石英玻璃反应室2内。

在石英玻璃反应室2内还设置有温度传感器8，该温度传感器8安装在石英玻璃反应室2内设计的内凹处，并在微波加热时，该试剂会完全包裹并覆盖在该内凹处，从而实现将温度传感器8包裹住，使温度传感器8能够准确测量石英玻璃反应室2内试剂的温度。

在反应室罩1的罩体外还连接有反应冷却风扇5，并在反应冷却风扇5与石英玻璃反应室2之间设置有冷却风扇保护隔板6。当石英玻璃反应室2内微波加热消解结束后，整个石英玻璃反应室2的温度是比较高的，因而可开启反应室冷却风扇17，通过反应室冷却风扇17向石英玻璃反应室2内吹入冷风，从而使石英玻璃反应室2的温度得到快速地下降至设定的温度。

该微波发生组件包括微波发生电路、微波磁控管13和微波导出罩，该微波发生电路与微波磁控管13连接，该微波发生电路可为微波磁控管13提供电源支持、开关控制以及功率控制。该微波磁控管13的微波磁控管发射头15伸入微波导出罩的微波导出腔14内，微波导出腔14与消解组件连通。该微波磁控管13的微波磁控管发射头15位于微波导出腔14，微波一经产生，就进入微波导出腔14，然后微波再进入反应室罩1形成的腔体中。

该微波磁控管13外还套设有微波屏蔽罩16，通过微波屏蔽罩16可有效防止微波外泄。

该微波磁控管13的管体外左、右两侧均设置有冷却风扇17，一个冷却风扇17将外部冷风吹入，并经微波磁控管13的散热片变成热风后，再由另一个冷却风扇17排出，从而保证微波磁控管13不会过热。

该微波导出罩上开设有微波导出口11，该微波导出腔14通过微波导出口11与消解组件连通；并在微波导出口11上设有可允许微波穿过的薄膜。该薄膜的材质可以是聚四氟乙烯，也可以是其他可允许微波穿过的材质。在薄膜的作用下，既可以让微波导出，又可防止在发生意外时异物进入微波磁控管13内。

该比色组件包括光发射单元12和光接收单元7，该光发射单元12、光接收单元7分别安装在消解组件的反应室罩1的罩体外左、右两侧，光发射单元12发出特定波长的单色光，被石英玻璃反应室2中的待测试剂吸收后，透射光被光接受单元检测到，通过吸光度即可计算待测指标的浓度。光发射单元12与光接受单元的材质与设计都可以防止微波辐照以及一定温度的影响。

实施例1

一种微波密闭消解比色一体化装置，其包括有消解组件、微波发生组件和比色组件，该微波发生组件、比色组件均分别与消解组件连接。从而该微波发生组件产生的微波可直接进入消解组件内，消解组件内的试剂将会吸收微波的能量，被加热，消解组件内的温度升高，压力也随之产生。另外，该比色组件可产生特定波长的单色光，当该单色光进入消解组件内后，消解组件内的试剂将会吸收部分单色光，最终余下的单色光被比色组件检测到，从而通过吸光度即可计算待测指标的浓度。

实施例2

在实施例一的基础上，该消解组件包括反应室罩1，该反应室罩1为中空结构。在反应室罩1的上端连接有上密封盖，在反应室罩1的下端连接有下密封盖9，从而在反应室罩1的内部与上密封盖、下密封盖9之间形成石英玻璃反应室2，并在上密封盖、下密封盖9的作用下防止试剂的从石英玻璃反应室2内泄露出来。石英玻璃反应室2中的试剂会吸收微波的能量，被加热，由于石英玻璃反应室2中为密闭的空间，当温度升高时，压力也随之产生，因而在上密封盖上连接有上高压阀，在下密封盖9上连接有下高压阀10，从而在上高压阀3、下高压阀10的作用下提高整个消解组件的密闭性能。此外，该石英玻璃反应室2与微波发生组件连通，微波发生组件产生的微波可直接进入石英玻璃反应室2内。

实施例3

在实施例二的基础上，在石英玻璃反应室2内还设置有温度传感器8，该温度传感器8安装在石英玻璃反应室2内设计的内凹处，并在微波加热时，该试剂会完全包裹并覆盖在该内凹处，从而实现将温度传感器8包裹住，使温度传感器8能够准确测量石英玻璃反应室2内试剂的温度。

实施例4

在实施例二或实施例三的基础上，在反应室罩1的罩体外还连接有反应冷却风扇5，并在反应冷却风扇5与石英玻璃反应室2之间设置有冷却风扇保护隔板6。当石英玻璃反应室2内微波加热消解结束后，整个石英玻璃反应室2的温度是比较高的，因而可开启反应室冷却风扇17，通过反应室冷却风扇17向石英玻璃反应室2内吹入冷风，从而使石英玻璃反应室2的温度得到快速地下降至设定的温度。

实施例5

在上述实施例的基础上，该微波发生组件包括微波发生电路、微波磁控管13和微波导出罩，该微波发生电路与微波磁控管13连接，该微波发生电路可为微波磁控管13提供电源支持、开关控制以及功率控制。该微波磁控管13的微波磁控管发射头15伸入微波导出罩的微波导出腔14内，微波导出腔14与消解组件连通。该微波磁控管13的微波磁控管发射头15位于微波导出腔14，微波一经产生，就进入微波导出腔14，然后微波再进入反应室罩1形成的腔体中。

实施例6

在实施例五的基础上，该微波磁控管13外还套设有微波屏蔽罩16，通过微波屏蔽罩16可有效防止微波外泄。

实施例7

在实施例五或实施例六的基础上，该微波磁控管13的管体外左、右两侧均设置有冷却风扇17，一个冷却风扇17将外部冷风吹入，并经微波磁控管13的散热片变成热风后，再由另一个冷却风扇17排出，从而保证微波磁控管13不会过热。

实施例8

在实施例五、实施例六或实施例七的基础上，该微波导出罩上开设有微波导出口11，该微波导出腔14通过微波导出口11与消解组件连通；并在微波导出口11上设有可允许微波穿过的薄膜。该薄膜的材质可以是聚四氟乙烯，也可以是其他可允许微波穿过的材质。在薄膜的作用下，既可以让微波导出，又可防止在发生意外时异物进入微波磁控管13内。

实施例9

在上述实施例的基础上，该比色组件包括光发射单元12和光接收单元7，该光发射单元12、光接收单元7分别安装在消解组件的反应室罩1的罩体外左、右两侧，光发射单元12发出特定波长的单色光，被石英玻璃反应室2中的待测试剂吸收后，透射光被光接受单元检测到，通过吸光度即可计算待测指标的浓度。光发射单元12与光接受单元的材质与设计都可以防止微波辐照以及一定温度的影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。