一种高度集成的便携式气相分子吸收光谱仪的制作方法

1.本发明涉及吸收光谱仪技术领域，特别是一种高度集成的便携式气相分子吸收光谱仪。


背景技术：

2.目前，气相分子吸收光谱仪都是用于实验室检测，市面上尚没有成熟的可以运用于现场应急监测的气相分子吸收光谱仪。实验室仪器具有体积大，配件多，功耗高、便携性差等特点，难以满足现场应急监测的需求。鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种高度集成的便携式气相分子吸收光谱仪，解决了现有的气相分子吸收光谱仪体积大，配件多，功耗高、便携性差等特点，难以满足现场应急监测的需求。
4.实现上述目的本发明的技术方案为：一种高度集成的便携式气相分子吸收光谱仪，包括便携式主机拉杆箱以及便携式配件拉杆箱，所述便携式主机拉杆箱以及便携式配件拉杆箱的外形均以拉杆箱为主，实现移动便携；
5.所述便携式主机拉杆箱采用防水防尘，耐高低温、强承重抗冲击、自动调压的安全箱；
6.所述便携式主机拉杆箱的内部还设置有承重底板，所述承重底板通过弹力胶垫固定在便携式主机拉杆箱底部；
7.所述便携式主机拉杆箱的内部设置有试剂瓶、蠕动泵以及无线wifi信号源；
8.所述承重底板上安装有仪器面板，所述仪器面板通过承重螺柱固定在承重底板上，所述仪器面板作为内外输入输出面板，需要输入输出的部件均安装在仪器面板上；
9.所述便携式主机拉杆箱的内部还安装有进样系统、消解系统、气源系统、反应与分离系统、光电检测系统、无线传输模块、试剂盒模块、电脑显示系统；
10.所述便携式配件拉杆箱的内部包括：移动电源、第一自动进样器、第一进样针、样品盘以及样品管。
11.优选的，所述进样系统由进样器内部、吹扫泵、稳压阀、第一单向阀、第一纯水泵、洗针池、第一废液泵、第一废液瓶以及第二进样针组成。
12.优选的，所述消解系统由紫外灯管、进液管、消解模块外壳以及镇流器组成。
13.优选的，所述气源系统由泵阀支架、气源、净化装置、干燥装置、稳压部件、稳流部件、流量监测部件组成。
14.优选的，所述反应与分离系统由反应模块与分离模块两部分组成。
15.优选的，所述反应模块由保温套、加热体、加热棒、过温保护器、温度传感器、进液管、三通组成。
16.优选的，所述分离模块由气液分离器、支撑架、制冷块、帕尔贴、温度传感器、保温
层、风扇等组成。
17.优选的，所述光电检测系统由光源、光源罩、透镜支架、吸光管支架、吸光管、分光器、检测器、信号处理电路组成。
18.优选的，所述无线传输模块由无线模块、信号增强器组成，所述试剂盒模块由试剂盒、试剂瓶组成。
19.优选的，所述电脑显示系统可以使用平板电脑、笔记本电脑、工控机等，可以选择独立放置或者嵌入式在面板或箱体上盖上。
20.优选的，所述第一自动进样器以及第二自动进样器是由泵阀、样品盘、进样针、进样臂、洗针池、电机、驱动器等组成。
21.利用本发明的技术方案制作的一种高度集成的便携式气相分子吸收光谱仪，具有以下有益效果：
22.1、移动便携性强：拉杆箱式设计、配备移动电源、低功耗设计适用于多种应用场景。
23.2、集成化程度高：不需要外配气源、便携式主机拉杆箱内集成全套反应部件，可满足全项目监测需求。
24.3、使用范围广：可适用于野外、应急检测车、监测船、实验室等。
附图说明
25.图1为本发明所述一种高度集成的便携式气相分子吸收光谱仪的便携式主机拉杆箱结构示意图。
26.图2为本发明所述一种高度集成的便携式气相分子吸收光谱仪的便携式配件拉杆箱结构示意图。
27.图3为本发明所述一种高度集成的便携式气相分子吸收光谱仪的气路液路原理示意图。
28.图1中标号所示：
29.11、便携式主机拉杆箱；12、试剂瓶；13、蠕动泵；14、无线wifi信号源。
30.图2中标号所示：
31.21、便携式配件拉杆箱；22、移动电源；23、自动进样器；24、进样针；25、样品盘；26、样品管。
32.图3中标号所示：
33.31、进样器内部；32、吹扫泵；33、稳压阀；34、单向阀1；35、纯水泵1；36、洗针池；37、废液泵；38、废液瓶；39、进样针；40、样品泵1；41、样品泵2；42、消解泵；43、纯水泵2；44、纯水泵3；45、载液泵；46、氧化泵；47、消解瓶；48、纯水瓶；49、载液瓶；50、氧化瓶；51、单向阀2；52、流量传感器；53、气泵；54、反应瓶；55、进样器；56、尾气口；57、切换阀；58、分离器；59、消解模块；60、加热体；61、废液泵；62、废液瓶；63、吸光管；64、大气平衡口。
具体实施方式
34.下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-3所示，一种高度集成的便携式气相分子吸收光谱仪。
35.通过本领域人员，将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明。
36.实施例：一种高度集成的便携式气相分子吸收光谱仪，包括便携式主机拉杆箱11以及便携式配件拉杆箱21，便携式主机拉杆箱11以及便携式配件拉杆箱21的外形均以拉杆箱为主，实现移动便携；
37.便携式主机拉杆箱11采用防水防尘，耐高低温、强承重抗冲击、自动调压的安全箱；
38.便携式主机拉杆箱11的内部还设置有承重底板，承重底板通过弹力胶垫固定在便携式主机拉杆箱11底部；
39.便携式主机拉杆箱11的内部设置有试剂瓶12、蠕动泵13以及无线wifi信号源14；
40.承重底板上安装有仪器面板，仪器面板通过承重螺柱固定在承重底板上，仪器面板作为内外输入输出面板，需要输入输出的部件均安装在仪器面板上；
41.便携式主机拉杆箱11的内部还安装有进样系统、消解系统、气源系统、反应与分离系统、光电检测系统、无线传输模块、试剂盒模块、电脑显示系统；
42.便携式配件拉杆箱21的内部包括：移动电源22、第一自动进样器5523、第一进样针24、样品盘25以及样品管26。
43.作为优选方案，更进一步的，进样系统由进样器55内部31、吹扫泵32、稳压阀33、第一单向阀34、第一纯水泵3445、洗针池36、第一废液泵37、第一废液瓶38以及第二进样针39组成。
44.作为优选方案，更进一步的，消解系统由紫外灯管、进液管、消解模块59外壳以及镇流器组成。
45.作为优选方案，更进一步的，气源系统由泵阀支架、气源、净化装置、干燥装置、稳压部件、稳流部件、流量监测部件组成。
46.作为优选方案，更进一步的，反应与分离系统由反应模块与分离模块两部分组成。
47.作为优选方案，更进一步的，反应模块由保温套、加热体60、加热棒、过温保护器、温度传感器、进液管、三通组成。
48.作为优选方案，更进一步的，分离模块由气液分离器58、支撑架、制冷块、帕尔贴、温度传感器、保温层、风扇等组成。
49.作为优选方案，更进一步的，光电检测系统由光源、光源罩、透镜支架、吸光管63支架、吸光管63、分光器、检测器、信号处理电路组成。
50.作为优选方案，更进一步的，无线传输模块由无线模块、信号增强器组成，试剂盒模块由试剂盒、试剂瓶12组成。
51.作为优选方案，更进一步的，电脑显示系统可以使用平板电脑、笔记本电脑、工控机等，可以选择独立放置或者嵌入式在面板或箱体上盖上。
52.作为优选方案，更进一步的，第一自动进样器5523以及第二自动进样器55是由泵阀、样品盘25、进样针、进样臂、洗针池36、电机、驱动器等组成。
53.便携式主机拉杆箱11与便携式配件拉杆箱21第一自动进样器5523供电由移动电
源22提供。便携式主机拉杆箱11内进样系统从便携式配件拉杆箱21第一自动进样器5523抽取摆放的试样，从试剂盒内置的试剂瓶12内抽取所需试剂。试剂与样品混合后在反应装置内进行混合反应，生成待测气体。生成的待测气体与气源系统产生的稳定载气混合，并由载气载入气液分离装置。待测气体经由气液分离装置实现气液分离与气体干燥。干燥后的气体继续由载气载入吸光管63，进行吸光度检测。
54.本装置使用便携式拉杆箱设计，相对于现有实验室仪器，方便便携，仪器高度集成，主机内包含杆箱体、仪器面板、承重底板、进样系统、消解系统、气源系统、反应与分离系统、光电检测系统、无线传输模块、试剂盒模块、电脑显示系统等。便携式配件拉杆箱21，便携式配件拉杆箱21内包含大容量第一自动进样器5523及便携电源。便携式专用多盘位第一自动进样器5523(40位)，充分满足现场应急监测的需求。便携式大容量移动电源22，充分满足应急监测前期监测供电需求。同时支持移动电源22与市电供电，可根据实际需求灵活切换选择。无线通讯功能，首无线通创讯气相分子吸收光谱通讯，摆脱传统线束通讯的束缚。高度集成式仪器，将所有监测项目所必须的所有部件及功能全部集成在便携式主机拉杆箱11内。拎箱即走。载气由内置气源提供，且包含气体净化功能，压力及流量调节功能。
55.气相分子吸收光谱仪的测定原理：
56.运用化学蒸汽发生与紫外分光光度法相结合，将样品中的待测组分通过特定的化学反应与装置气化分离，运用气体分子的特征光谱吸收，进行定量检测。其原理符合朗伯—比尔定律。
57.实例：本发明在氨氮检测时的工作原理
58.如图所示，空气通过气泵53、稳压阀33、第二单向阀51与第二进样针39相连，为进样系统提供均质吹扫功能。样品蠕动泵13通过进样管与第二进样针39相连，第二自动进样器55纯水泵管路、主机纯水泵管路接入实验用纯水，载液泵45管路插入氨氮载液中，氧化泵46管路插入氨氮氧化剂中。将取样好的样品管26放在第二自动进样器55样品盘25上，通过转臂和升降电机的控制，使第二进样针39移动至流动洗针池36，对第二进样针39进行彻底的清洗，可防止交叉污染。清洗完毕后，第二进样针39通过转臂电机和升降电机，样品盘25通过转盘电机，使第二进样针39移动并插入设定好的样品管26中，在设定好的工作时序下，通过蠕动泵13的控制完成样品、纯水、氧化剂和载液的自动进样。
59.在温控系统的控制下，使得反应模块中的加热体60工作，达到系统设置的氨氮的反应温度，样品和纯水的混合液进入反应模块，与氧化剂混合，进行氨氮的在线氧化。
60.气源模块，载气(空气)也可外接气源，通过气泵53与稳压阀33相连，后又连接流量传感器52和第二单向阀51，为反应提供稳定可靠的载气。
61.气源模块出来的载气与载液混合后进入反应模块，再与氧化完成的样品混合。在载液的作用下，氧化完成的样品瞬间转化成待测气体，进入气液分离模块，分离出的气体通过帕尔贴制冷系统进行除水后，被载气载入光电检测系统的进行气体吸光度的检测，分离出的液体通过第二废液泵61接入第二废液瓶62。
62.上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。