一种水质氨氮在线分析仪的制作方法

本实用新型属于水质分析装置技术领域，具体涉及一种水质氨氮在线分析仪。

背景技术：

近些年来，水环境污染越来越受到人们的重视。水中氨氮含量是反应水质状况的重要参数，在进行环境水质氨氮检测时，水质氨氮在线分析仪运用的越来越广泛，液体采样量的精确度是决定水质氨氮监测准确度非常重要的环节之一。蠕动泵计量的方式广泛运用于各种水质分析仪，水质氨氮在线分析仪中通常有多条进样管道，现有技术中各条进样管道都要与一蠕动泵连接，但是蠕动泵的软管在使用的过程中由于受到反复挤压使得其容易老化变形，导致计量结果不准确，因此需要定期更换蠕动泵软管，这大大增加了仪器的维护费用。此外，一般的水质氨氮在线分析仪中通过比色管旁以及比色管旁设置的光纤作为光谱组件，但在实际使用中，尤其是在野外现场使用时，发现光纤方式测得的结果并不准确，究其原因是光纤的运输使用过程中易弯曲从而导致失真。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型公开了一种改进的水质氨氮在线分析仪，只采用一台蠕动泵通过多个电磁液阀与多条进样通道连接，并采用了更为可靠的光谱组件。

为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种水质氨氮在线分析仪，包括蠕动泵、进样总通道、若干进样分通道、比色管，蠕动泵与进样总通道连接，进样总通道分别连接各条进样分通道，每条进样分通道均包括透明计量管、连接在透明计量管上端的两通电磁气阀以及连接在透明计量管下端的三通电磁液阀，进样总通道分别与各两通电磁气阀相连，各进样分通道中的三通电磁液阀分别与比色管通过另一三通电磁液阀连接，各透明计量管上端两侧和下端两侧均设有一对光电开关，各光电开关用于向电磁气阀输出信号，所述蠕动泵、各光电开关均与单片机具有电连接，单片机用于控制蠕动泵工作，各光电开关由单片机供电并向单片机输出信号，所述比色管两侧设置有光电转换组件。

进一步的，所述光电转换组件一侧设置有LED发光二极管，另一侧设置有硅光电池，LED发光二极管和比色管之间设置有一块凸透镜和挡板，挡板上设置有小孔，所述凸透镜设置在LED发光二极管和挡板之间，硅光电池和比色管之间设置有另一块凸透镜。

进一步的，所述比色管和光电转换组件设置在不透光的盒体中。

进一步的，所述硅光电池与单片机具有电连接。

进一步的，一对光电开关包括设置在同一透明计量管一侧的光发射端和设置在透明计量管另一侧的光接收端。

进一步的，所述进样总通道为蠕动泵软管。

进一步的，还包括废液桶，所述比色管通过其下端连接的三通电磁液阀连接所述废液桶。

进一步的，比色管内还设置有清洗装置。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

采用多个电磁气阀与蠕动泵相配合，大大减少了蠕动泵的使用数量，降低损耗数量，从而减少了仪器的维护费用。光电转换组件采用凸透镜汇聚方式，并利用框架安装其中的各个组件，整体结实稳固，光路不会产生变形，提升了检测结果的精确度。

附图说明

图1为本实用新型提供的水质氨氮在线分析仪结构示意图。

图2为比色管及光电转换组件外设置有盒体的水质氨氮在线分析仪结构示意图。

图3为水质氨氮在线分析仪中电气元件连接框图。

附图标记说明：

A：进样通道， A-1：蠕动泵，A-2：两通电磁气阀，A-3：光电开关， A-31：光发射端，A-32：光接收端，A-4：透明计量管，A-5：三通电磁液阀；B：比色管， B-1：清洗装置，C：光电转换组件，其中C-1：LED发光二极管，C-2：凸透镜，C-3：挡板，C-4：硅光电池，C-5：固定框，C-6：盒，D-1：废液桶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

如图1所示，水质氨氮在线分析仪包括蠕动泵A-1、进样总通道A、四条进样分通道，蠕动泵A-1与进样总通道连接，总通道连接各条进样分通道，每条进样分通道均包括透明计量管A-4、两通电磁气阀A-2以及三通电磁液阀A-5，其中透明计量管A-4上下两端均具有开口，两通电磁气阀A-2连接在透明计量管A-4上端，电磁气阀通过管道与透明计量管上端开口连接，三通电磁液阀A-5连接在透明计量管A-4下端，三通电磁液阀A-5通过管道与透明计量管下端开口连接。进样总通道分别与各进样分通道中两通电磁气阀A-2相连，各进样分通道中的三通电磁液阀A-5分别与比色管B通过管道及另一三通电磁液阀A-5连接。本例中，进样总通道2为蠕动泵软管，四条进样分通道分别用于进水样、纯水、氨氮反应液和氨氮反应液。在各透明计量管A-4的两侧设置有两对高度不同的光电开关A-3，一对光电开关设置在靠近明计量管A-4上端位置，另一对光电开关设置在靠近明计量管A-4下端位置。每对光电开关A-3包括设置在同一透明计量管一侧的光发射端A-31和设置在透明计量管A-4另一侧的光接收端A-32。各进样通道中的光电开关与本通道中两通电磁气阀具有电连接，用于向电磁气阀输出触发其工作的信号。此外，蠕动泵、各光电开关均应与单片机相连（如图3所示），单片机用于控制蠕动泵工作，各光电开关由单片机供电并向单片机输出信号。当然，光电开关也可以仅与单片机连接，通过单片机向两通电磁阀传输触发信号，各电磁液阀也应与单片机连接，可通过单片机控制其工作。

比色管B两侧设置有光电转换组件C，光电转换组件C包括LED发光二极管C-1、两块凸透镜、带小孔的挡板C-3以及硅光电池C-4，这些组件应安装在固定框C-5中，框架与比色管相互固定，结实稳固，光路不会产生变形。具体地说，LED发光二极管C-1波长为700 nm，设置在比色管B一侧，其向比色管中部形成照射光，LED发光二极管C-1和比色管B之间设置有一块凸透镜C-2，凸透镜C-2作用在于使得光源发出的700 nm波长的光聚光，防止散射。凸透镜C-2和比色管B之间还设置有带小孔的挡板C-3，能够防止杂散光透过对实验造成干扰。LED发光二极管C-1发出的光经过凸透镜汇聚后经过挡板中的小孔，透射过比色管后照向比色管另一侧。硅光电池C-4设置在比色管B另一侧，硅光电池与比色管B之间设置有另一块凸透镜 C-2，该凸透镜C-2用于汇聚自比色管B一侧发射并通过比色管B的光线，硅光电池位于凸透镜C-2的汇聚光路上，硅光电池与单片机相连，从而能够采集硅光电池上的电压信号用于进行水质中氨氮浓度的计算。

作为改进，如图2所示，比色管B和光电转换组件C最好置于黑色塑料盒（盒体也可选用其他颜色或材质制成，需要满足不透光要求）中，这样可以避免环境光的干扰，使检测结果更加准确。

此外，比色管B还通过其下端连接的三通电磁液阀A-5及管道连接有废液桶D-1，用于进行废液的回收。

比色管B内还可进一步设置清洗装置B-1，采用喷淋的方式清洗比色管，清洗装置可采用小喷淋头，并连接有进水管。

本实用新型工作原理如下：

当开始工作时，四个两通电磁气阀A-2打开，蠕动泵A-1正向转动形成负压使得四种液体分别被吸到各自对应的透明计量管A-4中，当液体流到计量管上端光电开关A-3的位置时会引起光电开关两端的电压变化。光电开关向本通道内的两通电磁气阀A-2输出信号，使得对应的两通电磁气阀A-2通道关闭，直到最后一个液体吸到需要的体积时，两通电磁气阀A-2所有通道全部关闭，这时蠕动泵A-1也停止转动（可通过单片机进行简单编程实现，当接收到四个光电开关信号后控制蠕动泵停止转动）。接下来，单片机控制蠕动泵反向转动，四个两通电磁气阀A-2打开，液体流到各自透明计量管下端光电开关的位置时，光电开关两端的电压再次发生变化。此时，对应的两通电磁气阀A-2通道关闭，直到最后一个液体排到需要的体积时，两通电磁气阀A-2所有通道全部关闭，这时蠕动泵A-1停止转动。由于是四个通道同时工作，大大提高了进样速度，从而缩短了检测的时间，且各自互不干扰。

本发明采用水杨酸分光光度法测定水质氨氮的含量，氨氮反应液为次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液；氨氮反应液为左旋酒石酸、水杨酸、氢氧化钠和亚硝基铁氰化钠四者的混合溶液。在此，左旋酒石酸作为掩蔽剂，亚硝基铁氰化钠作为催化剂，该法测定氨氮的波长为700 nm，氨氮的最低检出限为0.007 mg/L。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。