一种基于核磁共振的水质在线检测仪的制作方法

本实用新型涉及核磁共振分析技术领域，具体涉及一种基于核磁共振的水质在线检测仪。

背景技术：

水质是水体质量的简称；中国是一个水资源短缺、水灾害频繁的国家，同时也是一个水污染问题日益严重的国家；大量的生活污水和工业废水都需经过净化处理，净化后的水体在达标的情况下才能进行排放；一般地，表征水质的指标主要包括色度、浑浊度、余氯、金属离子含量、细菌含量等；光学检测方法通常只能测量色度和浑浊度，但对于余氯、金属离子和细菌含量等却无法测量。

由于影响水质的因素很多，传统在线仪器(光学、电学或声学)只能测量其中一两项单独的指标，因此，很容易忽略其他指标而认为水质达标可以排放；于是行业内迫切需要一种快速便捷且能表征水体整体性质量的方法和仪器。

技术实现要素：

为此，本实用新型提供一种基于核磁共振的水质在线检测仪，以解决现有技术中传统在线仪器测量指标较少的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

根据本实用新型的第一方面，一种基于核磁共振的水质在线检测仪，包括水流管道、测量管道、进水电磁阀、出水电磁阀、核磁共振分析仪和主控计算机，测量管道的两端均与水流管道的侧壁连通，测量管道自其一端向其另一端依次设置有进水电磁阀和出水电磁阀，核磁共振分析仪设置在测量管道的旁侧，核磁共振分析仪具有核磁共振探头，核磁共振探头套设在测量管道上且位于进水电磁阀和出水电磁阀之间，核磁共振分析仪、进水电磁阀以及出水电磁阀均与主控计算机电连接。

进一步地，核磁共振探头包括线圈、第一磁极和第二磁极，线圈的两端均与核磁共振分析仪电连接，线圈的中部设置有探头端，探头端套设在测量管道上且位于进水电磁阀和出水电磁阀之间，第一磁极和第二磁极分别设置在探头端的两侧，第一磁极和第二磁极的磁极相反。

进一步地，第一磁极为n极，第二磁极为s极。

进一步地，探头端为非金属的绝缘材质。

进一步地，探头端的材质为玻璃钢、聚丙烯或聚四氟中的任意一种。

进一步地，还包括温度传感器，温度传感器设置在测量管道上，温度传感器位于核磁共振探头以及进水电磁阀之间的位置上。

进一步地，还包括屏蔽壳，屏蔽壳磁性金属材质，屏蔽壳套设在核磁共振探头的外周侧，测量管道贯穿屏蔽壳。

进一步地，屏蔽壳为铁质材质。

进一步地，测量管道为u字形结构。

进一步地，进水电磁阀和出水电磁阀分别位于垂直于水流管道的测量管道部分管道上，进水电磁阀位于水流管道的上游位置上，出水电磁阀位于水流管道的下游位置上。

本实用新型具有如下优点：通过本实用新型的一种基于核磁共振的水质在线检测仪，实现了对水质的多指标测量，能够快速便捷的测量水质，获得排放达标的水质。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型一些实施例提供的一种基于核磁共振的水质在线检测仪的剖面图。

图2为本实用新型一些实施例提供的一种基于核磁共振的水质在线检测仪的立体图。

图中：1、水流管道，2、测量管道，3、进水电磁阀，4、出水电磁阀，5、核磁共振分析仪，6、主控计算机，7、线圈，8、探头端，9、第一磁极，10、第二磁极，11、温度传感器，12、屏蔽壳。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例中的一种基于核磁共振的水质在线检测仪，包括水流管道1、测量管道2、进水电磁阀3、出水电磁阀4、核磁共振分析仪5和主控计算机6，测量管道2的两端均与水流管道1的侧壁连通，测量管道2自其一端向其另一端依次设置有进水电磁阀3和出水电磁阀4，核磁共振分析仪5设置在测量管道2的旁侧，核磁共振分析仪5具有核磁共振探头，核磁共振探头套设在测量管道2上且位于进水电磁阀3和出水电磁阀4之间，核磁共振分析仪5、进水电磁阀3以及出水电磁阀4均与主控计算机6电连接。

在本实施例中，核磁共振分析仪5包括核磁共振谱仪和核磁共振探头。

本实施例达到的技术效果为：通过本实施例的一种基于核磁共振的水质在线检测仪，实现了对水质的多指标测量，能够快速便捷的测量水质，获得排放达标的水质。

实施例2

如图1所示，本实施例中的一种基于核磁共振的水质在线检测仪，包括实施例1中的全部技术特征，除此之外，核磁共振探头包括线圈7、第一磁极9和第二磁极10，线圈7的两端均与核磁共振分析仪5电连接，线圈7的中部设置有探头端8，探头端8套设在测量管道2上且位于进水电磁阀3和出水电磁阀4之间，第一磁极9和第二磁极10分别设置在探头端8的两侧，第一磁极9和第二磁极10的磁极相反；第一磁极9为n极，第二磁极10为s极。

在本实施例中，第一磁极9正对第二磁极10设置，二者的大小相同。

需要说明的是，本实施例中的探头磁体的作用是在测量区域产生均匀磁场，有多种构型的磁体都能产生这种效果，图中的n极和s极只是其中最简单的一种构型示意图。

本实施例中的有益效果为：通过将核磁共振探头设置为包括线圈7、第一磁极9和第二磁极10，核磁共振探头的结构简单，且能起到较好的检测效果。

实施例3

如图1所示，本实施例中的一种基于核磁共振的水质在线检测仪，包括实施例2中的全部技术特征，除此之外，探头端8为非金属的绝缘材质(否则会屏蔽线圈7发射的电磁波)；探头端8的材质为玻璃钢、聚丙烯或聚四氟中的任意一种；此外，探头端8还可以为其他任意的非金属绝缘材质。

本实施例中的有益效果为：通过将探头端8设置为非金属的绝缘材质，避免了对线圈7发射的电磁波产生屏蔽作用，具备较好的检测效果。

实施例4

如图1所示，本实施例中的一种基于核磁共振的水质在线检测仪，包括实施例3中的全部技术特征，除此之外，还包括温度传感器11，温度传感器11设置在测量管道2上，温度传感器11位于核磁共振探头以及进水电磁阀3之间的位置上。

本实施例中的有益效果为：通过设置温度传感器11，实现了对测量管道2内部的水的温度的监测；水的温度影响核磁共振驰豫时间的测量，需要将温度传输到控制计算机，进行校正。

实施例5

如图1所示，本实施例中的一种基于核磁共振的水质在线检测仪，包括实施例4中的全部技术特征，除此之外，还包括屏蔽壳12，屏蔽壳12磁性金属材质，屏蔽壳12套设在核磁共振探头的外周侧，测量管道2贯穿屏蔽壳12；屏蔽壳12为铁质材质；测量管道2为u字形结构；进水电磁阀3和出水电磁阀4分别位于垂直于水流管道1的测量管道2部分管道上，进水电磁阀3位于水流管道1的上游位置上，出水电磁阀4位于水流管道1的下游位置上。

本实施例中的有益效果为：通过设置屏蔽壳12，能屏蔽磁体的静磁场；铁质材质的屏蔽壳12，成本较低，屏蔽效果好；通过将测量管道2为u字形结构，结构简单，检测的精准度显著提高。

上述实施例的一种基于核磁共振的水质在线检测仪，对流经装置内部管道的水进行测量，得到水的核磁共振纵向弛豫时间t1和横向弛豫时间t2，并将测量结果与纯净的去离子水进行比较；本实施例的技术方案，包括以下步骤：

1、测量前，主控计算机先打开两个电磁阀(进水电磁阀3和出水电磁阀4)，使水流过检测仪，经过一段时间后，关闭电磁阀(进水电磁阀3和出水电磁阀4)；由于核磁共振测试不是瞬时完成的，需要一段时间，这时候需要保证水样处于静止状态，然后主控计算机6控制核磁共振分析仪5进入扫描模式，谱仪向线圈7发射电磁波，并接收线圈7的核磁信号，核磁信号经过初步处理后再传送至主控计算机6。

2、主控计算机6根据核磁信号得到水样的核磁共振弛豫时间，分为纵向弛豫时间t1和横向弛豫时间t2；温度传感器11将测得的水样实时温度，发送至主控计算机6，主控计算机6找到对应温度下纯净水的核磁弛豫时间t1’和t2’。

3、通过对比t1和t1’，t2和t2’就能得知处理后的水质情况如何，处理后的水的弛豫时间越接近纯净水，则表示水体的质量越好；如果处理后水的弛豫时间远小于纯净水的弛豫时间则说明水质有问题，需要进行取样化验分析。

如下所示为四种水样品的核磁弛豫时间测量结果：当检测到水的核磁弛豫时间明显低于正常自来水的弛豫时间时，表明溶液中还存在污染物(或其他有机物，或颗粒或金属离子)，该方法为无损测试，取样直接测量，测量速度不到5分钟。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。