一种高精度进样方法与流程

本发明涉及水质在线监测领域，具体为一种高精度进样方法。

背景技术：

水质在线监测仪的水样及试剂进样方式主要分为带定量的柱塞泵和光电计量等方式。带定量的柱塞泵进样精度较高但制造成本及维修成本高。光电计量方式的成本低、可靠性高。由于光电计量通常采取液面到达光电计量位时的光电信号变化超过一个设定量时，识别为进样液面到达光电计量位，当液体的色度、浊度或比重发生改变时，光电信号变化量与液面位置不存在固定关系，因而计量精度和重复性较差，甚至当水样的色度和浊度较高时，光电信号变化量达不到设定的变化量，导致无法识别计量。

具体的方法如下：红外光电计量时，计量位实际上是一个区域，液面到达这个区域时，接收的光电信号即开始变化。要确定一个具体液面高度作为最终的计量位，普通计量方法为，检测空计量管时的光电信号，比如为H0，当光电信号增大50%（假设），或光电信号增大一个固定值时，则判断为液面到达计量位。实际上，当液体的浊度和色度不同时，当光电信号同样增大50%时或同样增加一个固定值时，对应的液面高度却不同，因此该方法计量精度低。甚至当液体的浊度或色度大于一定值后，液面超过计量位时，光电信号增加幅度根本达不到50%（假设）或设定的固定值，造成无法计量。

为提高光电计量的精度并使水质监测仪获得更好的测量精度和测量重复性而发明一种高精度进样方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种水质在线监测仪高精度进样方法，以解决现有技术存在计量精度较差的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种高精度进样方法，其特征在于：基于水质在线监测仪的光电计量式进样，首先通过水质在线监测仪控制进样液面超过光电计量位，再通过水质在线监测仪控制进样液面慢速退回光电计量位，根据进样液体超过光电计量位和退回光电计量位时的光电信号波形变化特征，根据经验预设比例A，该比例A与液面高度存在对应关系，因而可精确检测和控制液面到达该固定的位置，达到精确计量和提高测量重复性的目的。

一种高精度进样方法，其特征在于：根据进样液体超过光电计量位和退回光电计量位时的光电信号数据变化特征，根据经验预设出比例值A，根据比例值A进一步确定精确的计量液面位置，过程如下：

进样时，当进样液面从H0上升到接近和达到光电计量位附近时，由于液体浊度、色度及折射率影响，接收到的光电信号数据大幅变化；当进样液面超过光电计量位到达高度H1，光电信号数据不再变化；当进样液面慢速退回光电计量位时，光电信号数据再次发生变化；根据进样液体超过光电计量位和退回光电计量位时的光电信号波形变化特征，计算出比例值A；当进样液面退回A*（H1-H0）时，即进样液面到达精确光电计量位。

一种高精度进样方法，其特征在于：所述水质在线监测仪中构建有控制进液和退液速度的自动控制模块,以及数据处理模块。

本发明方法的优点：

本发明旨在水质在线监测仪中构建自动控制和数据处理模块，通过控制进样方式和速度，自动识别光电信号变化特征，进而准确判断光电计量位，提高进样精度，最终提高仪器测量的准确性和重复性，同时还可以使水质在线监测仪适应各种色度和浊度的水样监测。

附图说明

图1为本发明进样时的光电信号变化图。

图2为本发明液面控制示意图。

图3为本发明方法的原理图一。

图4为本发明方法的原理图二。

具体实施方式

如图1，本发明在水质在线监测仪中构建自动控制和数据处理模块，水质在线监测仪进样时，当进样液面由低于光电计量位到高于光电计量位，光电接收信号会发生大幅度变化，当液面超过光电计量位以上时，光电接收信号不再变化。当进样液面由超过光电计量位而返回到光电计量位时，光电接收信号同样发生变化。

如图2，在水质在线监测仪中构建自动控制和数据处理模块，水质在线监测仪进样时，由蠕动泵抽取样品或试剂至计量管，当进样液面高度低于光电计量位时，光电信号维持在H0，当液面高度接近光电计量位时，光电信号开始急剧变化。而当液面高于光电计量位一定距离后，光电信号强度维持在H1。液面从低于光电计量位到高于光电计量位，光电信号变化幅度为（H1-H0）。当进样液面高于光电计量位一定距离后，自动控制模块控制蠕动泵慢速反转，液面开始向光电计量位后退，当识别软件检测到光电信号开始变化时，自动控制模块变慢蠕动泵转速，进样液面缓慢向光电计量位逼近，当数据处理模块判断液面接近光电计量位时，自动控制模块再控制蠕动泵转速变慢。当自动识别程序检测到光电信号从H1变化为（H1-H0）的一定比例时，如光电信号从H1变化了A*（H1-H0）时（A<1），即判断进样液面到达精确光电计量位，蠕动泵停止转动，进样精确计量完成。

本方法原理为：控制程序在控制进液时，使液面到达并进一步超过计量位。方法是检测液面接近计量位（液面一位置）时光电信号开始变化，当液面上升到一定高度（到达液面二位置）后，检测到光电信号不再变化时，控制程序确认液面已超过计量位。这样，控制程序完整地检测到液面接近计量位和高于计量位的整个过程中的光电信号变化情况，如图3。如此，光电信号变化图中，光电信号变化的每个比例点都对应一个确定的液面高度。即下图中，液面A只与光电信号的变化比例有关，与光电信号变化的绝对值无关，也就与液体的浊度和色度无关。

具体实施方法为：当液面超过计量位后，控制程序控制液面退回，当液面退回到设定的比例A（程序中固定，比如取值0.6），则液面即到达一个确定的液面（液面A）。因此只要比例A固定，则每次计量都到达该液面高度，故计量重复性好，精度高。