水质多参数监测仪及其监测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水质监测技术领域，尤其涉及一种水质多参数监测仪及其监测方法。
【背景技术】
[0002]水乃生命之源，人类在生活和生产活动中都离不开水，生活饮用水水质的优劣与人类健康密切相关。随着社会经济发展、科学进步和人民生活水平的提高，人们对生活饮用水的水质要求不断提高，饮用水水质标准也相应地不断发展和完善。根据卫生部2001版《生活饮用水水质卫生规范》和《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006以及建设部《城市供水水质标准》CJ/T206-2005之要求，对于涉及出厂水、管网水以及末梢水的饮用水水质监测指标需要包含消毒、物理和污染等三方面的七项监测指标，具体包括:浑浊度、色度、臭和味、余氯、细菌总数、总大肠菌群和耗氧量COD-。其中，代表卫生消毒类指标的余氯、代表物理感官类指标的浑浊度以及代表有机物污染类指标的耗氧量COD-的组合才能综合、全面地反映饮用水水质情况。
[0003]但是，由于水质指标的检测、监测都是基于分析化学的相关方法，其核心内容是通过特征光谱的光度比色法定量分析。因此，市面上的常规同类检测、监测仪器设备通常采用单色光源的比色法来实现对水质指标的检测、监测，即一台仪器设备仅检测、监测某项单一指标，就算是现有的饮用水水质在线监测方案往往也只能选取余氯、浑浊度这一、二个指标所对应的检测、监测仪器的组合加以监测，从而不能全面的反映饮用水水质情况；另外，对饮用水水质进行检测、监测，国家有相应的方法标准，如在国标GB/T5750-2006《生活饮用水标准检验方法》中给出了相关检测、监测指标的检验方法，但是，目前有些监测设备并没有完全参照执行，例如在监测水质余氯指标时，可能会采用电极法等，因此，目前对饮用水水质的检测及监测不能完全达到国家标准的要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种水质多参数监测仪及其监测方法，用以解决现有技术的水质监测设备检测指标单一、不能全面对饮用水水质进行监控的问题。
[0005]本发明的一个方面是提供一种水质多参数监测仪，包括:控制模块1、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和PH温度计7，其中，
[0006]控制模块I用于对水质监测过程进行控制；
[0007]试剂装置2用于在控制模块I的作用下提供化学试剂；
[0008]定量取液装置3用于在控制模块I的作用下定量抽取被测水样以及定量抽取试剂装置2中存放的化学试剂；
[0009]消解装置4用于在控制模块I的作用下为被测水样和化学试剂提供检测所需的化学反应环境；
[0010]光源装置5用于在控制模块I的作用下生成全光谱光源；
[0011]比色测量装置6用于在控制模块I的作用下采用物理光学上的窄缝原理，将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；控制模块I还用于根据扫描结果生成检测数据并将检测数据通过网络远程传输；
[0012]PH温度计7用于在控制模块I的作用下对被测水样的PH值和温度进行检测，并将检测结果采用MODBUS协议传输至所述控制模块I。
[0013]进一步的，定量取液装置3包括:蠕动泵301、定量取液器302和多通道阀303，其中，多通道阀303用于在控制模块I的作用下对被测水样、化学试剂进行选择与切换；定量取液器302用于对多通道阀303选择的被测水样、化学试剂进行精确定量取样；蠕动泵301用于对定量取液器302精确定量取样的被测水样、化学试剂提供搬运动力。
[0014]进一步的，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，其中，消解瓶401用于放置定量抽取的被测水样和化学试剂；温度、压力传感器403用于将消解瓶401的当前温度及压力参数传输至控制模块I ;加热器402用于在控制模块I的作用下为消解瓶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。
[0015]进一步的，比色测量装置6包括:流动比色皿601和光谱仪602，其中，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；光谱仪602用于在控制模块I的作用下采用物理光学上的窄缝原理，将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。
[0016]进一步的，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，其中，氘灯、钨灯或氘灯和钨灯的组合用于生成全光谱光源，电子开关用于根据需要对全光谱光源进行开启和遮挡。
[0017]进一步的，全光谱光源的波长为200nm?800nm。
[0018]本发明的另一个方面是提供一种通过上述水质多参数监测仪对水质进行监测的方法，该方可包括如下步骤:
[0019]定量抽取被测水样以及化学试剂；
[0020]对所述被测水样和化学试剂提供检测所需的化学反应环境；
[0021]根据检测需要生成全光谱光源；
[0022]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；
[0023]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。采用上述本发明技术方案的有益效果是:本发明实施例提供的水质多参数监测仪是采用当今世界先进的微型光谱扫描技术，对从紫外一直到近红外的全光谱进行扫描的方法完成比色定量分析，所以可以同时实现对几个指标实施检测、监测，实现在一台仪器设备上同时检测、监测饮用水水质的多个指标，从而大大提高了检测效率和检测精度，实现了监测仪的多检测指标的合成。
【附图说明】
[0024]图1为本发明提供的水质多参数监测仪的结构示意图；
[0025]图2为本发明提供的通过水质多参数监测仪对水质进行监测的方法的流程示意图；
[0026]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0027]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温度计，301、蠕动泵，302、定量取液器，303、多通道阀，401、消解瓶，402、电加热器，403、温度、压力传感器，601、比色皿，602、光谱仪。
【具体实施方式】
[0028]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0029]本发明提供了一种水质多参数监测仪，其采用分析化学与电化学相结合的方法对生活饮用水水质常规五大指标“余氯、浑浊度、耗氧量(COD-高锰酸钾盐指数)或氨氮、PH值和水温”(这是根据卫生部所颁布的生活饮用水水质指标检测的国家标准GB5750-2006《生活饮用水标准检验方法》之规定来确定的)进行实时在线监测，从而可以全面监测饮用水的水质情况。其中，余氯、浑浊度、耗氧量(COD-高锰酸钾盐指数)或氨氮采用分析化学方法一光度比色法来实现的。所谓光度比色法就是根据被分析物质对特征光谱存在含量浓度与吸光值之间有线性比例关系的特点来检测相应物质的浓度。因此，基本过程是根据要求加入适量的化学试剂，并在外界环境的配合下(如高温、高压等)，产生相应的化学反应，并将结果溶液放入比色皿中，通过采样特征光谱下的吸光度值，计算出被测物质的浓度值。而对于PH值、水温两个指标则采用电化学的方法来检测，这主要是利用特征电极将被检测量转换成电信号后再加以测定。
[0030]图1为本发明提供的水质多参数监测仪的结构示意图，如图1所示，该监测仪可以包括:控制模块1、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和PH温度计7，其中，控制模块I包括主控电路板和液晶控制屏，是负责对整台监测仪实现自动化工作的控制核心，用于对水质监测过程进行控制，具体可以控制试剂装置2、定量取液装置3、消解装置4、光源装置5和比色测量装置6的运行、以及读取PH温度计7的检测数据；试剂装置2用于在控制模块I的作用下提供化学试剂，从而为监测仪提供实现化学反应的基本条件；定量取液装置3用于在控制模块I的作用下定量抽取被测水样以及定量抽取试剂装置2中存放的化学试剂；消解装置4用于在控制模块I的作用下为被测水样和化学试剂提供检测所需的、适当的化学反应环境；光源装置5用于在控制模块I的作用下生成全光谱光源；比色测量装置6用于在控制模块I的作用下采用物理光学上的窄缝原理，将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；进而，控制模块I还用于根据扫描结果生成检测数据并将检测数据通过网络远程传输；PH温度计7用于在控制模块I的作用下对被测水样的PH值和温度值进行检测，并将检测结果采用MODBUS协议传输至控制模块I。
[0031]由于本发明提供的水质多参数监测仪所监控的余氯、浑浊度、耗氧量(CODsfa高锰酸钾盐指数)三大检测指标是采用分析化学方法，因此离不开必要的化学