检测无机水合离子浓度的装置和采用该装置的检测方法与流程

本公开涉及环境化学监测技术领域，尤其涉及检测无机水合离子浓度的装置和采用该装置的检测方法。

背景技术：

磷酸盐、钾盐、硝酸盐、铵根离子等是衡量水体质量非常重要的参数，是水体营养程度的重要指标。现有的监测系统成本贵，因此难以实现多网点监控，无法准确地查找出污染源头，导致事故发生，并且在事故发生后无法迅速采取恰当的应对措施。

显色反应是将待测液体中被测组分转变成有色化合物的化学反应。在无机分析中，很少利用无机水合离子本身的颜色进行光度分析，因为它们的吸光系数值都很小。一般都是选择适当的显色剂，将待测离子转化为有色化合物，再进行测定。

现有利用显色反应测量水体中营养离子的装置通常都较为笨重，成本昂贵，且使用不便。

为维护水环境安全，保障人民生活和生产，需要一种小型化、低成本、便于生产且易于使用的的水体营养元素预警装置。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开提出了基于环流分析技术监测水样中的无机水合离子的方法和装置。

根据本公开的一方面，提供了一种基于环流分析检测无机水合离子浓度的装置，所述装置包括在第一节点(p1)和第二节点(p2)间的、由第一动力单元、混合单元、检测单元组成的串联通路、两端分别与第一节点(p1)和第二节点(p2)连通的阀控进样单元以及连接管路，液体经由所述阀控进样单元进入所述装置并在所述装置中流动，其中，所述第一动力单元提供动力以经由所述阀控进样单元吸入液体；所述混合单元用以促进进入所述混合单元的液体混合；检测单元包括液体流通池、光源和吸光度检测器，用以检测处于所述液体流通池的液体的吸光度值；在所述阀控进样单元处于第一状态的情况下，第一节点(p1)和第二节点(p2)连通，构成闭合环路；在所述阀控进样单元处于第二状态的情况下，第一节点(p1)和第二节点(p2)不连通，构成开路。

在一种可能的实现方式中，所述第一动力单元是蠕动泵(例如，微型蠕动泵)或压电泵(例如微型压电泵)。

在一种可能的实现方式中，所述混合单元是搅拌式混合单元、超声混合单元或结构混合单元，所述结构混合单元包括腔体和置于所述腔体内的环绕管路。

在一种可能的实现方式中，所述阀控进样单元包括第一阀门子单元(vd01)、第二阀门子单元(vd02)、第三阀门子单元(vd03)，其中：所述第一阀门子单元(vd01)提供固定端(101)、第一可切换端(102)和一个或多个第二可切换端(103)；所述第二阀门子单元(vd02)提供固定端(201)、第一可切换端(202)和一个或多个第二可切换端(203)；所述第三阀门子单元(vd03)提供固定端(301)、第一可切换端(302)和一个或多个第二可切换端(303)；其中，所述第一阀门子单元(vd01)的固定端(101)连通至第二节点(p2)，所述第一阀门子单元(vd01)的第一可切换端(102)连通至所述第二阀门子单元(vd02)的固定端(201)；所述第二阀门子单元(vd02)的第一可切换端(202)连通至所述第三阀门子单元(vd03)的第一可切换端(302)；所述第三阀门子单元(vd03)的固定端(301)连通至第一节点(p1)。

根据本公开的一个方面，提供了一种采用如上所述的装置检测无机水合离子浓度的方法，所述方法包括：

步骤s101，待测液体进入

连通所述第一阀门子单元(vd01)的所述固定端(101)与所述第一可切换端(102)，连通所述第二阀门子单元(vd02)的所述固定端(201)与所述一个或多个第二可切换端(203)中的中的一者，连通所述第三阀门子单元(vd03)的所述固定端(301)与所述一个或多个第二可切换端(303)中的中的一者，使得所述阀控进样单元处于所述第二状态，并且使得所述第一动力单元处于工作状态，待测液体经由与所述第二阀门子单元(vd02)的所述固定端(201)连通的第二可切换端(203)进入所述装置，流经所述第二阀门子单元(vd02)、所述第一阀门子单元(vd01)、所述串联通路以及所述第三阀门子单元(vd03)，多余液体经由与所述第三阀门子单元(vd03)的所述固定端(301)连通的第二可切换端(303)排出，进入步骤s102；

步骤s102，第一次测量

使用所述检测单元测量得到此时处于所述液体流通池的液体的吸光度值i0，进入步骤s103；

步骤s103，显色剂进入

连通所述第一阀门子单元(vd01)的所述固定端(101)与所述一个或多个第二可切换端(103)中的一者，连通所述第三阀门子单元(vd03)的所述固定端(301)与所述一个或多个第二可切换端(303)中的中的一者，使得所述阀控进样单元处于所述第二状态，并且使得所述第一动力单元处于工作状态，使得所述显色剂经由与所述第一阀门子单元(vd01)的所述固定端(101)连通的第二可切换端(103)进入所述装置，流经所述第一阀门子单元(vd01)、所述串联通路以及所述第三阀门子单元(vd03)，多余液体经由与所述第三阀门子单元(vd03)的所述固定端(301)连通的第二可切换端(303)排出，进入步骤s104；

步骤s104，环路混合

连通所述第一阀门子单元(vd01)的所述固定端(101)与所述第一可切换端(102)，连通所述第二阀门子单元(vd02)的所述固定端(201)和所述第一可切换端(202)，连通所述第三阀门子单元(vd03)的所述固定端(301)和所述第一可切换端(302)，使得所述阀控进样单元处于所述第一状态，并且使得所述第一动力单元和所述混合单元处于工作状态，以使得刚进入的显色剂与所述装置中原有液体充分混合，并完成显色反应，如果需要添加多种显色剂，则重复所述步骤s103和所述步骤s104，直至完成所述多种显色剂的添加以及相应的显色反应后进入步骤s105；

步骤s105，第二次测量

使用所述检测单元测量得到此时处于所述液体流通池的液体的吸光度值i1，进入步骤s106；

步骤s106，计算所述待测液体中所述无机水合离子的浓度ci：

ci＝a*(i1–i0)，所述a是由标准溶液校准得到的已知修正因子。

在一种可能的实现方式中，所述阀控进样单元包括第四阀门子单元(vd04)、第五阀门子单元(vd05)、第六阀门子单元(vd06)、第七阀门子单元(vd07)和第二动力单元，其中：所述第四阀门子单元(vd04)提供固定端(401)、第一可切换端(402和一个或多个第二可切换端(403)；所述第五阀门子单元(vd05)提供固定端(501)、第一可切换端(502和一个或多个第二可切换端(503)；所述第六阀门子单元(vd06)提供固定端(601)、第一可切换端(602和一个或多个第二可切换端(603)；所述第七阀门子单元(vd07)提供固定端(701)、第一可切换端(702和一个或多个第二可切换端(703)；所述第二动力单元是蠕动泵(例如，微型蠕动泵)或压电泵(例如微型压电泵)；其中，所述第四阀门子单元(vd04)的固定端(401)连通至第二节点(p2)，所述第四阀门子单元(vd04)的第一可切换端(402)连通至所述第五阀门子单元(vd05)的第一可切换端(502)；所述第五阀门子单元(vd05)的固定端(501)连通至所述第六阀门子单元(vd06)的固定端(601)；所述第六阀门子单元(vd06)的第一可切换端(602)连通至所述第七阀门子单元(vd07)的第一可切换端(702)；所述第七阀门子单元(vd07)的固定端(701)连通至第一节点(p1)；所述第二动力单元的布置方式为下列中的一者：所述第五阀门子单元(vd05)的固定端(501)经由所述第二动力单元连通至所述第六阀门子单元(vd06)的固定端(601)；或者，所述第六阀门子单元(vd06)包括第一内部阀门(61)和第二内部阀门(62)，第一内部阀门(61)提供所述固定端(601)、所述第一可切换端(602)、内部可切换端(inner_61a)，第二内部阀门(62)提供内部固定端(inner_62a)和所述一个或多个第二可切换端(603)，第一内部阀门(61)的内部可切换端(inner_61a)经由所述第二动力单元连通至第二内部阀门(62)的内部固定端(inner_62a)。

在另一种可能的实现方式中，提供了一种检测无机水合离子浓度的装置，所述装置包括在第一节点(p1)和第二节点(p2)间的、由混合单元、检测单元组成的串联通路、两端分别与第一节点(p1)和第二节点(p2)连通的阀控进样单元以及连接管路，液体经由所述阀控进样单元进入所述装置并在所述装置中流动，其中，混合单元用以促进进入所述混合单元的液体混合；检测单元包括液体流通池、光源和吸光度检测器，用以检测处于所述液体流通池的液体的吸光度值；所述阀控进样单元包括第四阀门子单元(vd04)、第五阀门子单元(vd05)、第六阀门子单元(vd06)、第七阀门子单元(vd07)、第一动力单元和第二动力单元，其中：所述第四阀门子单元(vd04)提供固定端(401)、第一可切换端(402)和一个或多个第二可切换端(403)；所述第五阀门子单元(vd05)提供固定端(501)、第一可切换端(502)和一个或多个第二可切换端(503)；所述第六阀门子单元(vd06)提供固定端(601)、第一可切换端(602)和一个或多个第二可切换端(603)；所述第七阀门子单元(vd07)提供固定端(701)、第一可切换端(702)和一个或多个第二可切换端(703)；所述第一动力单元是蠕动泵(例如微型蠕动泵)或压电泵(例如微型压电泵)；所述第二动力单元是蠕动泵(例如微型蠕动泵)或压电泵(例如微型压电泵)；其中，所述第四阀门子单元(vd04)的固定端(401)连通至第二节点(p2)，所述第四阀门子单元(vd04)的第一可切换端(402)连通至所述第五阀门子单元(vd05)的第一可切换端(502)；所述第五阀门子单元(vd05)的固定端(501)经由所述第二动力单元连通至所述第六阀门子单元(vd06)的固定端(601)；所述第六阀门子单元(vd06)的第一可切换端602连通至所述第七阀门子单元(vd07)的第一可切换端(702)；所述第七阀门子单元(vd07)的固定端(701连通至第一节点(p1)，所述第七阀门子单元(vd07)包括第三内部阀门(71)和第四内部阀门(72)，第三内部阀门(71)提供所述固定端(701)、所述第一可切换端(702)、内部可切换端(inner_71a)，第四内部阀门(72)提供内部固定端(inner_72a)和所述一个或多个第二可切换端(703)，第三内部阀门(71)的内部可切换端(inner_71a)经由所述第一动力单元连通至第四内部阀门(72)的内部固定端(inner_72a)。

根据本公开的一个方面，提供了一种采用如上所述的装置检测无机水合离子浓度的方法，所述方法包括：

步骤s201，待测液体进入

连通所述第七阀门子单元(vd07)的所述固定端(701)与所述一个或多个第二可切换端(703)中的一者，连通所述第四阀门子单元(vd04)的所述固定端(401)与所述一个或多个第二可切换端(403)中的中的一者，使得所述阀控进样单元处于所述第二状态，并且使得所述第一动力单元处于工作状态，待测液体经由与所述第七阀门子单元(vd07)的所述固定端(701)连通的第二可切换端(703)进入所述装置，流经所述第七阀门子单元(vd07)、所述串联通路以及所述第四阀门子单元(vd04)，多余液体经由与所述第四阀门子单元(vd04)的所述固定端(401)连通的第二可切换端(403)排出，进入步骤s202；

步骤s202，第一次测量

使用所述检测单元测量得到此时处于所述液体流通池的液体的吸光度值i0；

步骤s203，显色剂进入

连通所述第六阀门子单元(vd06)的所述固定端(601)与所述一个或多个第二可切换端(603)中的一者，连通所述第五阀门子单元(vd05)的所述固定端(501)与所述一个或多个第二可切换端(503)中的一者，使得所述阀控进样单元处于所述第二状态，并且使得所述第二动力单元处于工作状态，显色剂经由与所述第六阀门子单元(vd06)的所述固定端(601)连通的第二可切换端(603)进入所述装置，多余液体经由与所述第四阀门子单元(vd04)的所述固定端(401)连通的第二可切换端(403)排出；

步骤s204，环路混合

连通所述第七阀门子单元(vd07)的所述固定端(701)与所述第一可切换端(702)，连通所述第六阀门子单元(vd06)的所述固定端(601)和所述第一可切换端(602)，连通所述第五阀门子单元(vd05)的所述固定端(501)和所述第一可切换端(502)，连通所述第四阀门子单元(vd04)的所述固定端(401)和所述第一可切换端(402)，使得所述阀控进样单元处于所述第一状态，并且使得接入所述闭合环路的动力单元和所述混合单元处于工作状态，以使得刚进入的显色剂与所述装置中原有液体充分混合，并完成显色反应，如果需要添加多种显色剂，则重复所述步骤s203和所述步骤s204，直至完成所述多种显色剂的添加以及相应的显色反应后进入步骤s205；

步骤s205，第二次测量

使用所述检测单元测量得到此时处于所述液体流通池的液体的吸光度值i1，进入步骤s206；

步骤s206，计算所述待测液体中所述无机水合离子的浓度ci：

ci＝a*(i1–i0)，所述a是由标准溶液校准得到的已知修正因子。

在一种可能的实现方式中，所述阀控进样单元包括第八阀门子单元(vd08)、第九阀门子单元(vd09)、第十阀门子单元(vd10)、第十一阀门子单元(vd11)、第十二阀门子单元(vd12)和第二动力单元，其中：所述第八阀门子单元(vd08)包括旋转多路阀，所述旋转多路阀提供第一端口(a1)、第二端口(b1)、第三端口(c1)、第四端口(d1)、第五端口(a2)、第六端口(b2)、第七端口(c2)和第八端口(d2)，在所述旋转多路阀的第一连通状态下，第一端口(a1)和第五端口(a2)连通、第二端口(b1)和第六端口(b2)连通、第三端口(c1)和第七端口(c2)连通、第四端口(d1)和第八端口(d2)连通，在所述旋转多路阀的第二连通状态下，第一端口(a1)和第六端口(b2)连通、第二端口(b1)和第七端口(c2)连通、第三端口(c1)和第八端口(d2)连通、第四端口(d1)和第五端口(a2)连通；所述第九阀门子单元(vd09)提供一个固定端(901)和一个或多个可切换端(903)；所述第十阀门子单元(vd10)提供一个固定端(1001)和一个或多个可切换端(1003)；所述第十一阀门子单元(vd11)提供一个固定端(1101)和一个或多个可切换端(1103)；所述第十二阀门子单元(vd12)提供一个固定端(1201)和一个或多个可切换端(1203)；所述第二动力单元是蠕动泵(例如微型蠕动泵)或压电泵(例如微型压电泵)；其中，所述第八阀门子单元(vd08)的第一端口(a1)连通至第二节点(p2)，所述第八阀门子单元(vd08)的第三端口(c1)连通至第一节点(p1)，所述第八阀门子单元(vd08)的第六端口(b2)和第八端口(d2)经由管路连通；所述第九阀门子单元(vd09)的固定端(901)连通至所述第八阀门子单元(vd08)的第五端口(a2)；所述第十阀门子单元(vd10)的固定端(1001)连通至所述第八阀门子单元(vd08)的第七端口(c2)；所述第十一阀门子单元(vd11)的固定端(1101)经由所述第二动力单元连通至所述第八阀门子单元(vd08)的第四端口(d1)；所述第十二阀门子单元(vd12)的固定端(1201)连通至所述第八阀门子单元(vd08)的第二端口(b1)。

在一种可能的实现方式中，提供了一种采用如上所述的装置检测无机水合离子浓度的方法，所述方法包括：

步骤s301，待测液体进入

所述旋转多路阀处于所述第一连通状态，连通所述第九阀门子单元(vd09)的所述固定端(901)与所述一个或多个可切换端(903)中的中的一者，连通所述第十阀门子单元(vd10)的所述固定端(1001)与所述一个或多个可切换端(1003)中的中的一者，使得所述阀控进样单元处于所述第二状态，并且使得所述第一动力单元处于工作状态，待测液体经由与所述第十阀门子单元(vd10)的所述固定端(1001)连通的可切换端(1003)进入所述装置，流经所述第十阀门子单元(vd10)、所述串联通路以及所述第九阀门子单元(vd09)，多余液体经由与所述第九阀门子单元(vd09)的所述固定端(901)连通的可切换端(903)排出，进入步骤s302；

步骤s302，第一次测量

使用所述检测单元测量得到此时处于所述液体流通池的液体的吸光度值i0，进入步骤s203；

步骤s303，显色剂进入

所述旋转多路阀处于所述第一连通状态，连通所述第十一阀门子单元(vd11)的所述固定端(1101)与所述一个或多个可切换端(1103)中的中的一者，连通所述第十二阀门子单元(vd12)的所述固定端(1201)与所述一个或多个可切换端(1203)中的中的一者，使得所述阀控进样单元处于所述第二状态，并且使得所述第二动力单元处于工作状态，显色剂经由与所述第十一阀门子单元(vd11)的所述固定端(1101)连通的可切换端(1103)进入所述装置，多余液体经由与所述第十二阀门子单元(vd12)的所述固定端(1201)连通的可切换端(1203)排出，进入步骤s304；

步骤s304，环路混合

所述旋转多路阀处于所述第二连通状态，使得所述阀控进样单元处于所述第一状态，并且使得所述第一动力单元和所述混合单元处于工作状态，以使得刚进入的显色剂与所述装置中原有液体充分混合，并完成显色反应，如果需要添加多种显色剂，则重复所述步骤s303和所述步骤s304，直至完成所述多种显色剂的添加以及相应的显色反应后进入步骤s305；

步骤s305，第二次测量

使用所述检测单元测量得到此时处于所述液体流通池的液体的吸光度值i1，进入步骤s306；

步骤s306，计算所述待测液体中所述无机水合离子的浓度ci：

ci＝a*(i1–i0)，所述a是由标准溶液校准得到的已知修正因子。

环流分析技术是近几年兴起的新型分析方法，其化学反应完全，易于实现小型化。本公开中，通过将阀控进样单元配置成不同状态，使得液体通路的拓扑结构能够灵活地在闭合环路和开路间切换，而且能够满足在一个检测周期内多次切换的需要。因此，应用本公开，非常便于实施环流分析技术，且该装置结构简单，易于实现小型化，并且易于使用，给水体监测提供了极大的便利。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出了根据本公开的一个示例性实施例的用于检测无机水合离子浓度的装置的结构框图。

图2示出了根据本公开的一个示例性实施例的用于检测无机水合离子浓度的装置的结构示意图。

图3示出了一种示例性的一接三阀门。

图4示出了根据本公开的一个示例性实施例的用于检测无机水合离子浓度的装置的结构示意图。

图5示出了根据本公开的一个示例性实施例的用于检测无机水合离子浓度的装置的结构示意图。

图6示出了根据本公开的一个示例性实施例的用于检测无机水合离子浓度的装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1示出了根据本公开的一个示例性实施例的用于检测无机水合离子浓度的装置的结构框图。如图1所示，该装置包括在第一节点p1和第二节点p2间的、由第一动力单元a、混合单元b、检测单元c组成的串联通路、两端分别与第一节点p1和第二节点p2连通的阀控进样单元d以及连接管路，液体经由阀控进样单元d进入所述装置并在所述装置中流动。

第一动力单元a提供动力以经由所述阀控进样单元d吸入液体。在一些情况下，第一动力单元a还可以提供动力以用于加快液体在所述管路中的流动速度。混合单元b用以促进进入所述混合单元的液体混合。检测单元c包括液体流通池c3、光源c1和吸光度检测器c2，用以检测处于所述液体流通池c3的液体的吸光度值。在所述阀控进样单元d处于第一状态的情况下，第一节点p1和第二节点p2连通，构成闭合环路；在所述阀控进样单元d处于第二状态的情况下，第一节点p1和第二节点p2不连通，构成开路。

本领域技术人员可以理解的是，图1仅是示例，并不用于限定第一动力单元a、混合单元b、检测单元c的串联顺序，也不用于限定第一节点p1和第二节点p2位置，即只要满足这三个单元串联在p1、p2这两个点之间即可，其可以以任意顺序串联，p1也可以是该串联通路任一侧的端点。

图1所示的装置，通过调节阀控进样单元状态，其液体通路的拓扑结构能够灵活地在闭合环路和开路间自由切换，非常便于实施环流分析技术。该装置还具有结构简单，易于实施小型化以及易于使用等优点。

上述示例中的第一动力单元a可以是蠕动泵(例如微型蠕动泵)或压电泵(例如微型压电泵)，也可以是本领域技术人员认为适用的其他任意设备。

上述示例中的混合单元b可以是搅拌式混合单元、超声混合单元或结构混合单元，所述结构混合单元包括腔体和置于所述腔体内的环绕管路。上述混合单元b也可以是本领域技术人员认为适用的其他任意设备。

图2示出了上述示例性实施例的一种可能的实现方式中。如图2所示，阀控进样单元d可以包括第一阀门子单元vd01、第二阀门子单元vd02、第三阀门子单元vd03。

所述第一阀门子单元vd01可以提供固定端101、第一可切换端102和一个或多个第二可切换端103。所述第二阀门子单元vd02可以提供固定端201、第一可切换端202和一个或多个第二可切换端203。所述第三阀门子单元vd03可以提供固定端301、第一可切换端302和一个或多个第二可切换端303。

所述第一阀门子单元vd01的固定端101可以连通至第二节点p2，所述第一阀门子单元vd01的第一可切换端102可以连通至所述第二阀门子单元vd02的固定端201。

所述第二阀门子单元vd02的第一可切换端202可以连通至所述第三阀门子单元的第一可切换端302。

所述第三阀门子单元vd03的固定端301可以连通至第一节点p1。

在上述实现方式中，待测液体可以通过第二阀门子单元vd02的任意第二可切换端203进入该装置。第二可切换端203的数量可根据需要设置(例如，多个，图2所示为2个)。例如，如需要为5种待测液体提供入口，则可提供5个第二可切换端203，从而节省了大量更换试剂袋的工作，能够节省时间并且有利于提高实验结果的精度。

在上述实现方式中，显色剂可以通过第一阀门子单元vd01的任意第二可切换端103进入该装置。同理，第二可切换端103的数量可根据需要设置(例如，多个，图2所示为2个)。例如，如需要为5种显色剂提供入口，则可提供5个第二可切换端103，从而节省了大量更换试剂袋的工作，能够节省时间并且有利于提高实验结果的精度。而且，根据本实现方式的拓扑结构，用于接入显色剂第一阀门子单元vd01可被纳入第一状态下的闭合环路中，这能大大节省显色剂的用量，既可节省成本，也有利于环境保护。

在上述实现方式中，实验过程的多余液体和实验结束后的废液均可以通过第三阀门子单元vd03的任意第二可切换端303排出。同理，第二可切换端303的数量可根据需要设置(例如，多个，图2所示为2个)。例如，可以对排除液体分类，例如，可分为有害液体和无害液体，并将其分别排入接在不同端口的废液收集袋，这有利于保护环境，而且无需增加额外的操作。

本领域技术人员可以理解的是，图2中给出的阀门子单元vd01、vd02和vd03的结构都是示例性的。例如，图2中vd01是通过两个串联的1接2阀门实现对外提供2个第二可切换端103，也可采用如图3所示的一接三阀门实现同样的效果，即根据本公开，图3所示的结构和图2中的vd01被视为等同。本公开不限定阀门子单元内部的具体实现结构，本领域技术人员可采用其认为适合的任意方式来实现相应结构。基于相同的理由，如非明确指出，本公开也不限定以下将介绍的其他实现方式中任何阀门子单元的具体实现结构。

本领域技术人员可以理解的是，本公开不对阀门子单元vd01、vd02和vd03的进口端和出口端进行限定，本领域技术人员可以根据需要选择单向流通或者双向流通的阀门，液体的流通方向可以由阀门配合动力单元(例如第一动力单元a)来控制，这些都可以根据实验需求等因素来确定。例如，图2中的阀门子单元vd01、vd02可以是多进一出的结构，也可以是双向连通的结构；图2中的阀门子单元vd03可以是一进多出的结构，也可以是双向连通的结构。基于相同的理由，如非明确指出，本公开也不限定以下将介绍的其他实现方式中任何阀门子单元的进口端和出口端。

以下示出了采用图2所述的装置检测无机水合离子浓度的一种示例性方法的步骤。所述方法可以包括：

步骤s101，待测液体进入

可以连通所述第一阀门子单元vd01的所述固定端101与所述第一可切换端102，可以连通所述第二阀门子单元vd02的所述固定端201与所述一个或多个第二可切换端203中的中的一者(例如，如箭头h对应的第二可切换端203)，可以连通所述第三阀门子单元vd03的所述固定端301与所述一个或多个第二可切换端303中的中的一者(例如，如箭头e对应的第二可切换端303)，使得所述阀控进样单元d处于所述第二状态，并且可以使得所述第一动力单元a处于工作状态，待测液体经由与所述第二阀门子单元vd02的所述固定端201连通的第二可切换端203进入所述装置(例如，如箭头h所示)，流经所述第二阀门子单元vd02、所述第一阀门子单元vd01、所述串联通路以及所述第三阀门子单元vd03，多余液体经由与所述第三阀门子单元vd03的所述固定端301连通的第二可切换端303排出(例如，如箭头e所示)，进入步骤s102；

步骤s102，第一次测量

使用所述检测单元c测量得到此时处于所述液体流通池的液体的吸光度值i0，进入步骤s103；

步骤s103，显色剂进入

可以连通所述第一阀门子单元vd01的所述固定端101与所述一个或多个第二可切换端103中的一者(例如，箭头a对应的第二可切换端103)，可以连通所述第三阀门子单元vd03的所述固定端301与所述一个或多个第二可切换端303中的中的一者(例如，箭头f对应的第二可切换端303)，使得所述阀控进样单元d处于所述第二状态，并且可以使得所述第一动力单元a处于工作状态，使得所述显色剂经由与所述第一阀门子单元vd01的所述固定端101连通的第二可切换端103进入所述装置(例如，如箭头a所示)，流经所述第一阀门子单元vd01、所述串联通路以及所述第三阀门子单元vd03，多余液体经由与所述第三阀门子单元vd03的所述固定端301连通的第二可切换端303排出(例如，如箭头f所示)，进入步骤s104；

步骤s104，环路混合

可以连通所述第一阀门子单元vd01的所述固定端101与所述第一可切换端102，可以连通所述第二阀门子单元vd02的所述固定端201和所述第一可切换端202，可以连通所述第三阀门子单元vd03的所述固定端301和所述第一可切换端302，使得所述阀控进样单元处于所述第一状态，并且可以使得所述第一动力单元a和所述混合单元b处于工作状态，以使得刚进入的显色剂与所述装置中原有液体充分混合，并完成显色反应，如果需要添加多种显色剂，则重复所述步骤s103和所述步骤s104，直至完成所述多种显色剂的添加以及相应的显色反应后进入步骤s105；

步骤s105，第二次测量

使用所述检测单元c测量得到此时处于所述液体流通池的液体的吸光度值i1，进入步骤s106；

步骤s106，计算所述待测液体中所述无机水合离子的浓度ci：

ci＝a*(i1–i0)，所述a是由标准溶液校准得到的已知修正因子。

本领域技术人员可以理解的是，上述方法中，检测单元c所使用的检测波长是根据作为检测目标的无机水合离子来确定的。其他实现方式也是同理，不再一一赘述。

本领域技术人员可以理解的是，上述方法中，在步骤s101中，注入装置的待测液体的量可以通过装置中连通部分的容积来确定；在步骤s103中，每次注入装置的显色剂的量可以通过第一动力单元a来确定，例如第一动力单元a的流速x时间。

本领域技术人员所公知的，在实验开始前和/或后，可对装置进行清洗，例如，可将装置配置为某种连通状态并注入清洗剂，清洗剂可清洗其流过的管路和器件，具体如何洗涤，可根据需要进行，本公开对此不作限制。为描述简要，不再强调以下其他实验方法对应的洗涤方式。

图4示出了图1所示的示例性实施例的一种可能的实现方式中。如图4所示，阀控进样单元d可以包括第四阀门子单元vd04、第五阀门子单元vd05、第六阀门子单元vd06、第七阀门子单元vd07和第二动力单元e。第二动力单元e可以是蠕动泵(例如微型蠕动泵)或压电泵(例如微型压电泵)。

所述第四阀门子单元vd04可以提供固定端401、第一可切换端402和一个或多个第二可切换端403。所述第五阀门子单元vd05可以提供固定端501、第一可切换端502和一个或多个第二可切换端503。所述第六阀门子单元可以提供固定端601、第一可切换端602和一个或多个第二可切换端603。所述第七阀门子单元可以提供固定端701、第一可切换端702和一个或多个第二可切换端703。

所述第四阀门子单元vd04的固定端401可以连通至第二节点p2，所述第四阀门子单元vd04的第一可切换端402可以连通至所述第五阀门子单元vd05的第一可切换端502。

所述第五阀门子单元vd05的固定端501可以连通至所述第六阀门子单元vd06的固定端601。

所述第六阀门子单元vd06的第一可切换端602可以连通至所述第七阀门子单元vd07的第一可切换端702。

所述第七阀门子单元vd07的固定端701可以连通至第一节点p1。

本实现方式中，第二动力单元e有两种连接方式。第一种，如图4所示，所述第二动力单元e可以连接在所述第五阀门子单元vd05的固定端501和所述第六阀门子单元vd06的固定端601之间，即所述第五阀门子单元vd05的固定端501可以经由所述第二动力单元e连通至所述第六阀门子单元vd06的固定端601。第二种(未示出)，第二动力单元e可以嵌入所述第六阀门子单元vd06中间，即所述第六阀门子单元vd06可以包括阀门61和阀门62，阀门61可以提供所述固定端601、所述第一可切换端602、内部可切换端inner_61a，阀门62可以提供内部固定端inner_62a和所述一个或多个第二可切换端603，阀门61的内部可切换端inner_61a可以经由所述第二动力单元e连通至阀门62的内部固定端inner_62a。在第二种方式下，在所述装置闭合环路时，第二动力单元e未被纳入该闭合环路，在一定程度上给清洗装置带来方便，即不需特别地清洗第二动力单元e。

在上述实现方式中，待测液体可以通过第七阀门子单元vd07的任意第二可切换端703进入该装置。第二可切换端703的数量可根据需要设置(例如，多个，图4所示为2个)。例如，如需要为5种待测液体提供入口，则可提供5个第二可切换端703，从而节省了大量更换试剂袋的工作，能够节省时间并且有利于提高实验结果的精度。

在上述实现方式中，显色剂可以通过第六阀门子单元vd06的任意第二可切换端603进入该装置。同理，第二可切换端603的数量可根据需要设置(例如，多个，图2所示为4个)。例如，如需要为5种显色剂提供入口，则可提供5个第二可切换端603，从而节省了大量更换试剂袋的工作，能够节省时间并且有利于提高实验结果的精度。以下介绍的其他实现方式类似，不再一一赘述。在该实现方式中，用于接入显色剂第六阀门子单元vd06可被纳入第一状态下的闭合环路中，这能大大节省显色剂的用量，既可节省成本，也有利于环境保护。

在上述实现方式中，第四阀门子单元vd04的一个或多个第二可切换端403和第五阀门子单元vd05的一个或多个第二可切换端503均可排出液体，如上所述，其数量均可根据需要设置(例如，多个，图4中均示出为1个)。

图5示出了根据图4变形得到的一个示例性实施例，其余部分均可与图4所示的实施例类似，其区别在于该示例性实施例未将第一动力单元a纳入连通的闭环回路中。如图5所示，该装置包括在第一节点p1和第二节点p2间的由混合单元b、检测单元c组成的串联通路、两端分别与第一节点p1和第二节点p2连通的阀控进样单元d以及连接管路，液体经由所述阀控进样单元d进入所述装置并在所述装置中流动。

所述阀控进样单元d包括第四阀门子单元、第五阀门子单元、第六阀门子单元、第七阀门子单元、第一动力单元a和第二动力单元e。

所述第四阀门子单元提供固定端401、第一可切换端402和一个或多个第二可切换端403。

所述第五阀门子单元提供固定端501、第一可切换端502和一个或多个第二可切换端503。

所述第六阀门子单元提供固定端601、第一可切换端602和一个或多个第二可切换端603。

所述第七阀门子单元提供固定端701、第一可切换端702和一个或多个第二可切换端703。

所述第一动力单元a是蠕动泵(例如微型蠕动泵)或压电泵(例如微型压电泵)；

所述第二动力单元e是蠕动泵(例如微型蠕动泵)或压电泵(例如微型压电泵)；

所述第四阀门子单元的固定端401连通至第二节点p2，所述第四阀门子单元的第一可切换端402连通至所述第五阀门子单元的第一可切换端502。

所述第五阀门子单元的固定端501经由所述第二动力单元连通至所述第六阀门子单元的固定端601。

所述第六阀门子单元的第一可切换端602连通至所述第七阀门子单元的第一可切换端702。

所述第七阀门子单元的固定端701连通至第一节点p1，所述第七阀门子单元包括阀门71和阀门72，阀门71提供所述固定端701、所述第一可切换端702、内部可切换端inner_71a，阀门72提供内部固定端inner_72a和所述一个或多个第二可切换端703，阀门71的内部可切换端inner_71a经由所述第二动力单元连通至阀门72的内部固定端inner_72a。

类似地，本实现方式中各个阀门子单元提供的第二可切换端可以是多个，以便于节省更换试剂袋的工作，进而节省实验时间并且有利于提高实验结果的精度。

以下示出了采用图4或图5所述的装置检测无机水合离子浓度的一种示例性方法的步骤。所述方法可以包括：

步骤s201，待测液体进入

可以连通所述第七阀门子单元vd07的所述固定端701与所述一个或多个第二可切换端703中的一者(例如，箭头h对应的第二可切换端703)，可以连通所述第四阀门子单元vd04的所述固定端401与所述一个或多个第二可切换端403中的中的一者(例如，箭头e对应的第二可切换端403)，使得所述阀控进样单元d处于所述第二状态，并且使得所述第一动力单元a处于工作状态，待测液体可以经由与所述第七阀门子单元vd07的所述固定端701连通的第二可切换端703进入所述装置(例如，如箭头h所示)，流经所述第七阀门子单元vd07、所述串联通路以及所述第四阀门子单元vd04，多余液体可以经由与所述第四阀门子单元vd04的所述固定端401连通的第二可切换端403排出(例如，如箭头e所示)，进入步骤s202；

步骤s202，第一次测量

使用所述检测单元c测量得到此时处于所述液体流通池的液体的吸光度值i0；

步骤s203，显色剂进入

可以连通所述第六阀门子单元vd06的所述固定端601与所述一个或多个第二可切换端603中的一者(例如，箭头a对应的第二可切换端603)，可以连通所述第五阀门子单元vd05的所述固定端501与所述一个或多个第二可切换端503中的一者(例如，箭头f对应的第二可切换端503)，使得所述阀控进样单元d处于所述第二状态，并且可以使得所述第二动力单元e处于工作状态，显色剂可以经由与所述第六阀门子单元vd06的所述固定端601连通的第二可切换端603进入所述装置(例如，如箭头a所示)，多余液体可以经由与所述第四阀门子单元vd04的所述固定端401连通的第二可切换端403排出(例如，如箭头f所示)；

步骤s204，环路混合

可以连通所述第七阀门子单元vd07的所述固定端701与所述第一可切换端702，可以连通所述第六阀门子单元vd06的所述固定端601和所述第一可切换端602，可以连通所述第五阀门子单元vd05的所述固定端501和所述第一可切换端502，可以连通所述第四阀门子单元vd04的所述固定端401和所述第一可切换端402，使得所述阀控进样单元d处于所述第一状态，并且可以使得接入所述闭合环路的动力单元(可能是a或e，也可能是a和e，由拓扑结构决定)和所述混合单元b处于工作状态，以使得刚进入的显色剂与所述装置中原有液体充分混合，并完成显色反应，如果需要添加多种显色剂，则重复所述步骤s203和所述步骤s204，直至完成所述多种显色剂的添加以及相应的显色反应后进入步骤s205；

步骤s205，第二次测量

使用所述检测单元c测量得到此时处于所述液体流通池的液体的吸光度值i1，进入步骤s206；

步骤s206，计算所述待测液体中所述无机水合离子的浓度ci：

ci＝a*(i1–i0)，所述a是由标准溶液校准得到的已知修正因子。

本领域技术人员可以理解的是，本公开不限定首次执行步骤s203时，步骤s203与步骤s201、202之间的执行顺序。例如，可以步骤s202结束后，首次执行步骤s203；也可以在步骤s201之前，首次执行步骤s203；或者并行执行；或者部分并行执行。只要确保在步骤s202和首次执行的步骤s203都结束后执行步骤s204即可。

本领域技术人员可以理解的是，上述方法中，在步骤s201中，注入装置的待测液体的量可以通过装置中连通部分的容积来确定；在步骤s203中，每次注入装置的显色剂的量可以通过装置中连通部分的容积来确定。

图6示出了图1所示的示例性实施例的一种可能的实现方式中。如图6所示，所述阀控进样单元d可以包括第八阀门子单元vd08、第九阀门子单元vd09、第十阀门子单元vd10、第十一阀门子单元vd11、第十二阀门子单元vd12和第二动力单元e。

所述第八阀门子单元vd08可以包括旋转多路阀，所述旋转多路阀可以提供端口第一端口a1、第二端口b1、第三端口c1、第四端口d1、第五端口a2、第六端口b2、第七端口c2和第八端口d2，在所述旋转多路阀的第一连通状态下，第一端口a1和第五端口a2连通、第二端口b1和第六端口b2连通、第三端口c1和第七端口c2连通、第四端口d1和第八端口d2连通，在所述旋转多路阀的第二连通状态下，第一端口a1和第六端口b2连通、第二端口b1和第七端口c2连通、第三端口c1和第八端口d2连通、第四端口d1和第五端口a2连通。

所述第九阀门子单元vd09可以提供一个固定端901和一个或多个可切换端903。所述第十阀门子单元vd10可以提供一个固定端1001和一个或多个可切换端1003。所述第十一阀门子单元vd11可以提供一个固定端1101和一个或多个可切换端1103。所述第十二阀门子单元vd12可以提供一个固定端1201和一个或多个可切换端1203。

所述第二动力单元e可以是蠕动泵(例如微型蠕动泵)或压电泵(例如微型压电泵)。

所述第八阀门子单元vd08的端口a1可以连通至第二节点p2。所述第八阀门子单元vd08的端口c1可以连通至第一节点p1。所述第八阀门子单元vd08的端口b2和d2可以经由管路连通。所述第九阀门子单元vd09的固定端901可以连通至所述第八阀门子单元vd08的端口a2。所述第十阀门子单元vd10的固定端1001可以连通至所述第八阀门子单元vd08的端口c2。所述第十一阀门子单元vd11的固定端1101可以经由所述第二动力单元e连通至所述第八阀门子单元vd08的端口d1。所述第十二阀门子单元vd12的固定端1201可以连通至所述第八阀门子单元vd08的端口b1。

类似地，在上述实现方式中，阀门子单元vd09、vd10、vd11和vd12中任意阀门子单元的可切换端可以是多个，以便于节省更换试剂袋的工作，进而节省实验时间并且有利于提高实验结果的精度。

以下示出了采用图6所述的装置检测无机水合离子浓度的一种示例性方法的步骤。所述方法可以包括：

步骤s301，待测液体进入

所述旋转多路阀可以处于所述第一连通状态，可以连通所述第九阀门子单元的所述固定端901与所述一个或多个可切换端903中的中的一者(例如，箭头e对应的可切换端903)，可以连通所述第十阀门子单元的所述固定端1001与所述一个或多个可切换端1003中的中的一者(例如，箭头h对应的可切换端1003)，使得所述阀控进样单元d处于所述第二状态，并且可以使得所述第一动力单元处于工作状态，待测液体经由与所述第十阀门子单元的所述固定端1001连通的可切换端1003进入所述装置(例如，如箭头h所示)，流经所述第十阀门子单元、所述串联通路以及所述第九阀门子单元，多余液体经由与所述第九阀门子单元的所述固定端901连通的可切换端903排出(例如，如箭头e所示)，进入步骤s302；

步骤s302，第一次测量

使用所述检测单元c测量得到此时处于所述液体流通池的液体的吸光度值i0，进入步骤s203；

步骤s303，显色剂进入

所述旋转多路阀可以处于所述第一连通状态，可以连通所述第十一阀门子单元的所述固定端1101与所述一个或多个可切换端1103中的中的一者(例如，箭头a对应的可切换端1103)，连通所述第十二阀门子单元的所述固定端1201与所述一个或多个可切换端1203中的中的一者(例如，箭头g对应的可切换端1203)，使得所述阀控进样单元d处于所述第二状态，并且使得所述第二动力单元处于工作状态，显色剂可以经由与所述第十一阀门子单元的所述固定端1101连通的可切换端1103进入所述装置(例如，如箭头a所示)，多余液体经由与所述第十二阀门子单元的所述固定端1201连通的可切换端1203排出(例如，如箭头g所示)，进入步骤s304；

步骤s304，环路混合

所述旋转多路阀可以处于所述第二连通状态，使得所述阀控进样单元处于所述第一状态，并且可以使得所述第一动力单元和所述混合单元处于工作状态，以使得刚进入的显色剂与所述装置中原有液体充分混合，并完成显色反应，如果需要添加多种显色剂，则可以重复所述步骤s303和所述步骤s304，直至完成所述多种显色剂的添加以及相应的显色反应后进入步骤s305；

步骤s305，第二次测量

使用所述检测单元c测量得到此时处于所述液体流通池的液体的吸光度值i1，进入步骤s306；

步骤s306，计算所述待测液体中所述无机水合离子的浓度ci：

ci＝a*(i1–i0)，所述a是由标准溶液校准得到的已知修正因子。

本领域技术人员可以理解的，在采用如图4所示的装置进行检测后，可在闭合环路和开路的情况下，分别清洗，例如，环路、开路、环路、开路、……，交错清洗多次，以确保彻底清洗该装置。

本领域技术人员可以理解的是，本公开不限定首次执行步骤s303时，步骤s303与步骤s301、302之间的执行顺序。例如，可以步骤s302结束后，首次执行步骤s303；也可以在步骤s301之前，首次执行步骤s303；或者并行执行；或者部分并行执行。只要确保在步骤s302和首次执行的步骤s303都结束后执行步骤s304即可。

如上所示的各个示例中，连通管路的内径可以再10um-1000um之间，连通管路的长度可以在5cm-50cm之间。

本领域技术人员可以理解的是，上述方法中，在步骤s301中，注入装置的待测液体的量可以通过装置中连通部分的容积来确定；在步骤s303中，每次注入装置的显色剂的量可以通过端口d2和b2间的连通管路的容积来确定。

需要说明的是，尽管以上以示例的形式对本公开进行了介绍，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定实现细节。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。