一种基于光催化的总磷总氮流动分析仪及检测方法与流程

1.本技术涉及总磷总氮流动分析仪的技术领域，尤其是涉及一种基于光催化的总磷总氮流动分析仪及检测方法。


背景技术：

2.连续流动分析仪是按照连续流动的方法，通过蠕动泵压缩不同管径的泵管，将反应试剂和待测样品按比例注入一个密闭的连续的流动载流中，在化学反应单元中发生显色反应，在检测器中测得其信号值，按照标准曲线法测定待测样品的浓度的一种检测仪器，常用于环境监测领域中水质分析。
3.总氮总磷的分析方法有很多，但用于在线检测的方法各有利弊，国家标准均采用高温高压消解，将总氮总磷的各种组分消解为可测量的无机盐组分，该方法虽然精度高，然而分析一个数据通常需要1到2小时，并且繁琐的消解过程降低了检测效率。
4.现有人采用连续流动注射法分析总氮总磷，采用二氧化钛溶液作为催化剂，虽然催化效果较好，但二氧化钛极易附着于管路内壁，很难清洗，使得检测数据的重复性受到不利影响，从而降低了分析仪的检测精度。


技术实现要素：

5.为了提高分析仪的检测精度，本技术提供了一种基于光催化的总磷总氮流动分析仪及检测方法。
6.第一方面，本技术提供的一种基于光催化的总磷总氮流动分析仪，采用如下的技术方案：一种基于光催化的总磷总氮流动分析仪，包括机架、设置在机架上且用于输送水质的管道、设置在机架上且用于向管道内注射二氧化钛溶液的注射机构、设置在机架上且用于对二氧化钛进行光催化的催化机构、设置在机架上且与管道连通并用于检测的检测器，所述机架上设置与管道连通且用于清理管道中附着的二氧化钛的清理机构，所述清理机构包括：输气管和出气管，所述输气管和出气管沿水质流动方向间隔设置在管道上，且所述出气管位于输气管靠近检测器一侧；加气组件，所述加气组件设置在机架上且用于向输气管内间隔加入气体，使得水质产生间隔气泡用于对管道上附着的二氧化钛进行清理；脱气组件，所述脱气组件设置在机架上且与出气管连通并用于清除气泡。
7.通过采用上述技术方案，水质进入管道中流动，注射机构将二氧化钛溶液注射到管道中与水质混合，而催化机构对二氧化钛进行催化，使得水质中总氮总磷的各种组分分解，同时加气组件启动通过输气管向管道内间隔加入气体，使得水质中产生间隔气泡，因此气泡对黏附在管道中二氧化钛清理，使得二氧化钛再次进入水质中进行反应，然后水质移动到出气管处，而脱气组件启动对水质中气泡清除，最后水质移至检测器处进行检测。
8.因此通过二氧化钛和催化机构配合使得水质中总氮总磷的各种组分分解，而气泡对黏附在管道上的二氧化钛进行清除，使得二氧化钛进入水质中进行反应，从而降低了二氧化钛黏附到管道上的概率，提高了分析仪检测数据的准确性，而且气泡间隔输入，因此可以降低水质发生扩散，而且清除后再次对气泡进行清除，因此在清除二氧化钛同时也降低了气泡对后续检测造成的不利影响，从而提高了分析仪的检测精度。
9.可选的，所述加气组件包括：蠕动泵，所述蠕动泵设置在机架上；泵管，所述泵管设置在蠕动泵上且与输气管连通，所述蠕动泵对泵管挤压形成间隔气体通入输气管内。
10.通过采用上述技术方案，蠕动泵启动对泵管进行挤压，从而使得空气间隔通过泵管进入输气管内，以此来实现间隔向管体内加入气泡。
11.可选的，所述出气管远离管道的一端伸至管道上方，所述脱气组件包括：抽气泵，所述抽气泵设置在机架上且通过抽气管与出气管远离管道的一端连接并用于去除管道中的气泡；防水透气膜，所述防水透气膜通过连接组件可拆卸设置在抽气泵和出气管连接处且用于阻挡水分而供空气通过。
12.通过采用上述技术方案，抽气泵启动，当气泡移至出气管时，空气在抽气泵作用下进入出气管内，最后空气进入抽气管内后排出，而防水透气膜对水分进行阻挡，而空气通过防水透气膜输出，从而降低了水分进入抽气泵内而造成抽气泵损坏的概率，提高了抽气泵对气泡的去除效果，因此提高了分析仪的检测精度；而且还能对防水透气膜进行更换，以此来进一步提高了分析仪的检测精度。
13.可选的，所述连接组件包括：两个连接盘，两个所述连接盘设置在出气管和抽气管上且通过连接螺杆和连接螺母连接在一起；连接环，所述连接环位于两个连接盘之间且在两个连接盘夹持作用下进行定位，所述防水透气膜设置在连接环上。
14.通过采用上述技术方案，拧动固定螺母与固定螺杆脱离，然后即能将两个固定盘分拆开，然后更换固定环对防水透气膜进行更换，更换完成后，将固定螺杆穿过固定盘和连接环，然后将固定螺母螺纹连接到固定螺杆上，使得固定螺母抵紧在固定盘上，以此来对防水透气膜进行固定，从而实现防水透气膜的更换。
15.可选的，所述催化机构包括：光反应管，所述光反应管设置在机架上且沿水质流向间隔设置有多个，相邻两个所述光反应管通过软管可拆卸连接在一起且用于催化二氧化钛反应，所述软管位于光反应管的照射范围之外；冷却组件，所述冷却组件设置在机架上且用于对位于软管处的管道进行冷却。
16.通过采用上述技术方案，多个光反应管对二氧化钛催化剂进行催化，使得二氧化钛产生光反应对总氮总磷的各种成分进行催化，而当水质移至软管处时进行暗反应，从而使得水质间隔进行光反应和暗反应，以此来使得光催化效果更高，以此来在节省能源的同时也提高了对水质中的分解效果。
17.而光反应时水质会产生热量，而冷却组件对管道进行冷却，以此来对进行反应时的水质进行冷却，从而降低了水质反应受热产生气泡而影响后续测定的概率，因此提高了分析仪的检测精度。
18.可选的，所述冷却组件包括：冷却环，所述冷却环设置在管道上且开设有与管道外侧壁连通的冷却腔，所述软管穿过冷却环和冷却腔；冷却箱，所述冷却箱设置在机架上且装有冷却液；冷却泵，所述冷却泵设置在冷却箱上且与冷却箱连通；进液管和出液管，所述进液管和出液管设置在冷却环上且与冷却腔连通并分别与冷却泵和冷却箱连接。
19.通过采用上述技术方案，冷却泵启动，冷却液通过进液管进入冷却腔内，冷却液对管道进行冷却，然后冷却液通过出液管输出进入冷却箱内，以此来实现对管道中水质进行冷却。
20.可选的，所述机架上且位于管道两侧均设置有防护机构，所述防护机构包括：安装座，所述安装座沿靠近或远离管道方向滑移设置在机架上；固定螺钉，所述固定螺钉螺纹连接在安装座上且抵紧在机架上进行定位；罩体，所述罩体设置在安装座上且靠近管道一侧的侧壁上开设有安装腔，所述光反应管卡接安装在安装腔上。
21.通过采用上述技术方案，罩体罩住光反应管，使得光线通过安装腔对管道中的二氧化钛进行催化，从而提高了对水质的分解效率，同时也降低了光线移至环境中造成光污染的概率；而拧动固定螺钉远离机架，然后推动安装座带动罩体远离管道，接着即能对光反应管进行更换，然后推动罩体回移，最后拧动固定螺钉抵紧在机架上进行定位，以此来实现便于对光反应进行更换。
22.可选的，所述注射机构包括：注射环，所述注射环设置在管道内侧壁上且内部开设有注射腔；注射管，所述注射管设置在注射环上且伸至管道外并用于向注射腔内提供二氧化钛溶液；喷头，所述喷头设置在注射环上且绕管道轴线圆周阵列设置有多个并与注射腔连通。
23.通过采用上述技术方案，二氧化钛溶液通过注射管进入注射腔内，然后二氧化钛溶液通过喷头喷出进入水质，从而扩大了二氧化钛溶液进入水质中的范围，因此提高了二氧化钛对水质的分解效果，提高了分析仪的检测精度。
24.可选的，所述喷头喷射方向和水质流动方向相反。
25.通过采用上述技术方案，喷头喷出的二氧化钛溶液进入水质中方向用于水质流动方向相反，从而提高了二氧化钛和水质的溶液效果，进一步提高了二氧化钛对水质的分解效果，提高了分析仪的检测精度。
26.第二方面，本技术提供的一种应用于第一方面中任意一项所述基于光催化的总磷总氮流动分析仪的检测方法，采用如下的技术方案：一种应用于基于光催化的总磷总氮流动分析仪的检测方法，包括以下步骤：
s1、加入二氧化钛溶液，向流动在管道中的水质加入二氧化钛溶液，随着水质流动对水质中总氮总磷进行催化分解；s2、光催化反应和通气清除，间隔对管道中水质进行光照处理，使得水质间隔形成光反应和暗反应，以此来对水质催化分解；催化反应同时向加入二氧化钛的溶液中间隔通入空气，使得形成间隔气泡对黏附在管道上的二氧化钛进行清除，然后对水质中气泡进行清除；s3、分析检测，水质流动到检测器处进行检测得到数据。
27.通过采用上述技术方案，向流动在管道中的水质加入二氧化钛溶液，间隔对管道中水质进行光照处理，使得水质间隔形成光反应和暗反应，以此来对加入二氧化钛溶液的水质进行催化分解，同时向加入二氧化钛的溶液中间隔通入空气，使得形成间隔气泡对黏附在管道上的二氧化钛进行清除，然后对水质中气泡进行清除，最后再对流动到检测器处的水质进行检测得到无机盐的数据，以此来得到水质中总氮总磷的数据，而且还提高了分析仪的检测精度。
28.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：通过加气组件启动通过输气管向管道内间隔加入间隔气泡对黏附在管道中二氧化钛进行清理，使得二氧化钛再次进入水质中进行反应，然后水质移动到出气管处，而脱气组件启动对水质中气泡清除，最后水质移至检测器处进行检测，从而降低了二氧化钛黏附到管道上的概率，从而提高了分析仪的检测精度。
附图说明
29.图1是本技术的立体结构示意图；图2是本技术中注射机构和清理机构的结构示意图；图3是本技术中脱气组件的局部爆炸图；图4是本技术中催化机构的局部爆炸图；图5是图4中a部的放大示意图；图6是本技术中冷却组件的局部爆炸图。
30.附图标记：1、机架；11、管道；12、输送管；13、安装盘；14、固定环；16、安装螺杆；17、安装螺母；18、入液管；19、检测器；2、注射机构；21、注射环；22、注射管；23、喷头；24、加药箱；25、加药泵；26、水平段；3、清理机构；31、输气管；32、出气管；33、加气组件；34、蠕动泵；35、泵管；4、脱气组件；41、抽气泵；42、防水透气膜；43、抽气管；5、连接组件；51、连接盘；52、连接环；53、连接螺杆；54、连接螺母；55、连接孔；6、防护机构；61、安装座；62、固定螺钉；63、罩体；64、安装腔；65、卡接块；66、安装槽；67、避位孔；68、安装块；69、卡接槽；7、催化机构；71、光反应管；711、软管；72、冷却组件；73、冷却环；74、冷却箱；75、冷却泵；76、进液管；77、出液管；78、冷却腔。
具体实施方式
31.以下结合附图对1-6对本技术作进一步详细说明。
32.本技术中检测器19型号为wkt-s550。
33.本技术实施例公开一种基于光催化的总磷总氮流动分析仪。
34.参照图1，基于光催化的总磷总氮流动分析仪包括机架1，机架1上表面上固定安装有呈水平状态且用于输送水质的管道11，机架1上设置向管道11内注射二氧化钛溶液的注射机构2和用于对二氧化钛进行光催化的催化机构7，同时机架1还设置用于清理管道11中附着的二氧化钛的清理机构3，管道11下表面上且位于催化机构7远离注射机构2一侧固定安装有竖直的入液管18，机架1上表面上固定安装有与入液管18底端连通的检测器19，检测器19用于检测管道11中水质中无机盐的成分，以此来检测出水质中总氮总磷的含量。
35.参照图1和图2，管道11为透明且能透光的材料制成，材料可以采用玻璃、透明塑料等；管道11的一端同轴可拆卸安装有输送管12，且输送管12和管道11的外径和内径均相同；输送管12和管道11相对一端同轴固定安装有安装盘13，两个安装盘13之间夹持有固定环14且通过安装螺杆16和安装螺母17进行固定，同时固定环14和管道11两者轴线重合且内径相同，而两个安装盘13和固定环14上均绕管道11轴线圆周阵列设置有多个安装孔，安装螺杆16和安装螺母17设置有多个且与多个安装孔一一对应设置，安装螺杆16穿过位于两个安装盘13和固定环14上的安装孔，而安装螺母17螺纹连接在安装螺杆16上且抵紧在安装盘13上。
36.参照图1和图2，注射机构2包括注射环21、注射管22和喷头23，注射环21同轴固定安装在固定环14内侧壁上，且注射环21内同轴开设有环形的注射腔；注射管22固定安装在注射环21外环面上，且注射管22穿过固定环14伸至固定环14外，同时机架1上固定安装有装有二氧化钛溶液的加药箱24，而加药箱24侧壁上固定安装有与注射管22位于固定环14外的一端固定连接的加药泵25，加药泵25启动使得二氧化钛溶液通过注射管22进入注射腔内。
37.参照图1和图2，喷头23固定安装在注射环21内侧壁上，且喷头23绕注射环21轴线间隔设置有多个，同时喷头23上设置有呈水平的水平段26，且水平段26轴线和输送管12轴线平行，同时二氧化钛溶液通过水平段26喷出后朝向输送管12远离管道11一侧移动，使得二氧化钛溶液喷射方向和水质流动方向相反，水质进入输送管12后通过固定环14和喷头23移至管道11内。
38.参照图1和图2，清理机构3包括输气管31和出气管32、加气组件33和脱气组件4，而输气管31固定安装在管道11靠近输送管12的一端上，而出气管32固定安装在管道11靠近检测器19的一端上，输气管31和出气管32位于输送管12和检测器19之间，同时输气管31和出气管32均位于管道11外侧壁的最高点处且与管道11内连通，输气管31和出气管32竖直向上设置，因此输气管31和出气管32沿水质流动方向间隔设置。
39.参照图1和图2，加气组件33设置在机架1上且用于向输气管31内间隔加入气体，使得水质产生间隔气泡用于对管道11上附着的二氧化钛进行清理；加气组件33包括蠕动泵34和泵管35，蠕动泵34固定安装在机架1上，而泵管35固定安装在蠕动泵34上且穿出蠕动泵34外，同时泵管35与输气管31远离管道11的一端固定连接，同时泵管35为软质材料制成，材料可以为塑料或者硅胶。蠕动泵34启动对泵管35进行挤压，使得空气间隙通过输气管31进入管道11内，使得气体进入水质中形成间隔气泡。
40.参照图1和图2，脱气组件4设置在机架1上，且脱气组件4与出气管32连通并用于清楚水质中的气泡；脱气组件4包括抽气泵41和防水透气膜42，抽气泵41固定安装在机架1上，且抽气泵41上固定安装有与出气管32远离管道11的一端连接的抽气管43，同时抽气泵41用于去除管道11中的气泡；防水透气膜42通过连接组件5可拆卸安装抽气泵41和出气管32连
接处，且防水透气膜42用于阻挡水分通过而供空气通过，因此降低了水分进入抽气泵41而造成抽气泵41损坏的概率。
41.参照图2和图3，连接组件5包括两个连接盘51和连接环52，两个连接盘51同轴固定安装在抽气管43和出气管32相对一端的外侧壁上，且两个连接盘51、抽气管43和出气管32三者轴线重合；连接环52位于两个连接盘51之间，且在两个连接盘51夹持下进行固定，同时连接环52和连接盘51轴线重合，而防水透气膜42固定安装在连接环52内侧壁上。
42.参照图2和图3，连接盘51和连接环52上均绕连接盘51轴线圆周阵列设置有多个连接孔55，两个连接盘51通过连接螺杆53和连接螺母54进行连接，连接螺杆53穿过位于两个连接盘51和连接环52上的连接孔55，而连接螺母54螺纹连接在连接螺杆53上且抵紧在连接盘51上，以此来对两个连接盘51和连接环52进行定位。
43.参照图2和图3，抽气泵41启动，气泡进入出气管32通过防水透气膜42输出，接着气泡经过抽气管43后排出，以此来实现对气泡的去除，而拆卸连接螺杆53和连接螺母54后即能更换连接环52和防水透气膜42，更换完成后，拧动连接螺母54螺纹连接到连接螺杆53上且抵紧在连接盘51上进行定位，从而提高了防水透气膜42的防水透气效果。
44.参照图1和图4，位于输气管31和出气管32之间的机架1上设置有防护机构6，且防护机构6沿管道11轴线间隔设置有两组，每组防护机构6设置有两个且位于管道11两侧；防护机构6包括安装座61、固定螺钉62和罩体63，安装座61水平滑移安装在机架1上表面上且位于管道11下方，同时安装座61滑移方向垂直于管道11轴线；固定螺钉62螺纹连接在安装座61上表面上，且固定螺钉62抵紧在机架1上进行定位。
45.参照图1和图4，罩体63固定安装在安装座61上表面上，而罩体63呈半圆弧状且轴线和管道11的轴线重合，且位于管道11两侧的两个罩体63顶端和底端均抵触在一起并抵触在管道11外侧壁上，而罩体63为壳体结构，且罩体63内侧壁上开设有环形的安装腔64。
46.参照图4和图5，安装腔64上绕罩体63轴线圆周阵列设置有多组卡接块65，每组卡接块65设置有两个且位于安装腔64相对一侧的侧壁上，卡接块65背离安装腔64一侧的侧壁上开设有安装槽66，而两个卡接块65相对一侧的侧壁上开设有与安装槽66连通的卡接槽69，且卡接槽69与卡接块65背离安装腔64一侧连通；同时位于管道11同一侧的两个罩体63相对一侧的侧壁上开设有避位孔67，且避位孔67连通安装槽66和罩体63靠近管道11一侧的侧壁。
47.参照图1和图4，催化机构7包括光反应管71和冷却组件72，机架1上固定安装有电源。
48.参照图4和图5，光反应管71设置有多个且与多组卡接块65一一对应设置，光反应管71根据催化二氧化钛对总氮总磷的分解反应而选择，可以选择紫外灯等；光反应管71轴线和罩体63轴线平行，而光反应管71两端均固定安装有安装块68，且两个安装块68卡接安装在位于两个卡接块65的安装槽66上，而光反应管71卡接安装在两个卡接槽69上，因此光反应管71位于罩体63内，且光反应管71上的光线能通过安装腔64对水质进行催化分解。
49.参照图4和图5，位于管道11同一侧的相邻两个罩体63上的光反应管71之间通过软管711进行连接，软管711套设在两个光反应管71的两端上，且软管711通过避位孔67伸出罩体63外，而相邻两个光反应管71之间的电线穿过软管711且插接连接在一起，以此来实现两个光反应管71的可拆卸，光反应管71上电线与电源连接进行供电。
50.参照图1和图4，冷却组件72设置在机架1上设置有用于对位于软管711处的管道11进行冷却，且冷却组件72设置有多个并位于管道11同一侧的相邻两个罩体63之间。
51.参照图1和图6，冷却组件72包括冷却环73、冷却箱74、冷却泵75、进液管76和出液管77，冷却环73同轴固定安装在管道11外侧壁上，且冷却环73位于相邻两个罩体63之间，同时冷却环73内侧壁上同轴开设有与冷却腔78，而软管711穿过冷却环73和冷却腔78。
52.参照图1和图6，冷却箱74固定安装在机架1上表面上，且冷却箱74内装有冷却液并位于冷却环73下方，冷却泵75固定安装在冷却箱74外侧壁上且与冷却箱74内连通；进液管76和出液管77一端固定安装在位于管道11两侧的冷却环73外环面上，且进液管76和出液管77与冷却腔78连通，同时进液管76远离冷却环73的一端与冷却泵75固定连接，而出液管77远离冷却环73的一端与冷却箱74上表面固定连接，且出液管77与冷却箱74内连通。
53.本技术实施例的工作原理为：水质流入输送管12内，然后水质通过固定环14进入管道11内，而蠕动泵34启动挤压泵管35，使得空气间隔通过输气管31进入管道11内形成间隔气泡，间隔气泡和水质一起移动，气泡对黏附在管道11上的二氧化钛进行清除，使得二氧化钛掉落融入水质；同时光反应管71对管道11进行照射，因此水质从位于光反应管71的光照处移至软管711的无光照处，接着水质继续移至光反应管71的光照处，因此水质间隔进行光反应和暗反应，使得水质中总氮总领中的组分进行分解，然后气泡移至出气管32，抽气泵41启动，气泡通过出气管32排出，然后水质移至检测器19进行检测，因此降低了二氧化钛黏附在管道11上的概率，从而提高了分析仪的检测精度。
54.本技术实施例公开一种应用于光催化的总磷总氮流动分析仪的检测方法。
55.参照图1，应用于光催化的总磷总氮流动分析仪的检测方法，包括以下检测步骤：s1、加入二氧化钛溶液，向流动在管道11中的水质加入二氧化钛溶液，随着水质流动对水质中总氮总磷进行催化分解；s2、光催化反应和通气清除，间隔对管道11中水质进行光照处理，使得水质间隔形成光反应和暗反应，以此来对水质催化分解；催化反应同时向加入二氧化钛的溶液中间隔通入空气，使得形成间隔气泡对黏附在管道11上的二氧化钛进行清除，然后对水质中气泡进行清除。
56.s3、分析检测，水质流动到检测器19处进行检测得到数据。
57.本技术实施例的工作原理为：向流动在管道11中的水质加入二氧化钛溶液，间隔对管道11中水质进行光照处理，使得水质间隔形成光反应和暗反应，以此来对加入二氧化钛溶液的水质进行催化分解，同时向加入二氧化钛的溶液中间隔通入空气，使得形成间隔气泡对黏附在管道11上的二氧化钛进行清除，然后对水质中气泡进行清除，最后再对流动到检测器19处的水质进行检测得到无机盐的数据，以此来得到水质中总氮总磷的数据，而且还提高了分析仪的检测精度。
58.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。