一种用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置的制作方法

本实用新型涉及多种无机盐的监测装置，更具体而言，涉及一种用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置。

背景技术：

水体中的硝酸盐和亚硝酸盐是水中营养盐的两种类型，是造成富营养化的主要因素，实现对硝酸盐测量主要依据国标镉柱还原方法，将水中的硝酸盐还原为亚硝酸盐，加上水中原有的亚硝酸盐，通过盐酸萘乙二胺方法进行显色，生成玫瑰红色的偶氮燃料，在波长为540nm的条件下测量其吸光度，得到硝酸盐与亚硝酸盐的总和，再减去未经还原的亚硝酸盐浓度，即获得水样中硝酸盐浓度。

但是上述方法用于在线监测存在以下缺点：测试过程使用镉柱，毒性较大，废液存在对环境造成二次污染的问题；同时镉柱使用时间长后需要再生，造成检测结果重复性差，效率低。

因此，如何提高硝酸盐和亚硝酸盐监测结果的稳定性和还原效率，降低对环境的毒性污染，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提出了一种用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置，运用无毒的缓冲溶液和紫外灯进行还原，具有测试结果稳定性好，还原率高，且不产生环境毒性污染的优点。

本实用新型提出的一种用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置，包括多通阀、试剂容器、注射器、还原管、用于为还原管提供紫外光的紫外还原灯、用于测定亚硝酸盐浓度值的比色结构，所述多通阀的进出口分别与试剂容器的出口、所述注射器的进出口、所述还原管的进出口及比色结构的进口连接，所述多通阀可切换所述注射器的进出口与所述试剂容器的出口、所述还原管的进出口及比色结构的进口连通。

作为上述的用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置在一方面的改进，优选地，还包括用于提供样品的进样排液通道，所述进样排液通道的出口与所述多通阀的其中一个进出口连通，所述进样排液通道的进口还与所述比色结构的出口连通，所述多通阀可切换所述注射器的进出口与所述进样排液通道的出口连通。

作为上述的用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置在一方面的改进，优选地，所述试剂容器包括缓冲液容器、显色剂容器、清洗液容器，所述缓冲液容器、显色剂容器、清洗液容器的出口通过所述多通阀的进出口可选择地与所述注射器的进出口连通。

作为上述的用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置在一方面的改进，优选地，所述缓冲液容器用于盛装Tris-DTPA缓冲液。

作为上述的用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置在一方面的改进，优选地，所述多通阀为旋转多通阀。

作为上述的用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置在一方面的改进，优选地，所述还原管为壁厚小于2mm的环形石英管；所述还原管的外部涂覆反光材料；所述还原管的进出口位于所述还原管的下部，所述还原管的上部设置有开口。

作为上述的用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置在一方面的改进，优选地，所述还原管及紫外还原灯均为圆管状结构，所述紫外还原灯位于所述还原管的内部，所述还原管的直径大于所述紫外还原灯的直径。

作为上述的用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置在一方面的改进，优选地，所述还原管与所述紫外还原灯的直径差小于2mm。

作为上述的用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置在一方面的改进，优选地，还包括控制主机，所述控制主机与所述多通阀、注射器及还原灯连接，所述控制主机用于控制所述多通阀的导通状态、所述注射器的动作以及还原灯的供电与断电。

作为上述的用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置在一方面的改进，优选地，还包括用于采集监测数据的数据采集仪，所述控制主机为PLC或单片机，所述控制主机还包括发射模块，所述发射模块用于将所述数据采集仪监测的数据发送至远程接收终端。

根据本实用新型提出的一种用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置，包括多通阀、试剂容器、注射器、还原管、用于为还原管提供紫外光的紫外还原灯、用于测定亚硝酸盐浓度值的比色结构，多通阀的进出口分别与试剂容器的出口、注射器的进出口、还原管的进出口及比色结构的进口连接，多通阀可切换注射器的进出口与试剂容器的出口、还原管的进出口及比色结构的进口连通。通过切换多通阀，可以选择注射器的进出口与试剂容器的出口、还原管的进出口及比色结构的进口连通，当选择与试剂容器的出口连通时，进入注射器的待检测液可以加入硝酸盐还原所需要的试剂(比如作用为还原剂的缓冲液)、测定亚硝酸盐浓度所需要的显色剂、以及检测后用于清洗装置的清洗液；当选择与还原管的进出口连通时，可将注射器中含有还原剂的待检测液加入还原管中，以及将还原后的待检测液返回输送至注射器中；当选择与比色结构的进口连通时，可将还原后的待检测液注入比色结构，以测定亚硝酸盐浓度。因此，本实用新型可以运用无毒的缓冲溶液(如Tris-DTPA缓冲液)和紫外灯进行还原，具有测试结果稳定性好，还原率高，且不产生环境毒性污染的优点。

附图说明

图1为本实用新型一种用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置的示意图；

图中：10多通阀；20试剂容器；21缓冲液容器；22显色剂容器；23清洗液容器；30注射器；40还原管；50紫外还原灯；60比色结构；70进样排液通道。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参见图1，本实用新型提出的一种用于硝酸盐和亚硝酸盐的监测装置，包括多通阀10、试剂容器20、注射器30、还原管40、用于为还原管40提供紫外光的紫外还原灯50、用于测定亚硝酸盐浓度值的比色结构60，多通阀10的进出口分别与试剂容器20的出口、注射器30的进出口、还原管40的进出口及比色结构60的进口连接，多通阀10可切换注射器30的进出口与试剂容器20的出口、还原管40的进出口及比色结构60的进口连通。该方案中，通过切换多通阀10，可以选择注射器30的进出口与试剂容器20的出口、还原管40的进出口及比色结构60的进口连通，当选择与试剂容器20的出口连通时，进入注射器的待检测液可以加入硝酸盐还原所需要的试剂(比如作用为还原剂的缓冲液)、测定亚硝酸盐浓度所需要的显色剂、以及检测后用于清洗装置的清洗液；当选择与还原管40的进出口连通时，可将注射器中含有还原剂的待检测液加入还原管中，以及将还原后的待检测液返回输送至注射器中；当选择与比色结构的进口连通时，可将还原后的待检测液注入比色结构，以测定亚硝酸盐浓度。前述的注射器30、比色结构，可以参考现有技术。本案中，可以运用无毒的缓冲溶液(如Tris-DTPA缓冲液)和紫外灯进行还原，具有测试结果稳定性好，还原率高，且不产生环境毒性污染的优点。

上述的监测装置，需要测量的硝酸盐和亚硝酸盐溶液(待检测液)可以手动或自动加入注射器30中，优选地，还包括用于提供样品的进样排液通道70，进样排液通道70的出口与多通阀10的其中一个进出口连通，进样排液通道70的进口还与比色结构60的出口连通，多通阀10可切换注射器30的进出口与进样排液通道70的出口连通。通过设置进样排液通道70，可以实现自动加入待检测液，方便，效率高。

上述方案中，为便于加入不同的试剂(作为还原剂的缓冲液、用于测量浓度的显色剂、用于清洗的清洗液等)，试剂容器20优选包括缓冲液容器21、显色剂容器22、清洗液容器23，缓冲液容器21、显色剂容器22、清洗液容器23的出口通过多通阀10的进出口可选择地与注射器30的进出口连通，注射器30的进出口也可以选择切换与每种试剂的出口连通，从而实现在不同的测试阶段，加入不同的溶剂。

上述方案中，缓冲液是用于硝酸盐还原的缓冲液，即为还原剂，优选地，缓冲液容器21用于盛装Tris-DTPA缓冲液(Tris-DTPA为三(羟甲基)氨基甲烷-二乙基三胺五乙酸)，由于还原剂成分采用无毒的tris-DTPA缓冲液，与国标的镉柱还原法相比对环境更加友好，不造成环境污染，无需更换镉柱，对操作人员更加安全。当然，本领域技术人员也可以采用其他的还原剂。

上述方案中，多通阀的原理是通过切换不同的入口可以更换加入或输出的试剂或者试样，只要实现上述的导通状态即可，为便于对多通阀10的控制，优选地，多通阀10为旋转多通阀。

上述方案中，优选地，还原管40为壁厚小于2mm的环形石英管；还原管40的外部涂覆反光材料；还原管40的进出口位于还原管40的下部，还原管40的上部设置有开口。通过采用壁厚小于2mm的环形石英管作为还原管，透光率高(最高可超过99％)，可以有效减少紫外光损失，保证较高还原率；同时，通过在还原管40外部涂覆反光材料，可以防止紫外光透过石英管造成光损失，从光源角度提高紫外光利用率；另外，还原管40的水路结构采用下部进样和下部排样的方式，上端开口，管路链接外部保持压力平衡，此种结构方式保证无样品残留，每次检测后并对其进行清洗，保证了检测结果的独立准确性。

上述方案中，优选地，还原管40及紫外还原灯50均为圆管状结构，紫外还原灯50位于还原管40的内部，还原管40的直径大于紫外还原灯50的直径，这样，可以提高紫外光照射效果，提高还原效率。

上述方案中，优选地，还原管40与紫外还原灯50的直径差小于2mm。通过该方案，一方面防止空间间隔太大造成光强损失，有效地提高了光的利用率；另一方面也间隔距离小提高了空间利用率，减小模块体积，便于应用到仪器集成系统中。

需要说明的是，紫外还原管内腔尺寸和体积设计依据比色结构60尺寸和管路体积综合计算，满足检测需求同时降低了试剂消耗量，一定程度上降低了运行成本，延长了维护周期。

上述方案中，为便于对该监测装置的自动化控制，优选地，还包括控制主机，控制主机与多通阀10、注射器30及还原灯50连接，控制主机用于控制多通阀10的导通状态、注射器的动作以及还原灯50的供电与断电。通过设置控制主机，实现了自动加入待检测液、自动加入还原剂、自动打开紫外还原灯，自动化程度高。

上述方案中，为实现数据的远程监控与管理，优选地，还包括用于采集监测数据的数据采集仪，控制主机为PLC或单片机，控制主机还包括发射模块，发射模块用于将数据采集仪监测的数据发送至远程接收终端。数据发送可以通过CDMA/GPRS或北斗等方式。

采用上述检测装置的检测方法如下：

由控制主机的控制下，将待检测液由进样排液通道70进入，控制多通阀10进样口与注射器30进出口连通，然后切换多通阀10使注射器30的进出口与试剂容器20的出口连通，控制切换注入相应比例的还原剂，进行充分混合后，将混合液注出由底部进入还原管40，由控制主机对应控制程序打开紫外还原灯50，照射预定时间(如3min)后完成还原流程，硝酸盐在此还原过程中转换为亚硝酸盐，结束后将其重新从底部注出，进入注射器30中，再控制多通阀10切换加入盐酸萘乙二胺显色剂，充分混合后进行显色，预定时间(如3min)显色完成后将其注入比色结构60，由波长为540nm的LED灯作为光源，光电池作为检测器，以空白为参比，测量其吸光度，再对应内置的标准曲线，计算出总亚硝酸盐浓度值，即为原水中硝酸盐和亚硝酸盐浓度的总和。检测完成后，控制切换多通阀10将显色液排出系统外部，同时，切换多通阀10使注射器30的进出口与试剂容器20的出口连通，加入清洗液，对管路进行清洗，防止显色液残留影响下一次检测结果。

亚硝酸盐的检测步骤如下：由控制主机控制多通阀10，将待检测液注入注射器30，再切换进样口，按一定配比加入盐酸萘乙二胺显色剂，充分混匀后，进行显色预定时间(如3min)，显色完成后将其注入比色结构60，由波长为540nm的LED灯做为光源，光电池作为检测器，空白做为参比，测定其吸光度，对应其标准曲线浓度计算出亚硝酸盐的浓度。检测完溶液由注射器控制排出系统外部。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。