一种环境监测用危险化学品计量装置及控制方法与流程

本发明涉及危险化学品计量，尤其涉及一种环境监测用危险化学品计量装置及控制方法。

背景技术：

1、环境监测实验室往往会涉及到很多危险的化学品，这些化学物品的不规范使用会引发安全事故。当前危险化学品的管理非常严格，从采购、入库、领用、库存、使用各个环节管理非常严格。

2、环境监测实验室用到的危险化学品同其他检验检测行业实验室用到的种类差不多，包括有毒有害类、易制毒类、易制爆类等。特别是易制毒类、易制爆类危险化学品受到公安部门的严格监管。与一般实验室接受送检样品不同，环境监测行业很多需要到野外现场采集样品，现场采集样品也需要用到危险化学品作为水质样品的固定剂。以浓硫酸为例，在实验室水质分析过程中，很多分析方法需要添加浓硫酸作为消解剂，同时在水质样品采集过程中添加一定体积的浓硫酸确保分析结果准确性，如地表水的总氮测定过程中，采样时一般需要将所采集的水样放在聚乙烯瓶中并加入浓硫酸作为固定剂，调节p h值至1～2，放入冰箱4℃冷藏保存。目前一般环境监测时，采样人员携带盛有化学品的试剂瓶，现场使用，并手工记录加入量，人工操作并记录，一旦缺乏监督或监督不到位，存明显自盗漏洞。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供一种环境监测用危险化学品计量装置及控制方法。

2、第一方面，本发明提供一种环境监测用危险化学品计量装置，包括：箱体，所述箱体内设置用于计量调平用的调平平台，其中，所述调平平台上可拆装电子秤或测量皿，所述调平平台和所述电子秤电连接控制单元；所述调平平台上设置光源，所述调平平台上内对准所述调平平台上测量皿的位置设置接收光模块，所述光源所发光经设置于所述调平平台上的出射光模块射向所述调平平台上的测量皿和接收光模块，所述测量皿的出射光和入射光通过设置于所述调平平台上的接收光模块接收并处理后射向设置于所述调平平台上的光强测量模块，所述光强测量模块检测测量皿的入射光和出射光光强，所述光强测量模块电连接所述控制单元。

3、更进一步地，所述调平平台包括：固定于所述箱体的调平底座，所述调平底座通过立柱支撑放置台，所述调平底座的三个侧面分别设置调平用的舵机，三个所述舵机的输出轴分别设置十字连接器，每个所述十字连接器通过连接板连接转动板，每个所述转动板铰接球铰杆，每个所述球铰杆球接所述放置台底部的球座，所述放置台上设置水平仪，所述水平仪电连接所述控制单元，所述控制单元通过舵机驱动电路电连接所述舵机，所述放置台上设置安装孔，所述安装孔设置电子称或测量皿，所述安装孔处设置有对接所述电子秤的通信接口，通过所述通讯接口将所述电子秤与所述控制单元相连。

4、更进一步地，所述控制单元通信连接gps模块，所述控制单元电连接实时时钟电路，每次测量后，所述控制单元计量测量发生的地点和测量发生的时间，所述控制单元电连接显示器，通过所述显示器显示环境监测用危险化学品计量装置的状态和测量数据。

5、更进一步地，所述箱体内设置可充电蓄电池，所述可充电蓄电池经充电电路电连接设置于所述箱体上的太阳能发电板，所述可充电蓄电池提供24v直流供电，所述可充电蓄电池电连接生成5v和3.3v直流供电的直流降压稳压芯片。

6、更进一步地，所述光源包括：至少两个单波长的光源；所述出射光模块包括：对应单波长的光源的第一准直透镜，对应所述第一准直透镜的第一分光镜，所述第一准直透镜所发出光线经过第一分光镜分光后分成两束，一束直接射向所述接收光模块，另一束射向对应第一分光镜的第一反射镜，所述第一反射镜的反射光线经对应第一反射镜的扩束镜和第二准直透镜后射向所述测量皿。

7、更进一步地，所述光源包括：复合光源；所述出射光模块包括：对应复合光源的第三准直透镜，对应所述第三准直透镜的第二分光镜，所述复合光源所发光线第三准直透镜准直后再经过所述第二分光镜分成两束，分别射向用于筛选单一波长光的滤光镜，分别对应两个所述滤光镜设置的第一准直透镜，对应所述第一准直透镜设置第一分光镜，所述第一准直透镜所发出光线经过第一分光镜分光后分成两束，一束射向所述接收光模块，另一束射向对应分光镜的第一反射镜，所述第一反射镜的反射光线经对应第一反射镜的扩束镜和第二准直透镜后射向所述测量皿。

8、更进一步地，所述接收光模块包括：接收测量皿入射光和出射光的狭缝，对应所述狭缝的第一球面准直反射镜，对应第一球面准直反射镜的光栅，对应所述光栅的第二球面准直反射镜，所述第二球面准直反射镜的出射光射向所述光强测量模块。

9、更进一步地，所述箱体上相对设置密封门，所述箱体上设置有观测窗，所述观测窗上铰接有遮光板。

10、更进一步地，所述箱体上设置通气用的先导阀，所述箱体上设置有用于抽气的抽气泵，所述抽气泵连通设置于所述箱体上的单向阀，所述箱体内设置有连接所述控制单元的气压变送器。

11、第二方面，本发明提供一种环境监测用危险化学品计量装置的控制方法，应用于所述的环境监测用危险化学品计量装置，包括：

12、放置好所述环境监测用危险化学品计量装置后，通过控制单元控制所述调平平台进行调平，

13、调平完成后，若进行称量任务，则将电子秤固定在所述调平平台并将电子秤与控制单元连接，进行危险化学品称量操作，并将称量结果发送给控制单元，所述控制单元记录每次称量的地点、时间、化学品称量结果；

14、若进行体积测量任务，则将设定规格的测量皿固定在所述调平平台，将取用危险化学品置入测量皿中，并启动光源，所述控制单元利用测量皿入射光和出射光强度计量测量皿中液液态危险化学品深度，进而结合测量皿规格得到体积，所述控制单元记录每次测量的地点、时间、化学品测量结果。

15、本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

16、既支持野外环境下环境检测用危险化学品的称重计量并记录，又支持野外环境下液态环境检测用危险化学品的体积计量并记录，通过调平平台的调平，避免称重或测量体积过程中出现错误，满足野外测量准确性的需求。能够有效的支撑环境监测用危险化学品的严格管控。

17、本申请支持通过至少两个单波长光测量液体的体积，测量时，分别针对两个单波长光计算测量皿入射光强与出射光强比值，将两个比值做差，消除损耗带来的非正比关系，使得差值与测量皿内液体的深度成正比，避免损耗带来的影响。

技术特征：

1.一种环境监测用危险化学品计量装置，其特征在于，包括：箱体(1)，所述箱体(1)内设置用于计量调平用的调平平台(2)，其中，所述调平平台(2)上可拆装电子秤(4)或测量皿(5)，所述调平平台(2)和所述电子秤(4)电连接控制单元；所述调平平台(2)上设置光源(3)，所述调平平台(2)上对测量皿(5)的位置设置接收光模块(8)，所述光源(3)所发光经设置于所述调平平台(2)上的出射光模块(7)射向所述调平平台(2)上的测量皿(5)和接收光模块(8)，所述测量皿(5)的出射光和入射光通过设置于所述调平平台(2)上的接收光模块(8)接收并处理后射向设置于所述调平平台(2)上的光强测量模块(6)，所述光强测量模块(6)检测测量皿(5)的入射光和出射光光强，所述光强测量模块(6)电连接所述控制单元。

2.根据权利要求1所述的环境监测用危险化学品计量装置，其特征在于，所述调平平台(2)包括：固定于所述箱体(1)的调平底座(21)，所述调平底座(21)通过立柱(27)支撑放置台(22)，所述调平底座(21)的三个侧面分别设置调平用的舵机(23)，三个所述舵机(23)的输出轴分别设置十字连接器(24)，每个所述十字连接器(24)通过连接板(25)连接转动板(26)，每个所述转动板(26)铰接球铰杆(28)，每个所述球铰杆(28)球接所述放置台(22)底部的球座，所述放置台(22)上设置水平仪(29)，所述水平仪(29)电连接所述控制单元，所述控制单元通过舵机驱动电路电连接所述舵机(23)，所述放置台(22)上设置安装孔，所述安装孔设置电子称(4)或测量皿(5)，所述安装孔处设置有对接所述电子秤(4)的通信接口，通过所述通讯接口将所述电子秤(4)与所述控制单元相连。

3.根据权利要求1所述的环境监测用危险化学品计量装置，其特征在于，所述控制单元通信连接gps模块，所述控制单元电连接实时时钟电路，每次测量后，所述控制单元计量测量发生的地点和测量发生的时间，所述控制单元电连接显示器，通过所述显示器显示环境监测用危险化学品计量装置的状态和测量数据。

4.根据权利要求1所述的环境监测用危险化学品计量装置，其特征在于，所述箱体(1)内设置可充电蓄电池，所述可充电蓄电池经充电电路电连接设置于所述箱体(1)上的太阳能发电板，所述可充电蓄电池提供24v直流供电，所述可充电蓄电池电连接生成5v和3.3v直流供电的直流降压稳压芯片。

5.根据权利要求1所述的环境监测用危险化学品计量装置，其特征在于，所述光源(3)包括：至少两个单波长的光源；所述出射光模块(7)包括：对应单波长的光源的第一准直透镜(71)，对应所述第一准直透镜(71)的第一分光镜(72)，所述第一准直透镜(71)所发出光线经过第一分光镜(72)分光后分成两束，一束直接射向所述接收光模块(8)，另一束射向对应第一分光镜的第一反射镜(73)，所述第一反射镜(73)的反射光线经对应第一反射镜(73)的扩束镜(75)和第二准直透镜(74)后射向所述测量皿(5)。

6.根据权利要求1所述的环境监测用危险化学品计量装置，其特征在于，所述光源(3)包括：复合光源；所述出射光模块(7)包括：对应复合光源的第三准直透镜(78)，对应所述第三准直透镜(78)的第二分光镜(76)，所述复合光源所发光线第三准直透镜(78)准直后再经过所述第二分光镜(76)分成两束，分别射向用于筛选单一波长光的滤光镜(77)，分别对应两个所述滤光镜(77)设置的第一准直透镜(71)，对应所述第一准直透镜(71)设置第一分光镜(72)，所述第一准直透镜(71)所发出光线经过第一分光镜(72)分光后分成两束，一束射向所述接收光模块(8)，另一束射向对应分光镜的第一反射镜(73)，所述第一反射镜(73)的反射光线经对应第一反射镜(73)的扩束镜(75)和第二准直透镜(74)后射向所述测量皿(5)。

7.根据权利要求1所述的环境监测用危险化学品计量装置，其特征在于，所述接收光模块(8)包括：接收测量皿入射光和出射光的狭缝(81)，对应所述狭缝(81)的第一球面准直反射镜(82)，对应第一球面准直反射镜(82)的光栅(83)，对应所述光栅的第二球面准直反射镜(84)，所述第二球面准直反射镜(84)的出射光射向所述光强测量模块(6)。

8.根据权利要求1所述的环境监测用危险化学品计量装置，其特征在于，所述箱体(1)上相对设置密封门，所述箱体(1)上设置有观测窗，所述观测窗上铰接有遮光板。

9.根据权利要求8所述的环境监测用危险化学品计量装置，其特征在于，所述箱体(1)上设置通气用的先导阀，所述箱体(1)上设置有用于抽气的抽气泵，所述抽气泵连通设置于所述箱体(1)上的单向阀，所述箱体(1)内设置有连接所述控制单元的气压变送器。

10.一种环境监测用危险化学品计量装置的控制方法，应用于权利要求1-9任一所述的环境监测用危险化学品计量装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及一种环境监测用危险化学品计量装置及控制方法，涉及化学品计量监控技术领域。本发明包括箱体，箱体内设置用于计量调平用的调平平台，其中，调平平台上可拆装电子秤或测量皿，调平平台和电子秤电连接控制单元；调平平台上设置光源，调平平台上对测量皿的位置设置接收光模块，光源所发光经设置于调平平台上的出射光模块射向调平平台上的测量皿和接收光模块，测量皿的出射光和入射光通过设置于调平平台上的接收光模块接收并处理后射向设置于调平平台上的光强测量模块，光强测量模块检测测量皿的入射光和出射光光强，光强测量模块电连接控制单元。控制单元利用电子秤计量重量或利用测量皿入射光强与出射光强比值计算体积。

技术研发人员：孙开争,段桂玲,秦华,张涛
受保护的技术使用者：山东省济南生态环境监测中心
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25