多用水质监测仪的制作方法

本实用新型属于实验室仪器领域，具体涉及一种多用水质监测仪。

背景技术：

目前水质快速监测的COD、氨氮、总氮、正磷酸盐、总无机磷、总磷和高锰酸盐指数和挥发酚等都采用分光光度法。测定分为2个步骤，第一步包括氧化、显色等前处理，第二步分光光度法测定，根据吸光度的增加值或降低值测定监测物质的浓度。目前在相应的国家标准或行业标准多采用单波长测定，如快速消解分光光度法测定COD的HJ/T 399-2007,高浓度COD测定波长600nm±20nm，而低浓度COD测定波长440nm±20nm；测定COD的GB/T29599-2013，高浓度COD测定波长620nm±10nm，低浓度COD测定波长440nm±10nm。水杨酸分光光度法测定水质氨氮HJ 536-2009，测定波长697nm。锅炉用水和冷却水分析方法磷酸盐的测定GB/T 6913-2008的测定波长710nm。水产品中挥发酚残留量的测定分光光度法SC/T 3031-2006的测定波长460nm。用分光光度测定如果水质浑浊或有悬浮物，需要过滤分离，若为氨氮需要预蒸馏，否则因浑浊液显色后，分光光度法测定吸光度因光散射引起假吸收，使吸光度值偏大，使测定结果偏高或偏小(低浓度COD测定原理是基于消解液吸光度的下降，浑浊或悬浮物使吸光度偏大，消解液吸光度变化值偏小，测定值偏小)。尤其是在线监测仪，因浑浊水样使监测吸光度偏大现象常有发生，具体表现在“在线监测”数据很不稳，波动较大，有的波动差异几十倍。监测数据波动大的原因有的是因为分析水样监测物质浓度变化引起，更多的是分析水样浑浊或有悬浮物引起。

为了自动消除浑浊或悬浮物产生光散射引起假吸收使吸光度偏大，使分析结果失真的问题。传统快速水质分析仪是用一个单色器的分光光度计。如果用只有一个单色器的分光光度计可以分别在测定波长λ1和参比波长λ2处测定吸光度，利用两波长处的吸光度差值表示，但在波长λ1和波长2测定的时间间隔较长，间隔时间从几十秒到一分多钟，悬浮物可能飘离光路或飘进光路，因此参比波长不能完全消除漂浮物引起假吸收的干扰。目前理想仪器就是带2个单色器的分光光度计，切光器以很快的速度切换使测定波长λ1和参比波长λ2交替照射在吸收池，透过光照射检测器，检测器以测定波长λ1和参比波长λ2的吸光度差值△A报告结果，在记录系统显示吸光度。但是，为了提供更加完善的功能，目前的双波长分光光度计中采用的单色器能够从波长范围宽广的复合光中分解出任意一种波长的单色光，实现无级调节光波长的功能。因而，这种单色器具有比较复杂的结构，其由入射狭缝、准直镜、色散元件、物镜和出射狭缝构成。但是，在水质快速监测中，只需要检测COD、氨氮、总氮、正磷酸盐、总无机磷、总磷和高锰酸盐等指数。因而只需要数种波长即可，不需要无级调节光波长的功能。

目前市面上采用两个单色器提供双波长的分光光度计的水质监测仪价格比较贵，体积比较大，携带不方便，并且大部分波长在水质监测领域不需要使用。测定水中不同组分时需要将测定波长λ1和参比波长λ2调节到特定的值，现有技术中的水质监测仪调节波长不方便，还没有测定水中多种常见组分的波长快速调节装置。

技术实现要素：

针对现有技术中水质监测仪缺少常见组分的波长快速调节装置以及价格昂贵、体积较大、携带不便等问题，本实用新型的目的在于：提供一种方便调节常见波长、价格低廉、便于携带的一种多用水质监测仪。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种多用水质监测仪，包括光源、切光器、吸收池和检测器和测定结果记录系统，还包括能够旋转的灯座，所述光源为多个单色光源，所述单色光源均设置在灯座上，所述单色光源每两个为一组，所述单色光源以组为单位旋转对称设置，所述单色光源的旋转对称中心为灯座的转动轴；所述切光器包括两个狭缝，两个狭缝的位置分别位于一组单色光源的照射方向上。

采用该技术方案后，将每一组单色光源的波长分别设定为某一种组分的测定波长λ1和参比波长λ2值，当需要测定不同组分时，通过转动灯座，就能方便地根据所要测定的组分，来切换需要使用的波长，并且具有价格低廉、节约成本、便于携带等优点。

优选的，所述灯座上设置有圆锥形灯座孔，所述单色光源安装于灯座孔中。

采用该技术方案后，单色光源的光束聚焦效果更好，光束直接照射到所对应的狭缝中，提高能源的利用率，并且可以避免光束向四周散射，对同组的另一单色光源所对应的狭缝造成干扰。

优选的，在所述灯座孔外侧设置有遮光罩，所述遮光罩的形状为圆筒形。

采用该技术方案后，可以进一步避免光束向四周散射，避免对同组的另一单色光源所对应的狭缝造成干扰。

优选的，所述灯座的中心设置有旋转轴，所述旋转轴上固定连接有被动齿轮，所述被动齿轮上连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮上连接有电机。

采用该技术方案后，电机通过齿轮和旋转轴带动灯座旋转，可以方便地根据需要调节光源的波长。

优选的，所述单色光源采用发光二极管。

采用该技术方案后，由于发光二极管单色性好、发光强度大，可以取消现有技术中的单色器，减小仪器的体积，方便携带，并且发光二极管成本低廉，可以降低水质监测仪的制造成本。

优选的，所述单色光源采用灯泡与滤光片组合。

采用该技术方案后，当没有需要波长的发光二极管时，可以采用灯泡与滤光片来代替。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.将每一组单色光源的波长分别设定在某一种组分的测定波长λ1和参比波长λ2范围内，当需要测定不同组分时，通过转动灯座，就能方便地根据所要测定的组分，来调节需要使用的波长，并且具有价格低廉、节约成本、便于携带等优点。

2.单色光源的光束聚拢效果更好，光束直接照射到所对应的狭缝中，提高能源的利用率，并且可以避免光束向四周散射，对同组的另一单色光源所对应的狭缝造成干扰。

3.可以进一步避免光束向四周散射，避免对同组的另一单色光源所对应的狭缝造成干扰。

4.电机通过齿轮和旋转轴带动灯座旋转，可以方便地根据需要调节光源的波长。

5.由于发光二极管单色性好、发光强度大，可以取消现有技术中的单色器，减小仪器的体积，便于携带，并且发光二极管成本低廉，可以降低水质监测仪的制造成本。

6.当没有需要波长的发光二极管时，可以采用灯泡与滤光片来代替。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是多用水质监测仪剖面结构图；

图2是设置有六组单色光源的圆盘形灯座平面结构图；

图3是设置有四组单色光源的圆盘形灯座平面结构图；

图4是灯座局部结构放大图。

图中，1-外壳，2-灯座，3-单色光源，4-狭缝，5-反光镜，6-切光开关，7-透镜，8-吸收池，9-检测器，10-记录系统，11-旋转轴，12-被动齿轮，13-驱动齿轮，14-电机。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1～图4对本实用新型作详细说明。

如图所示的一种多用水质监测仪，包括外壳1、光源、切光器、吸收池8和检测器9，还包括能够旋转的灯座2，所述光源为多个单色光源3。在本实施例中，所述灯座2为圆盘形，如图2所示为设置有六组单色光源的圆盘形灯座，如图3所示为设置有四组单色光源的圆盘形灯座，所述单色光源3为发光二极管。所述单色光源3均设置在灯座2上，所述单色光源3两个为一组，一组单色光源的波长分别为测定水中某种组分的测定波长λ1和参比波长λ2。例如，测定水中各组分的测定波长λ1和参比波长λ2可参照下表选择。

表1.快速水质监测组分和在线水质监测仪监测组分的发光二极管波长

表1中水质组分的快速监测和在线监测，采用双波长可以消除溶液浑浊或由悬浮物或电压不稳引起的数据波动或数据严重偏大。本实施例中一组双波长由2个发光二极管提供，测定表1中组分的波长可以是表1中提供波长，也可以选择其他波长，但原理相同，选择波长不同，标准曲线的斜率不同。表中没有提到的物质，也可以利用本实施例的仪器，将一组单色光源3更换为适合测定组分的发光二极管，重作标准曲线即可。

每组单色光源3以圆盘形的灯座2的中心旋转对称设置，转动一定角度后，一组单色光源可以转动到另一组单色光源原来的位置。所述切光器包括两个狭缝4，两个狭缝4的位置分别位于一组单色光源3的照射方向上。

优选的，所述灯座2上设置有圆锥形灯座孔，所述单色光源3安装于灯座孔中。圆锥形灯座孔可以保证单色光源3的光束聚拢效果，防止单色光源之间相互干扰。

优选的，在灯座孔上设置一个圆筒形的遮光罩，进一步防止单色光源之间的互相干扰。

优选的，所述圆盘形的灯座2的中心设置有旋转轴11，所述旋转轴11上固定连接有被动齿轮12，所述被动齿轮上连接有驱动齿轮13，所述驱动齿轮13上连接有电机14。本实施例中，电机14带动灯座2转动，实现各组单色光源3之间的切换。在其他实施例中也可以通过手动控制灯座2的转动。所述单色光源3的开关可以通过手动控制，一组单色光源3设置一个开关，当需要使用的单色光源3转动到狭缝对应位置时，打开其开关，其他光源保持关闭状态。进一步的，还可以通过自动控制软件控制电机转动和开关，并且使只有被转动到与狭缝对应位置的单色光源3被点亮。

优选的，所述单色光源3采用发光二极管。本实施例采用廉价的发光二极管作光源，发光二极管作光源的单色性好，发光强度大，可以代替分光光度计的复合光源经单色器后提供的单色光。测定波长λ1和参比波长λ2分别由能够提供相应波长的两个发光二极管提供。

优选的，所述单色光源3采用灯泡与滤光片组合。当没有所需要波长的发光二极管时，由灯泡作为光源配合相应颜色的滤光片提供单色光。

以下具体阐述本实施例的工作方法：

由单色光源3提供测定波长λ1和参比波长λ2，测定标准或样品前先用空白溶液调零。当需要测定水中的某种组分时，转动灯座2，使对应的一组单色光源3对准狭缝4，然后打开开关，单色光通过狭缝4，被反光镜5反射，当切光开关6的状态为“开”时，单色光照射到透镜7上，单色光经过透镜7的折射后变为平行光线，垂直照射到吸收池8上，部分单色光被吸收池8吸收，透过吸收池8的单色光照射到检测器9。两个切光开关6的“开”和“关”的状态刚好相反，以很快的频率交替“开”和“关”。记录仪记录吸光度A，A＝△A＝Aλ1-Aλ2。上述控制系统可参照现有技术中双波长分光光度计中相应的控制系统设置。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。