一种泳池水质多参数组合在线监测仪的制作方法

1.本实用新型涉及水质监测领域，更具体地说，涉及一种泳池水质多参数组合在线监测仪。


背景技术：

2.本部分的描述仅提供与本实用新型公开相关的背景信息，而不构成现有技术。
3.随着人们对健康与环境重视程度的不断提升,各类水质在线检测的要求也相应全面和细分,所涉及的水质检测对象也越来越丰富,不仅仅是排放污水、环境水，还包括了像泳池水这样的特殊应用。2019年11月1日颁布实施的gb37488
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2019《公共场所卫生指标及限值要求》和gb37489.3
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2019《公共场所设计卫生规范第3部分：人工游泳场所》中明确了在游泳场所设计、建造和使用中，必须包含水质在线监测设备，同时还从卫生/消毒、物理及污染三个方面，规定了所需要监测的水质指标和相关限值。具体地说，有余氯、浊度、ph值、orp、尿素和水温等。通常情况下，如果需要满足前述监测要求，往往是在同一检测点，需要同时安装数台单指标专业在线检测仪器来完成，这样不但占地空间大、能耗高而且建设成本也非常昂贵。
4.应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本实用新型的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是提供一种泳池水质多参数组合在线监测仪。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种泳池水质多参数组合在线监测仪，所述的监测仪包括试剂装置、定量取液装置、消解装置、光源装置、比色测量装置，所述试剂装置用于提供化学试剂；所述定量取液装置用于定量抽取被测水样以及定量抽取所述试剂装置中存放的化学试剂；所述消解装置用于为所述被测水样和化学试剂提供检测所需的化学反应环境；所述光源装置用于生成全光谱光源；所述比色测量装置用于将所述全光谱光源分成若干单色光、再生成全光谱的扫描结果，所述定量取液装置包括蠕动泵、定量取液器和多通道液体切换阀，所述多通道液体切换阀用于对所述被测水样、化学试剂进行选择与切换；所述定量取液器用于对所述多通道液体切换阀选择的被测水样、化学试剂进行精确定量取样；所述蠕动泵用于对所述定量取液器精确定量取样的被测水样、化学试剂提供搬运动力。
7.优选地，所述的多通道液体切换阀包括，阀体座，开设有多个液体流通通道，其中一个所述的液体流通通道为公共通道，其他的液体流通通道为被选液体通道；阀芯，所述的阀芯与所述的阀体座相对设置，所述的阀芯的与所述的阀体座相对的表面开设有一沿径向设置的条形槽，所述的条形槽的第一端经过阀芯的转动轴线，所述的条形槽的第二端从阀芯延伸至靠近阀芯侧壁的位置；步进电机，用于驱动所述的阀芯相对所述的阀体座绕一转
动轴线旋转，所述的公共通道与所述的条形槽的第一端相连通，所述的阀芯在绕转动轴线旋转的过程中，所述的条形槽的第二端能够依次与多个被选液体通道相连通，所述的阀芯为蓝宝石材料制成，所述的蓝宝石为单晶氧化铝，所述的阀体座为四氟乙烯材料制成。
8.优选地，所述的液体切换阀还包括阀盖及多通道阀体，所述的阀盖固定在所述的多通道阀体上，所述的阀体座设于所述的阀盖内，所述的阀体座上开设有15个沿径向延伸的均匀排布的液体流通通道，相邻的两个液体流通通道之间的夹角为24
°
。
9.优选地，所述的阀芯安装在一阀芯座上，所述的步进电机包括一连接轴，所述的连接轴连接有万向轴，所述的步进电机通过连接轴和万向轴的传导，驱动所述的阀芯座发生转动，所述的步进电机安装在一电机座上，所述的多通道阀体固定在所述的电机座上。
10.优选地，所述的多通道液体切换阀还包括多个多通道管路，所述的多通道管路安装在所述的阀盖上，分别与所述的液体流通通道相连通，所述的多通道管路并沿阀盖的周向均匀排布。
11.优选地，所述的监测仪包括控制模块及ph/orp/温度计，所述控制模块用于对水质监测过程进行控制；所述控制模块还用于根据所述扫描结果生成检测数据并将所述检测数据通过网络远程传输，所述ph/orp/温度计用于在所述控制模块的作用下对所述被测水样的ph值、orp和温度进行检测，并将检测结果采用基于modbus协议的rs485串口通讯传输至所述控制模块。
12.优选地，所述消解装置包括：消解瓶、电加热器和温度、压力传感器，所述消解瓶用于放置定量抽取的被测水样和化学试剂；所述温度、压力传感器用于将所述消解瓶的当前温度及压力参数传输至所述控制模块；所述加热器用于在所述控制模块的作用下为所述消解瓶提供具有合适的温度和压力的检测所需的化学反应环境。
13.优选地，所述比色测量装置包括：流动比色皿和光谱仪，所述流动比色皿用于放置被测水样和化学试剂经化学反应后的结果溶液；所述光谱仪用于在控制模块的作用下采用物理光学上的窄缝原理，将所述全光谱光源分成若干单色光、再结合相应光敏传感技术，生成全光谱的扫描结果。
14.优选地，所述光源装置包括氘灯、或钨灯、或氘灯和钨灯的组合以及电子开关，所述氘灯、钨灯或氘灯和钨灯的组合用于生成全光谱光源，所述电子开关用于根据需要对所述全光谱光源进行开启和遮挡。
15.优选地，所述全光谱光源的波长为200nm～800nm。
16.借由以上的技术方案，本实用新型的有益效果如下：
17.本实用新型的泳池水质多参数组合在线监测仪，结合自动化在线仪器必备的功能模块，例如试剂切换与定量加注模块、全光谱光源模块、完成高温/高压条件的化学消解模块、流动比色皿以及电化学法的部分检测模块，在工业平板电脑的控制下组成一种泳池水质多参数组合在线监测仪，它可以根据实际检测需要同时完成对泳池水质余氯、浊度、尿素、ph值、orp和水温等指标的同时检测或3～5指标的组合检测，满足不同场所的各种需要。这样的发明最显著的特点就是具有非常大的灵活性，方便满足不同场合泳池水质检测的相关需要，便于普及应用；同时采用多指标组合的形式，使得性能价格比大幅提升，还可以减少占地和能耗等资源。
附图说明
18.图1是本实用新型的监测仪的结构示意图。
19.图2是本实用新型的多通道液体切换阀的结构示意图。
20.图3是图2在a
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a方向的剖面结构示意图。
21.1、控制模块，2、试剂装置，3、定量取液装置，4、消解装置，5、光源装置，6、比色测量装置，7、ph/orp/温度计，301、蠕动泵，302、定量取液器，303、多通道液体切换阀，401、消解瓶，402、加热器，403、压力传感器，601、流动比色皿，602、光谱仪；3031、电机座；3032、步进电机；3033、连接轴；3034、万向轴；3035、多通道阀体；3036、阀芯座；3037、阀芯；3038、阀体座；3039、阀盖；30310、多通道管路。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
24.如图1所示，本实用新型提供了一种泳池水质多参数组合在线监测仪，所述的监测仪包括试剂装置2、定量取液装置3、消解装置4、光源装置5、比色测量装置6，所述试剂装置2用于提供化学试剂；所述定量取液装置3用于定量抽取被测水样以及定量抽取所述试剂装置2中存放的化学试剂；所述消解装置4用于为所述被测水样和化学试剂提供检测所需的化学反应环境；所述光源装置5用于生成全光谱光源；所述比色测量装置6用于将所述全光谱光源分成若干单色光、再生成全光谱的扫描结果，所述定量取液装置3包括蠕动泵301、定量取液器302和多通道液体切换阀303，所述多通道液体切换阀303用于对所述被测水样、化学试剂进行选择与切换；所述定量取液器302用于对所述多通道液体切换阀303选择的被测水样、化学试剂进行精确定量取样；所述蠕动泵301用于对所述定量取液器302精确定量取样的被测水样、化学试剂提供搬运动力。所述的监测仪包括控制模块1及ph/orp/温度计7，所述控制模块1用于对水质监测过程进行控制；所述控制模块1还用于根据所述扫描结果生成检测数据并将所述检测数据通过网络远程传输，所述ph/orp/温度计7用于在所述控制模块1的作用下对所述被测水样的ph值、orp和温度进行检测，并将检测结果采用基于modbus协议的rs485串口通讯传输至所述控制模块1。所述消解装置4包括：消解瓶401、电加热器402和温度、压力传感器403，所述消解瓶401用于放置定量抽取的被测水样和化学试剂；所述温度、压力传感器403用于将所述消解瓶401的当前温度及压力参数传输至所述控制模块1；所述加热器402用于在所述控制模块1的作用下为所述消解瓶401提供具有合适的温度和压力的检测所需的化学反应环境。所述比色测量装置6包括：流动比色皿601和光谱仪602，所述流动比色皿601用于放置被测水样和化学试剂经化学反应后的结果溶液；所述光谱仪602用于在控制模块1的作用下采用物理光学上的窄缝原理，将所述全光谱光源分成若干单色光、再结合相应光敏传感技术，生成全光谱的扫描结果。所述光源装置5包括氘灯、或钨灯、或氘
灯和钨灯的组合以及电子开关，所述氘灯、钨灯或氘灯和钨灯的组合用于生成全光谱光源，所述电子开关用于根据需要对所述全光谱光源进行开启和遮挡。所述全光谱光源的波长为200nm～800nm。本实用新型的泳池水质多参数组合在线监测仪，结合自动化在线仪器必备的功能模块，例如试剂切换与定量加注模块、全光谱光源模块、完成高温/高压条件的化学消解模块、流动比色皿601以及电化学法的部分检测模块，在工业平板电脑的控制下组成一种泳池水质多参数组合在线监测仪，它可以根据实际检测需要同时完成对泳池水质余氯、浊度、尿素、ph值、orp和水温等指标的同时检测或3～5指标的组合检测，满足不同场所的各种需要。这样的发明最显著的特点就是具有非常大的灵活性，方便满足不同场合泳池水质检测的相关需要，便于普及应用；同时采用多指标组合的形式，使得性能价格比大幅提升，还可以减少占地和能耗等资源。
25.如图2和3所示，所述的多通道液体切换阀303包括，阀体座3038，开设有多个液体流通通道，其中一个所述的液体流通通道为公共通道，其他的液体流通通道为被选液体通道；阀芯3037，所述的阀芯3037与所述的阀体座3038相对设置，所述的阀芯3037的与所述的阀体座3038相对的表面开设有一沿径向设置的条形槽，所述的条形槽的第一端经过阀芯3037的转动轴线，所述的条形槽的第二端从阀芯3037延伸至靠近阀芯3037侧壁的位置；步进电机3032，用于驱动所述的阀芯3037相对所述的阀体座3038绕一转动轴线旋转，所述的公共通道与所述的条形槽的第一端相连通，所述的阀芯3037在绕转动轴线旋转的过程中，所述的条形槽的第二端能够依次与多个被选液体通道相连通，所述的阀芯3037为蓝宝石材料制成，所述的蓝宝石为单晶氧化铝，所述的阀体座3038为四氟乙烯材料制成。所述的液体切换阀还包括阀盖3039及多通道阀体3035，所述的阀盖3039固定在所述的多通道阀体3035上，所述的阀体座3038设于所述的阀盖3039内，所述的阀体座3038上开设有15个沿径向延伸的均匀排布的液体流通通道，相邻的两个液体流通通道之间的夹角为24
°
。所述的阀芯3037安装在一阀芯座3036上，所述的步进电机3032包括一连接轴3033，所述的连接轴3033连接有万向轴3034，所述的步进电机3032通过连接轴3033和万向轴3034的传导，驱动所述的阀芯座3036发生转动，所述的步进电机3032安装在一电机座3031上，所述的多通道阀体3035固定在所述的电机座3031上。所述的多通道液体切换阀303还包括多个多通道管路30310，所述的多通道管路30310安装在所述的阀盖3039上，分别与所述的液体流通通道相连通，所述的多通道管路30310并沿阀盖3039的周向均匀排布。本实用新型的多通道液体切换阀303，能够提供一种基于蓝宝石阀芯3037的十五通道液体切换阀，可以实现在同一个基于化学法的集成硬件平台上实现同时检测多个指标。例如，通过在sp
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10水质多参数监测仪上的应用，成功实现在一台设备上同时检测饮用水余氯、浊度、耗氧量等3个基于化学分析法的水质指标；再如，通过在sp
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11水质多参数监测仪上的应用，成功完成在一台设备上同时检测泳池水余氯、浊度、尿素等3个基于化学分析法的水质指标。本实用新型的多通道液体切换阀303，在原有多通道阀所允许的外形尺寸范围内通过提高加工精度来增加多通道数。常见最多达9通道的液体切换阀，相邻2通道之间的夹角为40
°
，而增加到15通道以后其夹角就只有24
°
，因此完成对通道与公共通道相连接以及保证各通道间无交叉串扰(即便是在抽液时的负压环境下)就需要更加合理的结构设计和精准的加工。另外，液体切换阀的工作环境也非常特殊，样品中可能有杂物因此需要耐磨，试剂可能是酸性也可能是碱性因此腐蚀性较强、工作环境还有高温、高压因此要不易破损，最后为了液体切换分割清晰无串
扰，就要求阀芯3037与阀体之间在保证旋转切换流畅的前提下做到密和无微小间隙。所以在设计中选用四氟乙烯材料制作阀体座3038，而用蓝宝石材料制作阀芯3037。这样，结构复杂且加工难度大的阀体座3038由易加工的四氟乙烯来制作，加工简单、耐磨、不易破损、平整度高的阀芯3037采用蓝宝石材料，而且两种不同性质的材料会在保证气密性的前提下旋转更加顺畅。
26.本技术的泳池多参数组合在线监测仪的工作步骤包括：定量抽取被测水样以及化学试剂；对所述被测水样和化学试剂提供适当化学反应环境；根据检测需要生成全光谱光源；采用物理光学上的窄缝原理，将所述全光谱光源分成若干单色光、再结合相应光敏传感技术，生成全光谱的扫描结果；采用基于modbus协议的rs485串口通讯，实时获取ph、orp和温度检测数据；根据所述扫描结果生成检测数据，并结合可能获取的ph、orp和温度检测数据一起将其通过网络进行远程传输。
27.以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。