专利名称：海水中化学需氧量的自动分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水质监测用的化学需氧量检验仪器，特别涉及一种海水中化学需氧量的自动分析仪。
背景技术：
海水与其它水体相比，测定化学需氧量的难度更大，其主要原因在于海水中含有大量的NaCl(可达35％0)及Mg2+、Ca2+、SO42-、K+等离子，分析过程中大量Cl-的氧化将给分析结果带来较大误差。此外，根据中华人民共和国国家标准、海水水质标准(GB3097-1997)，在未受污染的情况下，海水中化学需氧量COD的含量非常少，第一类海水的COD含量≤2mg/L，第二类海水的COD含量≤3mg/L，第三类海水的COD含量≤4mg/L，第四类海水的COD含量≤5mg/L，因而要求分析仪器具有高的灵敏度。
针对海水水质的特点，我国将碱性高锰酸钾法(GB17378.4-1998)作为测定海水及河口水中化学需氧量的国家标准方法。方法的测定原理为在碱性加热条件下，用已知并且是过量的高锰酸钾氧化海水中的需氧物质，然后在硫酸酸性条件下用碘化钾还原二氧化锰和过量的高锰酸钾，生成的游离碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定。但该标准方法为手工分析方法，与之配套的检测仪器属于非自动分析仪器，存在以下缺点1、耗时，一次分析通常需40分钟～60分钟；2、操作繁琐，劳动强度大，易引入人为误差，影响检测精度；3、不能在线检测；4、耗费化学试剂。
由于海水水质的特点，虽然现有的化学需氧量(COD)自动分析仪有多种类型，但它们的流路系统均不适用于海水COD的分析方法，因而不能使用这些自动分析仪对海水中的COD含量进行检测。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种海水中化学需氧量的自动分析仪，以实现在线检测，快速高效地完成检测任务。
本实用新型的技术方案是根据碱性高锰酸钾法的基本原理及流动注射分析与分光光度检测设计液体流路，液体流路包括样品流路、氧化液流路、酸化液流路、还原显色液流路和分析检测流路。样品流路由低压泵和连接管件构成，低压泵的输出口通过连接管件与进样阀连接；氧化液流路由低压泵和连接管件构成，低压泵的输出口通过连接管件与进样阀连接；酸化液流路由双通道低压泵和连接管件构成，双通道低压泵的酸化液输出口通过连接管件与分析检测流路中加热反应器之后的第一个混合器连接；还原显色液流路由双通道低压泵和连接管件构成，双通道低压泵的还原显色液输出口通过连接管件与分析检测流路中加热反应器之后的第二个混合器连接；分析检测流路由加热反应器、混合器、反应器、混合器、反应器、光学流通池通过连接管件依次连接构成，加热反应器的输入端接进样阀的出口。
为了进一步提高仪器的灵敏度，本实用新型采取的技术方案是在上述液体流路中增加推动液流路，该流路由低压泵和连接管件构成，低压泵选用双通道泵，其推动液输出口通过连接管件与进样阀连接；同时，在分析检测流路中增加一个反应器，该反应器通过管件连接在进样阀与加热反应器之间，用于推动液和氧化液的混合；氧化液流路由低压泵和连接管件构成，该低压泵与构成推动液流路的低压泵为同一个双通道低压泵，其氧化液输出口通过连接管件与分析检测流路中的新增加的(即位于进样阀与加热反应器之间的)反应器连接。
本实用新型具有以下有益效果1、进样、加热和分析均实现了自动化，可方便、快速地对海水中的化学需氧量(COD)进行在线自动检测。
2、用1.50mg/L的COD标准溶液连续进样13次，谱图峰高的相对标准偏差为2.2％，上述实验结果表明，本实用新型所提供的分析仪器重现性高，具有良好的精密度。
3、检出限可达0.084mg/L，低于国家海水水质标准中规定的国家标准方法的检出限0.15mg/L，非常适合检测低浓度的化学需氧量值。
4、对实际海水水样进行分析，测定值与国家标准测试方法(GB17378.4-1998)测定值的偏差为+3.5％～-5.5％，表明本实用新型所提供的分析仪器对实际海水水样的COD测定值与国标测定数据吻合良好，结果准确可靠。
5、节省试剂，所需试剂仅为国家标准方法的1～2％，有利于降低分析成本。
图1是本实用新型所述的海水中化学需氧量的自动分析仪的一种结构示意图；图2是图1中的自动分析仪的液体流路结构图；图3是本实用新型所述的海水中化学需氧量的自动分析仪的另一种结构示意图；图4是图3中的自动分析仪的液体流路结构图。
图中，1-低压泵、2-低压泵、3-低压泵、4-进样阀、5-加热反应器、6-混合器、7-反应器、8-混合器、9-反应器、10-光学流通池、11-计算机数据处理装置、12-光源、13-废液池、14-光电转换器、15-放大器、16-数字显示器、17-电源、18-控制电路及控制开关、19-混合器。
具体实施方式
实施例1本实施例中，海水中化学需氧量的自动分析仪的结构如图1所示，包括电控装置、光学检测装置、光电转换器14、放大器15、数字显示器16、计算机数据处理装置11及液体流路。电控装置主要由控制电路及控制开关18和电源17组成；光学检测装置主要由光源12、光学流通池10组成，光源12为发光二极管；光电转换器14由光电管及其配套电路组成，将吸光值转变为电信号；放大器15由放大电路构成，将从光电转换器14接收到的电信号放大后传送给数字显示器16和计算机数据处理装置11；液体流路如图2所示，有样品流路、氧化液流路、酸化液流路、还原显色液流路和分析检测流路。样品流路由低压泵1和连接管件构成，低压泵1的输出口通过连接管件与进样阀4连接；氧化液流路由低压泵2和连接管件构成，低压泵2的输出口通过连接管件与进样阀4连接；酸化液流路由双通道低压泵3和连接管件构成，双通道低压泵3的酸化液输出口通过连接管件与分析检测流路中的混合器6连接；还原显色液流路由双通道低压泵3和连接管件构成，双通道低压泵3的还原显色液输出口通过连接管件与分析检测流路中的混合器8连接；分析检测流路由加热反应器5、混合器6、反应器7、混合器8、反应器9、光学流通池10、废液池13通过连接管件依次连接构成，加热反应器5的输入端接进样阀4的出口，加热反应器5、反应器7、反应器9均为盘管式反应器。
本实施例中，氧化液兼作推动液，为KMnO4-NaOH溶液，KMnO4的浓度为4.0～8.0×10-5mol/L，NaOH的浓度为0.04～0.06mol/L；酸化液为稀硫酸溶液，H2SO4的浓度为0.2～0.6mol/L；还原显色液为KI-淀粉溶液，KI的浓度为0.010～0.030mol/L。分析时，操作仪器，氧化液R1经氧化液流路进入分析检测流路，在分析检测流路中加热后(加热温度80～95℃)与进入该流路的酸化液R2混合，上述混合液与进入该流路的还原显色液R3混合并发生反应后产生基线被测绘；标样或试样S经样品流路进入分析检测流路，在分析检测流路中与进入该流路的氧化液R1混合并加热氧化后在氧化液的推动下与进入该流路的酸化液R2混合，上述混合液在氧化液的推动下与进入该流路的还原显色液R3混合并发生反应后产生谱图被测绘。
实施例2
本实施例中，海水中化学需氧量的自动分析仪的结构如图3所示，包括电控装置、光学检测装置、光电转换器14、放大器15、数字显示器16、计算机数据处理装置11及液体流路。电控装置主要由控制电路及控制开关18和电源17组成；光学检测装置主要由光源12、光学流通池10组成，光源12为发光二极管；光电转换器14由光电管及其配套电路组成，将吸光值转变为电信号；放大器15由放大电路构成，将从光电转换器14接收到的电信号放大后传送给数字显示器16和计算机数据处理装置11；液体流路如图4所示，有样品流路、推动液流路、氧化液流路、酸化液流路、还原显色液流路和分析检测流路。样品流路由低压泵1和连接管件构成，低压泵1的输出口通过连接管件与进样阀4连接；推动液流路由低压泵2和连接管件构成，低压泵2为双通道泵，其推动液输出口通过连接管件与进样阀4连接；氧化液流路同样由低压泵2和连接管件构成，低压泵2的氧化液输出口通过连接管件与分析检测流路中的反应器19连接；酸化液流路由双通道低压泵3和连接管件构成，双通道低压泵3的酸化液输出口通过连接管件与分析检测流路中的混合器6连接；还原显色液流路由双通道低压泵3和连接管件构成，双通道低压泵3的还原显色液输出口通过连接管件与分析检测流路中的混合器8连接；分析检测流路由反应器19、加热反应器5、混合器6、反应器7、混合器8、反应器9、光学流通池10、废液池13通过连接管件依次连接构成，反应器19的输入端接进样阀4的出口，反应器19、加热反应器5、反应器7、反应器9均为盘管式反应器。
本实施例中，推动液为蒸馏水；氧化液为KMnO4-NaOH溶液，KMnO4的浓度为4.0～8.0×10-5mol/L，NaOH的浓度为0.04～0.06mol/L；酸化液为稀硫酸溶液，H2SO4的浓度为0.2～0.6mol/L；还原显色液为KI-淀粉溶液，KI的浓度为0.010～0.030mol/L。分析时，操作仪器，氧化液R1经氧化液流路进入分析检测流路，在推动液C的推动下进入流路中的加热反应器加热后(加热温度80～95℃)与进入该流路的酸化液R2混合，上述混合液在推动液C的推动下与进入该流路的还原显色液R3混合并发生反应后产生基线被测绘；标样或试样S经样品流路进入分析检测流路，在推动液C的推动下与进入该流路的氧化液R1混合并加热氧化后与进入该流路的酸化液R2混合，上述混合液在推动液的推动下与进入该流路的还原显色液R3混合并发生反应后产生谱图被绘。
权利要求1.一种海水中化学需氧量的自动分析仪，主要由电控装置、光学检测装置、光电转换器(14)、放大器(15)、数字显示器(16)、计算机数据处理装置(11)及液体流路组成，其特征在于液体流路包括样品流路、氧化液流路、酸化液流路、还原显色液流路和分析检测流路，样品流路由低压泵(1)和连接管件构成，低压泵(1)的输出口通过连接管件与进样阀(4)连接，氧化液流路由低压泵(2)和连接管件构成，低压泵(2)的输出口通过连接管件与进样阀(4)连接，酸化液流路由双通道低压泵(3)和连接管件构成，双通道低压泵(3)的酸化液输出口通过连接管件与分析检测流路中的混合器(6)连接，还原显色液流路由双通道低压泵(3)和连接管件构成，双通道低压泵(3)的还原显色液输出口通过连接管件与分析检测流路中的混合器(8)连接，分析检测流路由加热反应器(5)、混合器(6)、反应器(7)、混合器(8)、反应器(9)、光学流通池(10)通过连接管件依次连接构成，加热反应器(5)的输入端接进样阀(4)的出口。
2.根据权利要求1所述的海水中化学需氧量的自动分析仪，其特征在于1)液体流路中增加了推动液流路，该流路由低压泵(2)和连接管件构成，低压泵(2)为双通道泵，其推动液输出口通过连接管件与进样阀(4)连接，2)分析检测流路中增加了反应器(19)，该反应器通过管件连接在进样阀(4)与加热反应器(5)之间，3)氧化液流路由低压泵(2)和连接管件构成，低压泵(2)的氧化液输出口通过连接管件与分析检测流路中的反应器(19)连接。
3.根据权利要求1或2所述的海水中化学需氧量的自动分析仪，其特征在于光学检测装置的光源(12)为发光二极管。
专利摘要一种海水中化学需氧量的自动分析仪，包括电控装置、光学检测装置、光电转换器、放大器、数字显示器、计算机数据处理装置及液体流路。电控装置主要由控制电路及控制开关和电源组成；光学检测装置主要由光源、光学流通池组成，光源为发光二极管；光电转换器由光电管及其配套电路组成；液体流路有样品流路、推动液流路、氧化液流路、酸化液流路、还原显色液流路和分析检测流路。此种自动分析仪器进样、加热和分析均实现了自动化，可方便、快速地对海水中的化学需氧量(COD)进行在线自动检测，用1.50mg/L的COD标准溶液连续进样13次，谱图峰高的相对标准偏差为2.2％，具有良好的精密度。
文档编号G01N21/25GK2645084SQ03250310
公开日2004年9月29日 申请日期2003年9月12日 优先权日2003年9月12日
发明者张新申, 蒋小萍 申请人:四川大学