專(zhuān)利名稱(chēng)：一種功能報(bào)警、自動(dòng)清洗除液式總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量水中總有機(jī)碳的設(shè)備，具體地說(shuō)是一種功能報(bào)警、自動(dòng)清洗除液式總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀。
背景技術(shù)：
總有機(jī)碳(TOC)是以碳的含量表示有機(jī)物總量的綜合指標(biāo)，是反映水體受有機(jī)物污染程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)。TOC測(cè)定方法的基本原理是首先把有機(jī)物中的碳素氧化成CO2，再對(duì)氧化生成的CO2進(jìn)行測(cè)定，以CO2的量表示TOC。總有機(jī)碳測(cè)定儀于二十世紀(jì)六十年代末投入市場(chǎng)，分燃燒氧化法(又稱(chēng)干法)和濕法兩種。目前，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上，燃燒法總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀的品種很多，例如美國(guó)HACH的Astro TOCHT；美國(guó)STAR的1000型TOC；德國(guó)Maihak的TOCOR2、TOCOR20等；濕法總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀也很多，例如美國(guó)HACH的Astro TOCTMUV、Astro TOC1950Plus；美國(guó)STAR的2000型TOC、3000型TOC、4000型TOC；德國(guó)Elementar(Heraeus)的Ligui TOC；德國(guó)Jena的SenTOC等，它們的性能優(yōu)越，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，還不能完全滿足中國(guó)水質(zhì)狀況的特殊要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、測(cè)量性能好、符合國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局HJ/T104-2003技術(shù)要求和中國(guó)水質(zhì)狀況的一種功能報(bào)警、自動(dòng)清洗除液式總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種功能報(bào)警、自動(dòng)清洗除液式總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀，它具有通過(guò)管道依次連通的混合器、氧化反應(yīng)器、氣/液分離器、NDIR(紅外線吸收法)檢測(cè)器，NDIR檢測(cè)器上連接有數(shù)據(jù)處理器，其特點(diǎn)是，它設(shè)有起報(bào)警功能的斷流傳感器、流量傳感器、沉淀傳感器，斷流傳感器和流量傳感器設(shè)在試劑、試樣入口與混合器連通的管路上，沉淀傳感器設(shè)在混合器與氧化反應(yīng)器連通的管路上，它還設(shè)有電磁閥，電磁閥與氧化反應(yīng)器連通，電磁閥上連接有排液管，電磁閥由數(shù)據(jù)處理器控制。
工作原理試樣、試劑分別通過(guò)斷流傳感器不斷地送入混合器，載氣通過(guò)流量傳感器進(jìn)入混合器，試樣中的無(wú)機(jī)碳與試劑中的硫酸發(fā)生酸化反應(yīng)，除去無(wú)機(jī)碳的試樣通過(guò)沉淀傳感器被注入氧化反應(yīng)器，有機(jī)碳氧化成CO2，然后經(jīng)氣/液分離器分離后，不斷地進(jìn)入NDIR檢測(cè)，由軟件的標(biāo)準(zhǔn)校正因子計(jì)算出待測(cè)試樣的TOC濃度。當(dāng)系統(tǒng)意外斷電且再度上電時(shí)，啟動(dòng)電磁閥，排出斷電前正在測(cè)定的試樣和試劑，清洗各通道和反應(yīng)系統(tǒng)，然后關(guān)斷電磁閥，軟件啟動(dòng)重新開(kāi)始新的測(cè)定程序。
與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下積極效果一、(HJ/T104-2003)7.4要求，當(dāng)試樣或試劑不能導(dǎo)入反應(yīng)器時(shí)，系統(tǒng)能通過(guò)蜂鳴器報(bào)警并顯示故障內(nèi)容。同時(shí)，停止運(yùn)行直至系統(tǒng)被重新啟動(dòng)。
進(jìn)口總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀不裝斷流報(bào)警裝置，當(dāng)試樣或試劑發(fā)生斷流時(shí)，儀器照常工作，但測(cè)量的結(jié)果是錯(cuò)誤的；不裝載氣報(bào)警裝置，當(dāng)載氣變化時(shí)，儀器照常運(yùn)轉(zhuǎn)，但測(cè)量的結(jié)果是錯(cuò)誤的；不裝沉淀報(bào)警裝置，當(dāng)酸化反應(yīng)產(chǎn)生沉淀時(shí)，堵塞液流管道，造成重大故障。
本實(shí)用新型提供了一種功能報(bào)警裝置，在液流回路中安裝了斷流傳感器，在氣路中安裝流量傳感器，在反應(yīng)回路中安裝沉淀傳感器，以單片機(jī)接收傳感器送來(lái)的信號(hào)并進(jìn)行處理。該報(bào)警裝置能方便地區(qū)分試樣、試劑、載氣是否正常流動(dòng)，酸化反應(yīng)是否產(chǎn)生沉淀。當(dāng)傳感器的輸出發(fā)生變化時(shí)，控制器能夠報(bào)警、顯示故障內(nèi)容，進(jìn)而切斷相關(guān)電源，直至重新啟動(dòng)，保證了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
二、(HJ/T104-2003)7.3要求，當(dāng)系統(tǒng)意外斷電且再度上電時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)排出斷電前正在測(cè)定的試樣和試劑，自動(dòng)清洗各通道、自動(dòng)復(fù)位到重新開(kāi)始測(cè)定的狀態(tài)。
現(xiàn)有總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀，無(wú)論是干法的還是濕法的，其氧化反應(yīng)系統(tǒng)均沒(méi)有自動(dòng)清洗除液系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)意外斷電且再度上電時(shí)，氧化反應(yīng)器不能排出斷電前正在測(cè)定的試樣和試劑，造成現(xiàn)在測(cè)定的數(shù)據(jù)是以前試樣的錯(cuò)誤。
而本實(shí)用新型提供了一種自動(dòng)清洗除液氧化反應(yīng)系統(tǒng)，它設(shè)有電磁閥，電磁閥與氧化反應(yīng)器連通，電磁閥上連接有排液管，電磁閥由數(shù)據(jù)處理器控制。當(dāng)系統(tǒng)意外斷電且再度上電時(shí)，數(shù)據(jù)處理器指令打開(kāi)電磁閥，排出斷電前正在測(cè)定的試樣和試劑，清洗各通道和反應(yīng)系統(tǒng)，然后關(guān)斷電磁閥，軟件啟動(dòng)重新開(kāi)始新的測(cè)定程序，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性。
本實(shí)用新型由采樣、有機(jī)碳氧化、氣/液分離、測(cè)量TOC、數(shù)據(jù)處理等部分組成并留有標(biāo)準(zhǔn)接口，可方便地接入流量計(jì)和通訊單元，實(shí)現(xiàn)TOC和有機(jī)污染物的總量控制和聯(lián)網(wǎng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量范圍寬、實(shí)時(shí)性好、運(yùn)行成本低、重現(xiàn)性好、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)ι钗鬯?、江河湖海水、工業(yè)廢水直接進(jìn)行測(cè)量。
下面通過(guò)附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。


圖1-本實(shí)用新型的一種實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)原理圖(燃燒法)；圖2-本實(shí)用新型的功能報(bào)警控制原理框圖；圖3-燃燒法氧化反應(yīng)器的進(jìn)樣頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4-燃燒法氧化反應(yīng)器的氧化管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5-本實(shí)用新型的氣/液分離器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6-圖5的縱剖面結(jié)構(gòu)圖；圖7-本實(shí)用新型的NDIR檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8-本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)原理圖(濕法)；圖9-濕法氧化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖圖面說(shuō)明1-1斷流傳感器，1-2斷流傳感器，1-3流量傳感器，1-4沉淀傳感器，2-1蠕動(dòng)泵，2-2蠕動(dòng)泵，2-3蠕動(dòng)泵，3混合器，4進(jìn)樣口，5出氣口，6排液口，7進(jìn)氣口，8排液管，9電磁閥，10氧化管出氣口，11進(jìn)氣管，12出氣管，13氣/液分離管，14氧化管，15NDIR檢測(cè)器，16數(shù)據(jù)處理器，17過(guò)濾器，18催化劑，19離子阱，20進(jìn)樣頭，21氣/液分離器，22針芯，23緊固螺母，24硅橡膠O型圈，25基座，26半導(dǎo)體制冷器件，27冷面，28散熱器，29熱面，30保溫層，31參比池，32透光鏡，33透光鏡，34測(cè)量池，35聚光鏡，36紅外光源，37熱釋電紅外傳感器，38石英管，39電極，40進(jìn)樣口，41出氣口，42進(jìn)氣口，43出氣口，44余液排液口，45排氣口，46排液口，47氧化管，48燃燒爐。
具體實(shí)施方案實(shí)施例1本例為燃燒法總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀，參考圖1，在混合器3上通過(guò)管道安裝斷流傳感器1-1、斷流傳感器1-2、流量傳感器1-3、沉淀傳感器1-4，斷流傳感器1-1、斷流傳感器1-2、流量傳感器1-3的另一端為試樣、試劑和載氣的入口，斷流傳感器1-1、斷流傳感器1-2與混合器之間分別安裝蠕動(dòng)泵2-1、蠕動(dòng)泵2-2，蠕動(dòng)泵的作用是吸取和推動(dòng)溶液，在混合器3上留一個(gè)出氣口5，在沉淀傳感器1-4的另一端連接蠕動(dòng)泵2-3，蠕動(dòng)泵2-3連通電磁閥9，在電磁閥9上安裝排液管8，電磁閥9的后面安裝進(jìn)樣頭20，參見(jiàn)圖3，進(jìn)樣頭20具有針芯22，針芯22通過(guò)緊固螺母23、硅橡膠O型圈24與基座25連接，針芯22在氧化管14的進(jìn)樣口4處通過(guò)膠墊與氧化管14密封插接，參見(jiàn)圖4，氧化管14內(nèi)依次設(shè)有過(guò)濾器17、催化劑18和離子阱19，過(guò)濾器17可以為石英棉，催化劑18為氧化鈷或鉑絲，離子阱19為錳酸銀和氧化銅，氧化管14安裝在燃燒爐48中，在氧化管14的端部設(shè)有氧化管出氣口10，氧化管出氣口10與氣/液分離管21的進(jìn)氣管11連通，參見(jiàn)圖5、圖6，氣/液分離器21具有氣/液分離管13，氣/液分離管13上設(shè)有進(jìn)氣管11、出氣管12，在氣/液分離管13的外壁設(shè)有半導(dǎo)體制冷器件26，氣/液分離管13的管壁與半導(dǎo)體制冷器件26的冷面27緊密接觸，在半導(dǎo)體制冷器件26的熱面29緊密接觸設(shè)有散熱器28，在氣/液分離管13外還設(shè)有保溫層30，在氣/液分離管13的下端設(shè)有排液口6，氣/液分離管13的溫度與半導(dǎo)體制冷器件26的供電電源由單片機(jī)控制，出氣管12與NDIR檢測(cè)器15連通，參見(jiàn)圖7，NDIR檢測(cè)器15具有參比池31、測(cè)量池34，參比池31由透光鏡32、33密封并填充高純氮，測(cè)量池34由透光鏡32、33密封并通過(guò)進(jìn)氣口42與氣/液分離器21的出氣管12連接，在測(cè)量池34的另一端設(shè)有出氣口43，在透光鏡32處設(shè)有熱釋電紅外傳感器37，在透光鏡33處設(shè)有聚光鏡35，透光鏡33與聚光鏡35之間設(shè)有紅外光源36，紅外光源36與數(shù)據(jù)處理器16連接并由其控制發(fā)光，熱釋電紅外傳感器37與數(shù)據(jù)處理器16連接并傳送數(shù)據(jù)。
工作過(guò)程試樣(待測(cè)水樣)通過(guò)斷流傳感器1-1和蠕動(dòng)泵2-1進(jìn)入混合器3；載氣通過(guò)流量傳感器1-3進(jìn)入混合器3，載氣為氧氣或無(wú)CO2的壓縮空氣；試劑通過(guò)斷流傳感器1-2、蠕動(dòng)泵2-2進(jìn)入混合器3，試劑為硫酸、過(guò)硫酸鈉氧化劑，在混合器3內(nèi)試樣中的無(wú)機(jī)碳與試劑中的硫酸發(fā)生酸化反應(yīng)，產(chǎn)生的CO2由出氣口5排出(無(wú)機(jī)碳不參與檢測(cè))。除去無(wú)機(jī)碳的試樣與試劑通過(guò)沉淀傳感器1-4、蠕動(dòng)泵2-3、電磁閥9、進(jìn)樣頭20、進(jìn)樣口4不斷地進(jìn)入氧化管14，通過(guò)過(guò)濾器17、催化劑18、離子阱19，有機(jī)碳在900℃的高溫和催化劑的作用下氧化成CO2。載氣通過(guò)流量傳感器1-3、進(jìn)氣口7、進(jìn)樣口4進(jìn)入氧化管14，作用是帶動(dòng)有機(jī)物氧化生成的CO2經(jīng)離子阱19除去對(duì)CO2測(cè)定有干擾作用的SO42-、CL-、NO3-、S2-、PO43-進(jìn)入氣/液分離器21，氧化反應(yīng)產(chǎn)生的水汽和CO2經(jīng)氧化管出氣口10由氣/液分離器21的進(jìn)氣管11進(jìn)入恒溫在2℃的低溫氣/液分離管13，水汽冷凝后由排液口6放走，除去水汽后的CO2由出氣管12不斷地從進(jìn)氣口42進(jìn)入測(cè)量池34，在NDIR檢測(cè)器15中進(jìn)行檢測(cè)，再由數(shù)據(jù)處理器16軟件的標(biāo)準(zhǔn)校正因子計(jì)算出待測(cè)試樣的TOC濃度，檢測(cè)完的CO2氣體由出氣口43排出。
當(dāng)系統(tǒng)意外斷電且再度上電時(shí)，數(shù)據(jù)處理器16會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)復(fù)位和清洗程序，控制電磁閥9打開(kāi)并由排液管8放走斷電前正在測(cè)定的試樣和試劑，然后吸入新的試劑和試劑清洗系統(tǒng)液流管路，自動(dòng)復(fù)位到重新開(kāi)始測(cè)定的狀態(tài)。
至此，實(shí)現(xiàn)了TOC的測(cè)定。
與國(guó)外進(jìn)口儀器相比，本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和功能有如下幾個(gè)特點(diǎn)1、具有報(bào)警功能功能報(bào)警控制原理參見(jiàn)圖2，斷流傳感器1-1、斷流傳感器1-2、流量傳感器1-3、沉淀傳感器1-4與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器A連接，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器A與單片機(jī)微處理器U連接；當(dāng)試劑、試樣、載氣供應(yīng)量發(fā)生變化、酸化反應(yīng)產(chǎn)生沉淀時(shí)，傳感器的輸出電壓變化，微處理器U軟件觸發(fā)峰鳴器B報(bào)警，繼電器C切斷電源，由顯示器D1-4顯示故障內(nèi)容。模/數(shù)轉(zhuǎn)換器A和微處理器U也可采用模擬信號(hào)方式進(jìn)行控制。
2、除液清洗功能當(dāng)系統(tǒng)意外斷電且再度上電時(shí)，數(shù)據(jù)處理器16會(huì)控制電磁閥9打開(kāi)，放走斷電前正在測(cè)定的試樣和試劑并清洗，然后自動(dòng)復(fù)位到重新開(kāi)始測(cè)定的狀態(tài)，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性。而已有的測(cè)定儀沒(méi)有這種功能。
3、進(jìn)樣針易拆洗進(jìn)樣針把試樣均勻注入高溫燃燒氧化管，是保證測(cè)定數(shù)值重復(fù)性的關(guān)鍵部件。進(jìn)口燃燒法總有機(jī)碳測(cè)定儀的進(jìn)樣針不但價(jià)格昂貴，而且不易清洗，經(jīng)常被廢水中顆粒雜質(zhì)和無(wú)機(jī)鹽堵塞針芯，造成損失、影響監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型提供的進(jìn)樣頭20，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸極其方便，針芯可先用通針清理，再用凈水沖洗，消除堵塞，反復(fù)使用。
4、離子阱在自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)中，特別是對(duì)生產(chǎn)廢水的監(jiān)測(cè)，干擾的因素很多，如果試樣中的SO42-、CL-、NO3-、S2-、PO43-超過(guò)一定濃度，就會(huì)干擾檢測(cè)，離子阱是消除干擾的關(guān)鍵部件。進(jìn)口燃燒法總有機(jī)碳測(cè)定儀的離子阱多由電解銅片、銅粒、鋅片、鋅粒等純金屬組成在室溫下吸收干擾因素，效果相對(duì)較差，故常以加大體積來(lái)彌補(bǔ)，其體積大、效率低。本實(shí)用新型提供了一種新型離子阱，體積小、效率高。與現(xiàn)有進(jìn)口TOC測(cè)定儀的離子阱不同，過(guò)濾器17、催化劑18、離子阱19安裝在氧化管14內(nèi)，離子阱19為錳酸銀、氧化銅、氧化銀顆粒組成，當(dāng)燃燒爐加熱至900℃時(shí)，密封在氧化管14內(nèi)的離子阱在500℃左右，當(dāng)試樣中的SO42-、CL-、NO3-、S2-、PO43-通過(guò)時(shí)，就會(huì)被高溫狀態(tài)的錳酸銀、氧化銅、氧化銀吸收，效率更高。
5、氣/液分離器不同水汽會(huì)干擾CO2的測(cè)定，氣/液分離器是消除水汽對(duì)CO2測(cè)定造成干擾的關(guān)鍵部件，它的分離效果越好，越能符合國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局HJ/T104-2003技術(shù)要求7.1.7規(guī)定。法國(guó)Seres、美國(guó)HACH等公司采用蛇形水冷凝管、美國(guó)IONICS公司采用離心式分離器、美國(guó)Rosemount公司采用滲透膜管進(jìn)行氣/液分離，壽命短、性能不可靠。本實(shí)用新型提供了一種半導(dǎo)體電子制冷的氣/液分離器，當(dāng)半導(dǎo)體制冷器件施加直流電后，冷面與熱面溫差約70℃，與冷面接觸的氣/液分離管降溫，與熱面接觸的散熱器升溫，散熱器由風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)降低散熱器的溫度，進(jìn)一步降低與冷面接觸的氣/液分離管溫度，設(shè)置保溫層可以減少冷量的損失，在單片機(jī)的控制下，氣/液分離管最終恒定在2℃，水汽冷凝最佳的溫度上，達(dá)到水汽冷凝與CO2分離，能有效地消除水汽的影響，而且性能可靠、壽命長(zhǎng)。
6、NDIR檢測(cè)器比色、庫(kù)侖、電導(dǎo)、熱導(dǎo)等方法都可以對(duì)CO2進(jìn)行測(cè)定，而使用最多的方法是紅外線吸收法(NDIR)。NDIR檢測(cè)器分微音式、熱釋電和相關(guān)法。微音式和相關(guān)法的機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高，不利于普及。本實(shí)用新型提供了一種熱釋電紅外吸收CO2檢測(cè)器(NDIR)，由微處理器控制紅外光源發(fā)出一定頻率的紅外光，通過(guò)檢測(cè)室(參比池和測(cè)量池)，射到熱釋電紅外傳感器，聚光鏡能使紅外光源發(fā)射至熱釋電紅外傳感器的能量最強(qiáng)；當(dāng)進(jìn)入檢測(cè)室的氣體含有CO2時(shí)，CO2吸收4.26цm特征波長(zhǎng)的紅外線，使熱釋電紅外傳感器得到能量降低，產(chǎn)生的電壓信號(hào)下降，再由軟件計(jì)算出CO2的濃度。該NDIR檢測(cè)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定、便于推廣。
下表為使用本實(shí)施例測(cè)定儀實(shí)際測(cè)量的幾種水樣結(jié)果

從表中可以看出，采用本例的燃燒法總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀，其測(cè)量結(jié)果偏差小，準(zhǔn)確度高。
本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)(1)系統(tǒng)具有斷流報(bào)警、沉淀報(bào)警和載氣故障報(bào)警，保證了系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)可靠。
(2)系統(tǒng)發(fā)生意外斷電且再度上電時(shí)能排出斷電前正在測(cè)定的試樣、試劑并清洗，保證了系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)的時(shí)效性。
(3)進(jìn)樣頭易拆卸，針芯易清理、清洗。
(4)電子制冷的氣/液分離器性能可靠、壽命長(zhǎng)。
(5)離子阱體積小、重量輕、效率高。
(6)NDIR檢測(cè)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉、性能穩(wěn)定、便于推廣。
(7)系統(tǒng)硬件功能模塊化結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、計(jì)算及控制簡(jiǎn)便易行，最大程度減少了人為干預(yù)，真正實(shí)現(xiàn)儀器的自動(dòng)化和在線監(jiān)測(cè)。
(8)本實(shí)用新型能與環(huán)保管理軟件相匹配，具有網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)的功能。
實(shí)施例2本例為濕法總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀，與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)和功能基本相同，不同之處是，氧化反應(yīng)器為濕法氧化反應(yīng)器，參見(jiàn)圖8、圖9，它具有一個(gè)氧化管47，在氧化管47內(nèi)設(shè)有19000mm2大面積并填充汞蒸汽的石英管38，在石英管38內(nèi)密封設(shè)有78mm2大面積的電極39，在氧化管47上設(shè)有進(jìn)樣口40、出氣口41、余液排液口44、排氣口45，排液口46，進(jìn)樣口40與沉淀傳感器1-4連通，出氣口41與氣/液分離管13的進(jìn)氣管11連通，電磁閥9設(shè)在排液口46處，電磁閥9上連接有排液管8。
工作時(shí)，試樣(待測(cè)水樣)通過(guò)斷流傳感器1-1和蠕動(dòng)泵2-1進(jìn)入混合器3；載氣通過(guò)流量傳感器1-3進(jìn)入混合器3；試劑通過(guò)斷流傳感器1-2、蠕動(dòng)泵2-2進(jìn)入混合器3，試樣中的無(wú)機(jī)碳與試劑中的硫酸發(fā)生酸化反應(yīng)。除去無(wú)機(jī)碳的試樣與試劑通過(guò)沉淀傳感器1-4、進(jìn)樣口40不斷地進(jìn)入氧化管47，酸化反應(yīng)產(chǎn)生的無(wú)機(jī)碳CO2先從排氣口45排出，有機(jī)碳在由石英管38發(fā)出的紫外線和過(guò)硫酸鈉氧化劑的作用下氧化成CO2，氧化反應(yīng)完畢的液體由余液排液口44處排出，載氣通過(guò)流量傳感器1-3、進(jìn)氣口7進(jìn)入氧化管47，作用是帶動(dòng)有機(jī)物氧化生成的CO2進(jìn)入氣/液分離器21，氧化反應(yīng)產(chǎn)生的水汽和CO2經(jīng)出氣口41進(jìn)入氣/液分離器21中進(jìn)行分離，水汽冷凝后由排液口6排走，除去水汽后的CO2進(jìn)入NDIR檢測(cè)器15中進(jìn)行檢測(cè)，由數(shù)據(jù)處理器16計(jì)算出待測(cè)試樣的TOC濃度。
當(dāng)系統(tǒng)意外斷電且再度上電時(shí)，數(shù)據(jù)處理器16會(huì)控制電磁閥9打開(kāi)，從排液口46，經(jīng)電磁閥9、排液管8放走斷電前正在測(cè)定的試樣和試劑，然后吸入新的試劑和試劑清洗系統(tǒng)液流管路，自動(dòng)復(fù)位到重新開(kāi)始測(cè)定的狀態(tài)。
本例中的氧化反應(yīng)器又可稱(chēng)為紫外發(fā)生器，紫外發(fā)生器是濕法總有機(jī)碳自動(dòng)連續(xù)測(cè)定系統(tǒng)的核心部件之一。它的氧化能力越強(qiáng)，越能符合國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局HJ/T104-2003技術(shù)要求7.1.7規(guī)定。進(jìn)口儀器價(jià)格昂貴，而且由于水質(zhì)狀況和有關(guān)規(guī)定不同，其性能與我國(guó)的規(guī)定不一致。本實(shí)施例的紫外發(fā)生器采用加大石英管有效比表面積，安裝大面積電極的方法，78mm2大面積的電極密封在19000mm2大面積的石英管中，石英管內(nèi)填充汞蒸氣，電極與高壓電連接。當(dāng)電極施加3000V的高壓時(shí)，汞蒸氣被激發(fā)，能釋放出大面積185Nm的高能量紫外線，具有極強(qiáng)的氧化能力。
下表為使用本實(shí)施例測(cè)定儀實(shí)際測(cè)量的幾種水樣結(jié)果

從表中可以看出，采用本例的濕法總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀，其測(cè)量結(jié)果偏差小，準(zhǔn)確度高。
本實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)氧化反應(yīng)器——紫外發(fā)生器的氧化效率更高，更符合HJ/T104-2003的性能要求。其他優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例1相同，不再贅述。
權(quán)利要求1.一種功能報(bào)警、自動(dòng)清洗除液式總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀，它具有通過(guò)管道依次連通的混合器(3)、氧化反應(yīng)器、氣/液分離器(21)、NDIR檢測(cè)器(15)，NDIR檢測(cè)器(15)上連接有數(shù)據(jù)處理器(16)，其特征是，它設(shè)有斷流傳感器(1-1)、斷流傳感器(1-2)、流量傳感器(1-3)、沉淀傳感器(1-4)，斷流傳感器(1-1)、斷流傳感器(1-2)、流量傳感器(1-3)設(shè)在試劑試樣入口與混合器(3)連通的管路上，沉淀傳感器(1-4)設(shè)在混合器(3)與氧化反應(yīng)器連通的管路上，它還設(shè)有電磁閥(9)，電磁閥(9)與氧化反應(yīng)器連通，電磁閥(9)上連接有排液管(8)，電磁閥(9)由數(shù)據(jù)處理器(16)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能報(bào)警、自動(dòng)清洗除液式總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀，其特征是，所述的氣/液分離器(21)具有氣/液分離管(13)，氣/液分離管(13)上設(shè)有進(jìn)氣管(11)、出氣管(12)，進(jìn)氣管(11)與氧化反應(yīng)器通過(guò)管路連通，出氣管(12)與NDIR檢測(cè)器(15)連通，在氣/液分離管(13)的外壁設(shè)有半導(dǎo)體制冷器件(26)，氣/液分離管(13)的管壁與半導(dǎo)體制冷器件(26)的冷面(27)緊密接觸，在半導(dǎo)體制冷器件(26)的熱面(29)緊密接觸設(shè)有散熱器(28)，在氣/液分離管(13)外設(shè)有保溫層(30)，在氣/液分離管(13)的下端設(shè)有排液口(6)，氣/液分離管(13)的溫度與半導(dǎo)體制冷器件(26)的供電電源由單片機(jī)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能報(bào)警、自動(dòng)清洗除液式總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀，其特征是，所述的NDIR檢測(cè)器(15)設(shè)有參比池(31)、測(cè)量池(34)，參比池(31)由透光鏡(32)、(33)密封并填充高純氮，測(cè)量池(34)由透光鏡(32)、(33)密封并通過(guò)進(jìn)氣口(42)與氣/液分離器(21)的出氣管(12)連接，在透光鏡(32)處設(shè)有熱釋電紅外傳感器(37)，在透光鏡(33)處設(shè)有聚光鏡(35)，透光鏡(33)與聚光鏡(35)之間設(shè)有紅外光源(36)，紅外光源(36)與數(shù)據(jù)處理器(16)連接并由其控制發(fā)光，熱釋電紅外傳感器(37)與數(shù)據(jù)處理器(16)連接并傳送數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能報(bào)警、自動(dòng)清洗除液式總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀，其特征是，所述的氧化反應(yīng)器為燃燒法氧化反應(yīng)器，它具有進(jìn)樣頭(20)和燃燒爐(48)，在燃燒爐(48)內(nèi)設(shè)有氧化管(14)，進(jìn)樣頭(20)具有針芯(22)，針芯(22)通過(guò)緊固螺母(23)、硅橡膠O型圈(23)與基座(25)連接，進(jìn)樣頭(20)的一端與沉淀傳感器(1-4)通過(guò)管路連通，所述的電磁閥(9)設(shè)在進(jìn)樣頭(20)與沉淀傳感器(1-4)之間的管路上，進(jìn)樣頭(20)的另一端針芯(22)通過(guò)膠墊與氧化管(14)密封插接，氧化管(14)內(nèi)設(shè)有過(guò)濾器(17)、催化劑(18)和離子阱(19)，端部設(shè)有氧化管出氣口(10)，氧化管出氣口(10)與氣/液分離器(21)的進(jìn)氣管(11)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種功能報(bào)警、自動(dòng)清洗除液式總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀，其特征是，所述的氧化反應(yīng)器為濕法氧化反應(yīng)器，它具有氧化管(47)，在氧化管(47)內(nèi)設(shè)有19000mm2大面積并填充汞蒸汽的石英管(38)，在石英管(38)內(nèi)密封設(shè)有78mm2大面積的電極(39)，在石英管(38)上設(shè)有進(jìn)樣口(40)、出氣口(41)、余液排液口(44)、排氣口(45)，排液口(46)，進(jìn)樣口(40)與沉淀傳感器(1-4)連通，出氣口(41)與氣/液分離管(13)的進(jìn)氣管(11)連通，排液口(46)連接電磁閥(9)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種功能報(bào)警、自動(dòng)清洗除液式總有機(jī)碳水質(zhì)連續(xù)測(cè)定儀，它具有混合器、氧化反應(yīng)器、氣/液分離器、NDIR檢測(cè)器、數(shù)據(jù)處理器，特點(diǎn)是，它設(shè)有起報(bào)警功能的斷流傳感器、流量傳感器、沉淀傳感器，能判斷試樣、試劑、載氣是否正常流動(dòng)，酸化反應(yīng)是否產(chǎn)生沉淀，當(dāng)傳感器的輸出發(fā)生變化時(shí)，控制器能夠報(bào)警，進(jìn)而切斷相關(guān)電源直至重新啟動(dòng)，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性，它還設(shè)有自動(dòng)清洗除液氧化反應(yīng)系統(tǒng)，設(shè)有電磁閥，其上連接有排液管，電磁閥與氧化反應(yīng)器連通，并由數(shù)據(jù)處理器控制，當(dāng)系統(tǒng)意外斷電且再度上電時(shí)，數(shù)據(jù)處理器會(huì)指令打開(kāi)電磁閥，排出斷電前正在測(cè)定的試樣和試劑，清洗各通道和反應(yīng)系統(tǒng)，然后重新啟動(dòng)開(kāi)始新的測(cè)定程序，保證了測(cè)量的準(zhǔn)確性，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性好、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)ι钗鬯?、江河湖海水、工業(yè)廢水直接進(jìn)行測(cè)量。
文檔編號(hào)G01N21/77GK2723990SQ20042004087
公開(kāi)日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2004年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月29日
發(fā)明者徐滋秋, 徐成彬 申請(qǐng)人:徐滋秋