营养盐水质分析仪的制作方法

本发明涉及营养盐水质分析技术领域，涉及一种营养盐水质分析仪，具体涉及一种既可以在低浓度下直接测量、又可以在高浓度下稀释后再测量，还可质控测试的营养盐水质分析仪。

背景技术：

目前，水质分析仪已经广泛应用于水环境污染物的在线监测，其中，营养盐类(氨氮、总磷、总氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和正磷酸盐等营养盐类)属于常规水站必备的监测项目，并且相关仪器的技术要求日益提高，分析仪监测水质不仅要能够适应水环境的浓度变化，还要能通过标液核查、加标回收率一系列严格的质控测试。

测试高浓度水样需要通过稀释手段，稀释比例越大，仪器能适应的水样浓度范围越大，现有的水质分析仪稀释比例有限，若增大稀释比例通常需要变动仪器流路结构或者额外增加一个稀释模块，从而导致一台分析仪能适应的浓度范围有限。另一方面，现有分析仪的质控模块通常独立于分析仪之外，导致仪器结构复杂，成本增加。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种营养盐水质分析仪，在一套流路系统内既可以在低浓度水质下直接测量、又可以在高浓度水质下稀释后再测量，还可以质控测试。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种营养盐水质分析仪，包括，

多通道阀体，包括第一公共端、第二公共端和多路阀门，所述阀门用于在所述多通道阀体内选择连接所述第一公共端或/和第二公共端的流路；

反应釜，营养盐水质分析在所述反应釜内进行，所述反应釜连接所述第一公共端；

第一泵体，所述第一泵体连接所述第二公共端；

第二泵体，所述第二泵体连接所述反应釜；

所述第一泵体的计量量程小于所述第二泵体的计量量程。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述第一泵体为微量注射泵，所述第二泵体为蠕动泵。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述多通道阀体的所述流路至少包括分别连接以下容器的多路：试剂容器、标液容器、母液容器、水样容器、纯水容器、废液容器，各所述容器分别用于盛放对应的物质。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括还包括冷藏存储模块，所述试剂容器、标液容器和母液容器配置于所述冷藏存储模块内，用于低温存储试剂、标液和母液。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述反应釜连接所述第一公共端的管路上设有第一电磁阀，所述第一泵体连接所述第二公共端的管路上设有第二电磁阀。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述反应釜上设有光电比色模块，所述光电比色模块包括发光二极管和第一光电二极管，其基于朗伯比尔定律对显色反应溶液中营养盐的含量进行测定。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述反应釜上设有红外计量模块，所述红外计量模块包括红外发光二极管和第二光电二极管，其用于对所述反应釜内的液体的液位进行计量。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述红外计量模块与所述第二泵体连接，所述红外计量模块启动后所述第二泵体的运行状态与所述红外计量模块的液位计量结果关联。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述反应釜内设有加热模块和测温模块，所述加热模块用于加热进入所述反应釜内的物质，所述测温模块用于测量所述反应釜内物质的温度，所述反应釜容纳水样和试剂进行加热消解和显色反应。

本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述反应釜位于其与所述第二泵体连接的一端设有第一高温高压阀，位于其与所述第一公共端连接的一端设有第二高温高压阀。

本发明的有益效果：

本发明的营养盐水质分析仪，通过优化结构设计，使得水质分析仪在一套流路系统内既可以在低浓度水质下直接测量、又可以在高浓度水质下稀释后再测量，还可以质控测试，具有结构简单、测试精度高的技术优势。

附图说明

图1为本发明优选实施例中营养盐水质分析仪的结构示意图。

图中标号说明：

2-多通道阀体，21-第一公共端，22-第二公共端，23-阀门，24-流路；

4-反应釜，6-第一泵体，7-第二泵体，8-冷藏存储模块，9-第一电磁阀，10-第二电磁阀，11-发光二极管，12-第一光电二极管，13-红外发光二极管，14-第二光电二极管，15-加热模块，16-测温模块，17-第一高温高压阀，18-第二高温高压阀，19-光电比色模块，20-红外计量模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例

本实施例公开一种营养盐水质分析仪，参照图1所示，水质分析仪包括反应釜4，需要做水质分析的水样被送入所述反应釜4内，所述反应釜4内设有加热模块15和测温模块16，所述加热模块15用于加热水样和试剂，反应釜4容纳水样和试剂进行加热消解和显色反应；所述反应釜4上设有光电比色模块和红外计量模块，所述光电比色模块包括发光二极管11和第一光电二极管12，其基于朗伯比尔定律对显色反应溶液中营养盐的含量进行测定，所述红外计量模块包括红外发光二极管13和第二光电二极管14，其用于对所述反应釜4内的液体的液位进行计量。所述反应釜4包括两个两端，两个端口处分别设有第一高温高压阀17和第二高温高压阀18。

水质分析仪还包括多通道阀体2，所述多通道阀体2连接所述反应釜4的其中一个端口，由多通道阀体2控制的液体通过该端口进入所述反应釜4内。所述多通道阀体2包括两个公共端(第一公共端21和第二公共端22)和多路阀门23，所述多通道阀体2的第一公共端21连接所述反应釜4，且两者的连接管路上设有第一电磁阀9，由第一电磁阀9控制管路的导通或者关断；所述多路阀门23用于在所述多通道阀体2内选择连接所述第一公共端21或/和第二公共端22的流路24；本实施例技术方案中，所述多通道阀体2至少包括八路阀门23，所述多通道阀体2的所述流路24至少包括分别连接以下容器的多路：试剂容器、标液容器、母液容器、水样容器、纯水容器、废液容器，各所述容器分别用于盛放对应的物质，比如试剂容器用于盛放试剂，标液容器用于盛放标液(“标准溶液”的简称)，母液溶液用于盛放母液，水样容器用于盛放水样，纯水容器用于盛放纯水，废液容器用于盛放废液等，测试过程中根据需要切换不同的阀门。

水质分析仪还包括第一泵体6和第二泵体7，所述第二泵体7连接所述反应釜的另一个端口，所述第一泵体6连接多通道阀体2的第二公共端22，且两者连接的管路上设有第二电磁阀14，通过第二电磁阀14控制管路的导通或者关断。当所述多通道阀体2内的流路被选择后，所述第一泵体6用于提供动力抽吸水样、试剂、标液和母液等进入反应釜4；所述第二泵体6用于提供动力抽吸水样、纯水、试剂、标液和母液等进入反应釜4，以及将反应釜4中的废液抽排出去。其中，所述第一泵体6的计量量程小于所述第二泵体7的计量量程，本实施例技术方案中，所述第一泵体6优选使用第一泵体，所述第二泵体7优选使用蠕动泵。第一泵体具有微量计量特点，能够精准泵取少量目标物(包括试剂、水样和母液)，尤其水样浓度较高时，通过第一泵体少量泵取高浓度水样，既可以减少稀释时纯水的使用量，又可以解决由于容器体积小而限制稀释倍数的问题，提高对高浓度水样的稀释比例。蠕动泵具有大流量计量的特点，用于抽排体积较大的液体，比如清洗纯水，可以明显缩短分析仪的测量周期。

所述红外计量模块20与所述第二泵体7连接，红外计量模块20没有启动时，第二泵体7独立运行，所述红外计量模块20启动后所述第二泵体7的运行状态与所述红外计量模块20的液位计量结果关联。比如，当反应釜4内的液位接近目标液位时，所述红外计量模块输出信号，由控制部分控制第二泵体7的转速降低，当反应釜4内的液位到达目标液位时，所述红外计量模块输出信号，由控制部分控制第二泵体7停止转动，以此通过关联控制提高计量精度。

还包括冷藏存储模块8，所述试剂容器、标液容器和母液容器配置于所述冷藏存储模块8内，所述冷藏存储模块8具有冷藏功能，温度控制在5℃左右，用于低温存储试剂、标液和母液。

本发明的营养盐水质分析仪，在一套流路系统内既可以在低浓度水质下直接测量、又可以在高浓度水质下稀释后再测量，其实现过程如下：

(1)低浓度水质下直接测量模式

首先进行取样：关闭第一电磁阀9，打开第二电磁阀10、第一高温高压阀17和第二高温高压阀18，并打开水样阀(接通水样的阀门23)和第二泵体7，第二泵体7顺时针快速运转抽取适量水样进入反应釜4内进行润洗，关闭水样阀，打开废液(接通废液的阀门23)，第二泵体7逆时针快速运转将润洗废液排出，关闭废液阀，接着再打开水样阀和红外计量模块，第二泵体7顺时针快速运转抽取水样进入反应釜4内，当液面接近红外计量模块位置时，第二泵体7缓慢运转直至红外计量模块给出停止信号，第二泵体7即停止运行，然后关闭水样阀，打开空气阀(接通空气的阀门23)，第二泵体7顺时针快速运转，将多通道阀体2及管路内的水样完全排进反应釜4内，关闭空气阀，完成取样。

之后加入试剂反应比色：关闭第一电磁阀9，打开第二电磁阀10和试剂阀(接通试剂的阀门23)，运行第一泵体6抽取试剂，随后关闭试剂阀，打开第一电磁阀9，运行第一泵体6将试剂推入反应釜4内，关闭第一电磁阀9，打开空气阀，运行第一泵体6抽取空气，关闭空气阀，打开第一电磁阀9，将空气以及管路中剩余的试剂推入反应釜4内，并进行混合，关闭第二电磁阀10，按此原理依次加入各试剂，关闭第一电磁阀9、第二高温高压阀18和第一高温高压阀17，进行消解和显色，并打开光电比色模块19进行比色。之后清洗第一泵体6：在消解和显色过程中即可进行第一泵体6的清洗，打开第二电磁阀10和纯水阀(接通纯水的阀门23)，运行第一泵体6抽取足量纯水，再关闭纯水阀，打开废液阀，运行第一泵体6将清洗废液排出，关闭废液阀，接着重复二次，完成第一泵体6的清洗，优选的，为了避免试剂在第一泵体6内相互反应，也可在每次抽取完试剂后，进行一次清洗。最后排出废液并清洗管路：打开第一电磁阀9、第二高温高压阀18和第一高温高压阀17，打开废液阀，第二泵体7逆时针快速运转，将废液排出，关闭废液阀，打开纯水阀，第二泵体7顺时针快速运转抽取足量纯水进入反应釜4内，关闭纯水阀，打开废液阀，第二泵体7逆时针快速运转将清洗废液排出，关闭废液阀，接着重复二次，完成管路清洗。优选的，废液可分为有毒废液桶和无毒废液桶，反应液体排入有毒废液中，其余均可排入无毒废液。

(2)高浓度稀释测量模式

稀释测量模式与直接测量模式不同之处在于取样过程，稀释测量模式取样原理如下：关闭第一电磁阀9，打开第二电磁阀10和水样阀，运行第一泵体6抽取适量水样润洗第一泵体6，关闭水样阀，打开废液阀，运行第一泵体6排出润洗废液，关闭废液阀，再打开水样阀，抽取定量的水样后，关闭水样阀，打开第一电磁阀9、第二高温高压阀18和第一高温高压阀17，运行第一泵体6将定量的水样排入反应釜4内，接着关闭第一电磁阀9，打开空气阀，运行第一泵体6抽取足量空气，再关闭空气阀，打开第一电磁阀9，运行第一泵体6将阀及管路内剩余水样完全排入反应釜4内，关闭第一电磁阀9，打开纯水阀，运行第一泵体6抽取足量纯水，再关闭纯水阀，打开废液阀，运行第一泵体6将清洗废液排出，关闭废液阀，接着重复二次，完成第一泵体6的清洗。然后关闭第二电磁阀10，打开第一电磁阀9和纯水阀，并打开红外计量模块20，第二泵体7顺时针快速运转抽取纯水进入反应釜4内，当液面接近红外计量模块20位置时，第二泵体7缓慢运转直至红外计量模块20给出停止信号，第二泵体7即停止运转，然后关闭纯水阀，打开空气阀，第二泵体7顺时针快速运转，将阀体及管路内的纯水完全排进反应釜4内并混合，关闭空气阀，完成取样。

(3)质控测试的标液核查测试模式

标液核查与直接测量模式的不同之处在于取样过程替换为配制标液，配制标液过程如下：关闭第一电磁阀9，打开第二电磁阀10和母液阀(接通母液的阀门23)，运行第一泵体6抽取适量母液润洗第一泵体6，关闭母液阀，打开废液阀，运行第一泵体6排出润洗废液，关闭废液阀，再打开母液阀，抽取定量的母液后，关闭母液阀，打开第一电磁阀9、第二高温高压阀18和第一高温高压阀17，运行第一泵体6将定量的母液排入反应釜4内，接着关闭第一电磁阀9，打开空气阀，运行第一泵体6抽取足量空气，再关闭空气阀，打开第一电磁阀9，运行第一泵体6将阀及管路内剩余母液完全排入反应釜4内，关闭第一电磁阀9，打开纯水阀，运行第一泵体6抽取足量纯水，再关闭纯水阀，打开废液阀，运行第一泵体6将清洗废液排出，关闭废液阀，接着重复二次，完成第一泵体6的清洗。然后关闭第二电磁阀10，打开第一电磁阀9和纯水阀，并打开红外计量模块20，第二泵体7顺时针快速运转抽取纯水进入反应釜4内，当液面接近红外计量模块20位置时，第二泵体7缓慢运转直至红外计量模块20给出停止信号，第二泵体7即停止运转，然后关闭纯水阀，打开空气阀，第二泵体7顺时针快速运转，将阀体及管路内的纯水完全排进反应釜4内并混合，关闭空气阀，完成标液的配制。

(4)质控测试的加标回收率测试模式

加标回收率测试与直接测量模式的不同之处在于取样过程替换为配制加标样，配制加标样的工作原理如下：关闭第二电磁阀10，打开第一电磁阀9、第一高温高压阀17和第二高温高压阀18，并打开水样阀和第二泵体7，第二泵体7顺时针快速运转抽取适量水样进入反应釜4内进行润洗，关闭水样阀，打开废液阀，第二泵体7逆时针快速运转将润洗废液排出，关闭废液阀，接着再打开水样阀和红外计量模块20，第二泵体7顺时针快速运行抽取水样进入反应釜4内，当液面接近红外计量模块20位置时，第二泵体7缓慢运行直至红外计量模块20给出停止信号，第二泵体7即停止运行，然后关闭水样阀，打开空气阀，第二泵体7顺时针快速运转，将阀体及管路内的水样完全排进反应釜4内，关闭空气阀，然后关闭第一电磁阀9，打开第二电磁阀10和母液阀，运行第一泵体6抽取适量母液润洗第一泵体6，关闭母液阀，打开废液阀，运行第一泵体6排出润洗废液，关闭废液阀，再打开母液阀，抽取小于水样体积的1％的母液后，关闭母液阀，打开第一电磁阀9，运行第一泵体6将定量的母液排入反应釜4内，接着关闭第一电磁阀9，打开空气阀，运行第一泵体6抽取足量空气，再关闭空气阀，打开第一电磁阀9，运行第一泵体6将阀及管路内剩余母液完全排入反应釜4内并混合，关闭空气阀，完成加标样的配制。打开纯水阀，运行第一泵体6抽取足量纯水，再关闭纯水阀，打开废液阀，运行第一泵体6将清洗废液排出，关闭废液阀，接着重复二次，完成第一泵体的清洗。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。