CN204255865U - 水中重金属总镉在线监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉提供一种可在线监测水中镉含量、误差小、性能稳定的水中重金属总镉在线监测仪，包括采样单元、试剂供应单元、反应单元、监测装置；所述监测装置包括主控器、紫外线灯、设置于所述反应杯上的检测光源、以及与所述检测光源匹配的光接收器，所述采样单元包括采样泵、过滤管、与该采样泵对应连通的原液存储仓，所述过滤管的一端与采样泵对应连通，另一端封闭，并在所述过滤管的管壁上开设有是至少一个过水孔；所述试剂供应单元包括试剂液存储仓、与试剂液存储仓对应连通的试剂液蠕动泵；所述反应单元包括反应杯，所述试剂液存储仓经由试剂液蠕动泵与所述反应杯对应连通；所述原液存储仓经由原液蠕动泵与所述反应杯对应连通。

Description

水中重金属总镉在线监测仪

技术领域

本实用新型涉及一种重金属在线监测仪，尤其涉及一种可实时检测水体中重金属镉的水中重金属总镉在线监测仪。

背景技术

重金属一直是国内外污染治理与环境监测的重点,其对水环境质量和人体健康有着不可估量的危害。随着社会经济的发展,尽管环境保护管理部门作出各种努力,但工矿企业外排一类污染物总镉仍呈上升之势,其排放的工业废水时有超标排放现象,且由于水体自净作用时间短等因素,近几年来多次发生水质镉超标现象,造成地表水质量以及沿线水厂的源水质量有重要的影响,严重威胁到人民群众的饮水安全,造成重金属中毒所引起的疾病常有发生，镉是重金属中的一种常见元素，且六价镉的毒性十分强。总镉指的是1L水中总镉的含量（包括各种形态镉浓度的总和）。如果水中镉含量较高，被人饮用则会在体内累积，当长期饮用就会导致一些疾病的产生，因此对总镉的监测十分重要。

目前重金属镉在线监测仪的厂家非常少，其技术主要以标准的光学比色

法、离子选择性电极法和阳极溶出伏安法即极谱法为主。其中标准的光学比色法所需试剂量较大，导致化学试剂消耗量大，无形中给用户使用该仪器增加不少运行负担，而且这种方法在重金属总量测定过程中样品的预处理过程复杂、耗时长，对于水质在线监测而言实时性很差。离子选择性电极法局限性更大，由于目前具有选择性的离子电极本身就很少，所以采用该方法只能满足极少种类的重金属在线监测，而且由于是离子选择性电极，所以该方式只能监测水中的重金属离子；由于电极本身的使用条件不能接触强酸，使得进行水中重金属总量监测受到了很大的约束。此外电极本省的价格非常高且寿命非常短（一般寿命不超过半年），所以采用该方法的仪器目前已很少使用。阳极溶出伏安法是一种较新的测量方法，原先该方法主要用在实验室测量或应急监测，之所以用在这些场合是因为在这些情况下使用水样的前期预处理工作均由使用者手工进行；而对于在线监测而言，只能用于水质非常清澈、重金属含量较低且重金属在水中的存在形态单一的情况下。当水样本身很浑浊或含有大量杂质乃至腐蚀性物质时测量的准确度就会大大下降。由于重金属污染的危害性，因此建立重金属污染预警系统对重金属污染进行实时监控，变得日益紧迫，近年来对重金属在线监测仪器的需求也日益显现。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种可在线监测水中镉含量、误差小、性能稳定的水中重金属总镉在线监测仪，。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案为：

设计一种水中重金属总镉在线监测仪，包括采样单元、试剂供应单元、反应单元、监测装置；所述反应单元包括反应杯，所述监测装置包括主控器、对应设置于所述反应杯上用于向反应杯内照射紫外线的至少一个紫外线灯、对应设置于所述反应杯上的检测光源、以及与所述检测光源匹配的光接收器，所述光接收器经由放大电路与所述主控器对应电连接；所述采样单元包括采样泵、过滤管、与该采样泵对应连通的原液存储仓，所述过滤管的一端与所述采样泵的进液端口对应连通，另一端封闭，并在所述过滤管的管壁上开设有是至少一个过水孔；所述试剂供应单元包括至少一个用于盛放试剂液的试剂液存储仓、以及与所述试剂液存储仓对应连通的试剂液蠕动泵；所述试剂液存储仓经由试剂液蠕动泵与所述反应杯对应连通；所述原液存储仓经由原液蠕动泵与所述反应杯对应连通；所述反应杯由透明玻璃或透明石英制成。

在所述过滤管的管壁外侧还包裹有第一钢制过滤网层，并在所述过滤管的内壁由内至外依次设置有第二钢制过滤网层、滤布网层。

所述过滤管经由柔性管与所述采样泵对应连通。

所述监测装置还包括均与所述主控器对应电连接的显示屏、热敏打印机、输出接口。

在所述采样泵与所述原液存储仓之间连通的管道上还对应设置有流量传感器，所述流量传感器经由A/D转换器与所述主控器对应连接。

所述监测装置还包括均与所述主控器对应连接的时钟芯片、存储芯片、按键组。

所述存储芯片为EPROM存储器；所述时钟芯片为DS1302时钟芯片；所述主控器包括单片机；所述输出接口为RS232接口。

在所述反应杯的内侧底部还设置有电加热体，该电加热体经由对应的继电器亦与所述主控器对应连接；并在所述反应杯内还对应设置有温度传感器，所述温度传感器经由A/D转换器与所述主控器对应连接。

在所述反应杯的上部外壁还对应设置有与该反应杯内部连通的汇集管，所述试剂液蠕动泵均经由该汇集管与所述反应杯连通。

所述紫外线灯相向设置于所述反应杯的直经线上，所述紫外线灯经由对应的继电器还与所述主控器对应连接。

本实用新型的有益效果在于：

1.通过本实用新型的监测仪，可避免原液中颗粒杂质影响其检测的结果，同时也能够提高本实用新型的使用寿命，而本监测仪在试剂与原液反应时可为其提供适合的反应温度，以确保监测结果的准确性；

2.其次，本实用新型采用存储芯片、时钟芯片、及热敏打印机的设计，在可将结果存储的同时，也可直接的打印出来，便于直接的查看，其次本实用新型也可将结果显示于显示屏上，也可通过其对应的输出接口输出，使得本监测仪的结果可方便的观测和输出。

3.本实用新型还具有操作简单、自动化程度高、运行稳定等优点。

4.本实用新型还具有其他优点，将在实施例中同所对应的实施例一并提出。

附图说明

图1为本实用新型主要结构原理示意图；

图2为本实用新型中的过滤管主要结构剖面示意图；

图3为本实用新型的监测装置主要电气原理示意图；

图中：1.过滤管；2.柔性管；3.采样泵；4.流量传感器；5.原液存储仓；6.原液蠕动泵；7.汇集管；8.反应杯；9.光接收器；10.紫外线灯；11.电加热体；12.排液阀；13.残夜收集仓；14.检测光源；15.第一试剂液蠕动泵；16.第一试剂液存储仓；17.第二试剂液存储仓；18.第三试剂液存储仓；19.第三试剂液蠕动泵；20.第二试剂液蠕动泵；21.第一钢制过滤网层；22.过滤管的管壁；23.过水孔；24.滤布网层；25.第二钢制过滤网层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

实施例1：一种水中重金属总镉在线监测仪，参见图1，图2,图3；它包括采样单元、试剂供应单元、反应单元、监测装置；所述的采样单元包括采样泵3、过滤管1、与该采样泵3对应连通的原液存储仓5，该过滤管1的一端经由柔性管2与采样泵3的进液端口对应连通，另一端封闭，并在该过滤管1的管壁上开设有是多个过水孔23；同时，为提过其过滤效果，避免大颗粒杂质影响监测的准确性，在所述的过滤管的管壁22外侧还包裹有第一钢制过滤网层21，并在所述过滤管1的内壁由内至外依次设置有第二钢制过滤网层25、滤布网层24。

所述的试剂供应单元包括三个用于盛放试剂液的试剂液存储仓，即第一试剂液存储仓、第二试剂液存储仓、第三试剂液存储仓，以及与上述三个试剂液存储仓对应连通的第一试剂液蠕动泵、第二试剂液蠕动泵、第三试剂液蠕动泵；以上所述的第一试剂液存储仓、第二试剂液存储仓、第三试剂液存储仓分别经由第一试剂液蠕动泵、第二试剂液蠕动泵、第三试剂液蠕动泵与汇集管7对应连通；所述反应单元包括反应杯8，该汇集管的出口端对应设置在反应杯8的上部外壁，并与该反应杯8的内部连通，以上所述的原液存储仓5依次经由原液蠕动泵6、汇集管与反应杯8对应连通；所述的反应杯8由透明玻璃或透明石英制成。而图中所示的13为残夜收集仓，该残夜收集仓13与反应杯的底部对应连通，而在残夜收集仓与反应杯连通的管道上还设置有排液阀，该排液阀与以下所述的主控器对应连接。

所述的监测装置包括由单片机组成的主控器、对应设置于所述反应杯上用于向反应杯内照射紫外线线的两个紫外线灯10、对应设置于所述反应杯上的检测光源14、以及与所述检测光源14匹配的光接收器9，所述光接收器9经由放大电路与所述主控器对应电连接；所述的紫外线灯10相向设置于反应杯8的直经线上，同时，上述的紫外线灯10经由对应的继电器还与主控器对应连接。该监测装置还包括均与所述主控器对应电连接的显示屏、热敏打印机、输出接口、时钟芯片、存储芯片、按键组；所述的存储芯片为EPROM存储器；所述时钟芯片为DS1302时钟芯片；所述的输出接口为RS232接口。显示屏可以将监测的实时信息显示在显示屏上，该监测的结果可以通过上述的敏打印机实时的打印出来，也可通过上述的RS232接口将结果输出至上位机中，而上述的时钟芯片可以为本监测装置提供实时时间，并通过存储芯片将监测的结果及对应的时间存储。而所述的光接收器、放大电路在本领域内、及相近领域内均为常规技术，且不是本实用新型的发明创造点，本实施例不再对其原理、与主控器的具体连接关系做进一步赘述。进一步的，在采样泵3与所述原液存储仓5之间连通的管道上还对应设置有流量传感器4，该流量传感器4经由A/D转换器与主控器对应连接，该流量传感器可监测流经采样泵的原液待检测液体的量，同时，为了提高本监测仪监测结果的准确性，为了提供反应所需的温度，在所述反应杯8的内侧底部还设置有电加热体11，该电加热体11经由对应的继电器亦与所述主控器对应连接；并在所述反应杯内还对应设置有温度传感器，所述温度传感器经由A/D转换器与所述主控器对应连接，以实时监测反应杯内的温度。

在实施中，主控器控制采样泵抽取原液，过滤管将原液进行过滤，之后经由采样泵进入到原液存储仓内，之后主控器通过控制原液蠕动泵、第三试剂液蠕动泵、第二试剂液蠕动泵、以及第一试剂液蠕动泵将原液及相应的试剂定量抽取并经由汇集管进入反应杯内，而后电加热体加热，而温度传感器实时监测反应杯内混合液的温度，一旦达到设定的温度则停止加热，同时，紫外线灯开始照射，而后监测光源发出光线照射反应杯内的混合液体，而光接收器在反应杯的另一侧接收经过混合液后的光线，并将光信号转换为电信号，之后由放大电路输入至主控器上，主控器通过其内植入的程序式监测其液体中镉的含量，显示屏可以将监测的实时信息显示在显示屏上，该监测的结果可以通过上述的敏打印机实时的打印出来，也可通过上述的RS232接口将结果输出至上位机中。

虽然，本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水中重金属总镉在线监测仪，包括采样单元、试剂供应单元、反应单元、监测装置；所述反应单元包括反应杯（8），所述监测装置包括主控器、对应设置于所述反应杯上用于向反应杯内照射紫外线的至少一个紫外线灯（10）、对应设置于所述反应杯上的检测光源（14）、以及与所述检测光源（14）匹配的光接收器（9），所述光接收器（9）经由放大电路与所述主控器对应电连接；其特征在于：所述采样单元包括采样泵（3）、过滤管（1）、与该采样泵（3）对应连通的原液存储仓（5），所述过滤管（1）的一端与所述采样泵（3）的进液端口对应连通，另一端封闭，并在所述过滤管（1）的管壁上开设有是至少一个过水孔（23）；所述试剂供应单元包括至少一个用于盛放试剂液的试剂液存储仓、以及与所述试剂液存储仓对应连通的试剂液蠕动泵；所述试剂液存储仓经由试剂液蠕动泵与所述反应杯（8）对应连通；所述原液存储仓（5）经由原液蠕动泵（6）与所述反应杯（8）对应连通；所述反应杯（8）由透明玻璃或透明石英制成。

2.如权利要求1所述的水中重金属总镉在线监测仪，其特征在于：在所述过滤管（1）的管壁外侧还包裹有第一钢制过滤网层（21），并在所述过滤管（1）的内壁由内至外依次设置有第二钢制过滤网层（25）、滤布网层（24）。

3.如权利要求2所述的水中重金属总镉在线监测仪，其特征在于：所述过滤管（1）经由柔性管（2）与所述采样泵（3）对应连通。

4.如权利要求1所述的水中重金属总镉在线监测仪，其特征在于：所述监测装置还包括均与所述主控器对应电连接的显示屏、热敏打印机、输出接口。

5.如权利要求4所述的水中重金属总镉在线监测仪，其特征在于：在所述采样泵（3）与所述原液存储仓（5）之间连通的管道上还对应设置有流量传感器（4），所述流量传感器（4）经由A/D转换器与所述主控器对应连接。

6.如权利要求4所述的水中重金属总镉在线监测仪，其特征在于：所述监测装置还包括均与所述主控器对应连接的时钟芯片、存储芯片、按键组。

7.如权利要求6所述的水中重金属总镉在线监测仪，其特征在于：所述存储芯片为EPROM存储器；所述时钟芯片为DS1302时钟芯片；所述主控器包括单片机；所述输出接口为RS232接口。

8.如权利要求1所述的水中重金属总镉在线监测仪，其特征在于：在所述反应杯（8）的内侧底部还设置有电加热体（11），该电加热体（11）经由对应的继电器亦与所述主控器对应连接；并在所述反应杯内还对应设置有温度传感器，所述温度传感器经由A/D转换器与所述主控器对应连接。

9.如权利要求1所述的水中重金属总镉在线监测仪，其特征在于：在所述反应杯（8）的上部外壁还对应设置有与该反应杯（8）内部连通的汇集管（7），所述试剂液蠕动泵均经由该汇集管（7）与所述反应杯连通。

10.如权利要求1所述的水中重金属总镉在线监测仪，其特征在于：所述紫外线灯（10）相向设置于所述反应杯（8）的直经线上，所述紫外线灯（10）经由对应的继电器还与所述主控器对应连接。