專利名稱：一種紫外吸光法測(cè)定cod濃度的在線監(jiān)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)COD濃度的設(shè)備，屬于環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
技術(shù)背景在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，COD (Chemical Oxygen Demand,化學(xué)需氧量)的監(jiān)測(cè)是 環(huán)保監(jiān)測(cè)中重要的一項(xiàng)。COD指在一定條件下用強(qiáng)氧化劑處理廢水，水中還 原性物質(zhì)所消耗的強(qiáng)氧化劑的量，結(jié)果折算成氧的含量(以mg/L計(jì))。COD 是評(píng)價(jià)水體受有機(jī)物污染程度的重要指標(biāo)，是對(duì)河流和工業(yè)廢水的研究及污水 處理廠的處理效果進(jìn)行評(píng)價(jià)的一個(gè)重要參數(shù)。它的值越小，說(shuō)明水質(zhì)污染的情 況越輕。COD的測(cè)定方法有很多種，主要分為化學(xué)法和物理法?；瘜W(xué)法中的重鉻 酸鉀法最早由Adeney和Dawson提出，經(jīng)過(guò)Muers和Moore改進(jìn)成為現(xiàn)在應(yīng) 用的方法?；瘜W(xué)法作為主要的測(cè)量手段的同時(shí)，其他方法也得到了廣泛的應(yīng)用。 目前，我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測(cè)試方法是重鉻酸鉀法(GB11914-89)和 高錳酸鹽法(GB11892-89)，前者適合于分析工業(yè)廢水和生活污水，后者適于 .分析地下水和較干凈的地表水。目前在我國(guó)，監(jiān)測(cè)COD的方法主要靠人工采樣，以實(shí)驗(yàn)室分析作為主要 手段，操作頻繁，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，試劑用量大，而且造成了嚴(yán)重的二次污染，不適 宜批量水樣的測(cè)量。我國(guó)目前的大多COD監(jiān)測(cè)儀器，也都是基于這種化學(xué)方 法，測(cè)試數(shù)據(jù)延時(shí)長(zhǎng)、故障率高、維護(hù)量大、實(shí)驗(yàn)成本高，已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代 化環(huán)境監(jiān)測(cè)控制的要求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決目前的監(jiān)測(cè)COD的方法操作復(fù)雜、響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、有 二次污染的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種紫外吸光法測(cè)定COD濃度的在線監(jiān)測(cè)儀。本發(fā)明由光路系統(tǒng)、水路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)組成，光路系統(tǒng)置 于水路系統(tǒng)中，光路系統(tǒng)與電路系統(tǒng)相連，電路系統(tǒng)與嵌入式系統(tǒng)相連，所述 光路系統(tǒng)括電機(jī)、偏心軸套、同心軸套、第一光電二極管、第二光電二極管、第一紫外玻璃管、第二紫外玻璃管、低壓汞燈、安裝盤(pán)、第一銷(xiāo)軸和第二銷(xiāo)軸， 電機(jī)內(nèi)沿水平方向并列設(shè)置有偏心軸套和同心軸套，偏心軸套的底端固定有第 一紫外玻璃管，偏心軸套的內(nèi)部設(shè)置有位置固定不旋轉(zhuǎn)的第一銷(xiāo)軸，第一銷(xiāo)軸 的底端沿垂直方向并列固定有第一光電二極管和第二光電二極管，第一光電二 極管和第二光電二極管設(shè)置在密封的第一紫外玻璃管內(nèi)，同心軸套的底端固定 有第二紫外玻璃管，同心軸套的內(nèi)部設(shè)置有位置固定不旋轉(zhuǎn)的第二銷(xiāo)軸，第二 銷(xiāo)軸的底端固定有低壓汞燈，低壓汞燈設(shè)置在密封的第二紫外玻璃管內(nèi)，安裝 盤(pán)設(shè)置在電機(jī)底端，并位于兩個(gè)紫外玻璃管的上方，第一光電二極管吸收254nm紫外光，第二光電二極管吸收546nm可見(jiàn)光，兩個(gè)光電二極管都朝向 低壓汞燈。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是操作維護(hù)簡(jiǎn)單、故障率低、無(wú)須添加化學(xué)試劑、無(wú)二次 污染、測(cè)試時(shí)間短、響應(yīng)時(shí)間一般在l分鐘以內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)真正的在線監(jiān)測(cè)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是光路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖l、圖2、說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式由 光路系統(tǒng)、水路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)3和嵌入式系統(tǒng)4組成，光路系統(tǒng)置于水路系 統(tǒng)中，光路系統(tǒng)與電路系統(tǒng)3相連，電路系統(tǒng)3與嵌入式系統(tǒng)4相連，所述光 路系統(tǒng)由電機(jī)l-l、偏心軸套l-2、同心軸套l-3、第一光電二極管l-4、第二 光電二極管1-5、第一紫外玻璃管1-6、第二紫外玻璃管1-7、低壓滎燈1-8、 安裝盤(pán)1-9、第一銷(xiāo)軸1-10和第二銷(xiāo)軸1-11組成，電機(jī)1-1內(nèi)沿水平方向并 列設(shè)置有偏心軸套1-2和同心軸套1-3，偏心軸套1-2的底端固定有第一紫外 玻璃管1-6，'偏心軸套1-2的內(nèi)部設(shè)置有位置固定不旋轉(zhuǎn)的第一銷(xiāo)軸1-10，第 一銷(xiāo)軸1-10的底端沿垂直方向并列固定有第一光電二極管1-4和第二光電二 極管1-5，第一光電二極管14和第二光電二極管1-5設(shè)置在密封的第一紫外 玻璃管l-6內(nèi)，同心軸套1-3的底端固定有第二紫外玻璃管1-7,同心軸套l-3 的內(nèi)部設(shè)置有位置固定不旋轉(zhuǎn)的第二銷(xiāo)軸1-11，第二銷(xiāo)軸1-11的底端固定有 低壓汞燈1-8，低壓汞燈1-8設(shè)置在密封的第二紫外玻璃管1-7內(nèi)，安裝盤(pán)1-9 設(shè)置在電機(jī)1-1底端，并位于兩個(gè)紫外玻璃管的上方，第一光電二極管1-4吸收254nm紫外光，第二光電二極管1-5吸收546nrn可見(jiàn)光，兩個(gè)光電二極管 都朝向低壓汞燈1-8。電路系統(tǒng)3:第一光電二極管1-4和第二光電二極管1-5將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成 電信號(hào)；用 一塊前置放大電路板將微弱的電信號(hào)經(jīng)過(guò)三級(jí)放大轉(zhuǎn)換成電壓信 號(hào)；單片機(jī)控制A/D采集模塊將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；單片機(jī)中的串口 通訊模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到嵌入式系統(tǒng)4。嵌入式系統(tǒng)4:嵌入式系統(tǒng)4中的串口通訊模塊接收電路系統(tǒng)3中單片機(jī) 發(fā)送的數(shù)字信號(hào)；分析、計(jì)算模塊對(duì)接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析和計(jì)算，并將 結(jié)果保存并發(fā)送到顯示模塊以數(shù)字或圖表的形式顯示給用戶。工作原理進(jìn)行COD測(cè)量時(shí)將光路系統(tǒng)置于水路系統(tǒng)中，光路系統(tǒng)的安 裝盤(pán)1-9架在水路系統(tǒng)的上邊沿，使得光路系統(tǒng)的電機(jī)1-1露在水路系統(tǒng)外， 其余感光部分置于水路系統(tǒng)中，光路系統(tǒng)的電機(jī)1-1帶動(dòng)偏心軸套1-2和同心 軸套l-3旋轉(zhuǎn)，因?yàn)槠妮S套l-2的軸是偏的，非對(duì)稱，造成偏心軸套l-2和 同心軸套1-3所帶動(dòng)的第一紫外玻璃管1-6和第二紫外玻璃管1-7之間的距離 發(fā)生連續(xù)變化，水路系統(tǒng)能保證污水的流動(dòng)、交換，低壓汞燈l-8發(fā)出的紫外 光和可見(jiàn)光透過(guò)流動(dòng)的污水照射第一光電二極管1-4和第二光電二極管1-5， 由于第一紫外玻璃管l-6和第二紫外玻璃管l-7之間的距離發(fā)生連續(xù)變化，所 以光路系統(tǒng)中的第一光電二極管1-4和第二光電二極管1-5感應(yīng)到低壓滎燈 1-8發(fā)出的紫外光和可見(jiàn)光的距離也是連續(xù)變化的，第一光電二極管1-4和第 二光電二極管1-5將感應(yīng)到的光信號(hào)，經(jīng)濾波，分別吸收254nm紫外光和 546nm可見(jiàn)光，并將其轉(zhuǎn)換成微弱電信號(hào)，傳遞給電路系統(tǒng)3，電路系統(tǒng)3再 傳遞給嵌入式系統(tǒng)4，實(shí)現(xiàn)測(cè)量COD濃度。其中，第一光電二極管1-4用于測(cè)量水樣在254nm處的吸光度，在一定 條件下水樣的COD與紫外光(254nm)吸光度有很好的相關(guān)性，即根據(jù)紫外光 (254nm)吸光度就可計(jì)算出水樣的COD值。但是當(dāng)水樣中有渾濁物干擾時(shí)， 會(huì)導(dǎo)致COD與紫外光(254nm)吸光度之間的相關(guān)性變差，此時(shí)，可根據(jù)第 二光電二極管l-5測(cè)量的可見(jiàn)光(546nm)吸光度，計(jì)算出水樣的濁度，再?gòu)?COD中減去濁度的帶來(lái)的誤差，可以提高儀器的測(cè)量精度。
具體實(shí)施方式
二下面結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本發(fā)明的水路系統(tǒng)由外層水套2-l、中層水套2-2、內(nèi)層水套2-3、內(nèi)層水套入水孔2-4、進(jìn)水管2-5、 進(jìn)7jC閥2-6、排水管2-7和排氣管2-8組成，外層水套2-l、中層水套2-2和內(nèi) 層水套2-3從外向內(nèi)依次嵌套，內(nèi)層水套2-3底部設(shè)置有內(nèi)層水套入水孔24， 中層水套2-2的頂端密封，中層水套2-2的外側(cè)壁與排氣管2-8相連通，中層 水套2-2的底端與進(jìn)水管2-5相連通，進(jìn)水管2-5上設(shè)置有進(jìn)水閥2-6，夕卜層 水套2-1的底端與排水管2-7相連通。水路系統(tǒng)工作原理進(jìn)行水質(zhì)COD檢測(cè)時(shí)，打開(kāi)進(jìn)水閥2-6，讓待檢測(cè) 的污水從進(jìn)水管2-5進(jìn)入中層水套2-2中，因?yàn)橹袑铀?-2頂端密封，中層 水套2-2中被污水注滿后，在壓力的作用下，污水從內(nèi)層水套入水孔2-4進(jìn)入 內(nèi)層水套2-3中，同時(shí)中層水套2-3水中的氣泡由排氣管2-8排出，待中層水 套2-3中的污水注滿后溢出，流過(guò)中層水套2-2密封的頂部進(jìn)入外層水套2-1 中，再流入與外層水套2-l底部連通的排水管2-7中，這樣，污水在不停的流 動(dòng)、交換、排氣，流動(dòng)在內(nèi)層水套2-3中的污水是待測(cè)源，低壓汞燈l-8是光 源，第一光電二極管1-4和第二光電二極管1-5透過(guò)污水吸收低壓汞燈1-8發(fā) 出的紫外光和可見(jiàn)光，經(jīng)濾光后，分別吸收254nm紫外光和546nm可見(jiàn)光， 并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳遞給電路系統(tǒng)3，由電路系統(tǒng)3和嵌入式系統(tǒng)4進(jìn)行后 續(xù)的處理工作。
權(quán)利要求
1、一種紫外吸光法測(cè)定COD濃度的在線監(jiān)測(cè)儀，它由光路系統(tǒng)、水路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)(3)和嵌入式系統(tǒng)(4)組成，光路系統(tǒng)置于水路系統(tǒng)中，光路系統(tǒng)與電路系統(tǒng)(3)相連，電路系統(tǒng)(3)與嵌入式系統(tǒng)(4)相連，其特征在于所述光路系統(tǒng)包括電機(jī)(1-1)、偏心軸套(1-2)、同心軸套(1-3)、第一光電二極管(1-4)、第二光電二極管(1-5)、第一紫外玻璃管(1-6)、第二紫外玻璃管(1-7)、低壓汞燈(1-8)、安裝盤(pán)(1-9)、第一銷(xiāo)軸(1-10)和第二銷(xiāo)軸(1-11)，電機(jī)(1-1)內(nèi)沿水平方向并列設(shè)置有偏心軸套(1-2)和同心軸套(1-3)，偏心軸套(1-2)的底端固定有第一紫外玻璃管(1-6)，偏心軸套(1-2)的內(nèi)部設(shè)置有位置固定不旋轉(zhuǎn)的第一銷(xiāo)軸(1-10)，第一銷(xiāo)軸(1-10)的底端沿垂直方向并列固定有第一光電二極管(1-4)和第二光電二極管(1-5)，第一光電二極管(1-4)和第二光電二極管(1-5)設(shè)置在密封的第一紫外玻璃管(1-6)內(nèi)，同心軸套(1-3)的底端固定有第二紫外玻璃管(1-7)，同心軸套(1-3)的內(nèi)部設(shè)置有位置固定不旋轉(zhuǎn)的第二銷(xiāo)軸(1-11)，第二銷(xiāo)軸(1-11)的底端固定有低壓汞燈(1-8)，低壓汞燈(1-8)設(shè)置在密封的第二紫外玻璃管(1-7)內(nèi)，安裝盤(pán)(1-9)設(shè)置在電機(jī)(1-1)底端，并位于兩個(gè)紫外玻璃管的上方，第一光電二極管(1-4)吸收254nm紫外光，第二光電二極管(1-5)吸收546nm可見(jiàn)光，兩個(gè)光電二極管都朝向低壓汞燈(1-8)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外吸光法測(cè)定COD濃度的在線監(jiān)測(cè)儀， 其特征在于水路系統(tǒng)包括外層水套(2-l)、中層水套(2-2)、內(nèi)層水套(2-3)、內(nèi)層 水套入水孔(2-4)、進(jìn)水管(2-5)、進(jìn)水閥(2-6)、排水管(2-7)和排氣管(2-8)，外層 7jC套(2-l)、中層水套(2-2)和內(nèi)層水套(2-3)從外向內(nèi)依次嵌套，內(nèi)層水套(2-3) 底部設(shè)置有內(nèi)層水套入水孔(2-4)，中層水套(2-2)的頂端密封，中層水套(2-2) 的外側(cè)壁與排氣管(2-8灘連通，中層水套(2-2)的底端與進(jìn)水管(2-5)相連通，進(jìn) 水管(2-5)上設(shè)置有進(jìn)水閥(2-6)，外層水套(2-l)的底端與排水管(2-7)相連通。
全文摘要
一種紫外吸光法測(cè)定COD濃度的在線監(jiān)測(cè)儀，涉及一種監(jiān)測(cè)COD濃度的設(shè)備，屬于環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。它為了解決目前的監(jiān)測(cè)COD的方法操作復(fù)雜、響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、有二次污染的問(wèn)題。本發(fā)明由光路系統(tǒng)、水路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)組成，光路系統(tǒng)置于水路系統(tǒng)中，光路系統(tǒng)與電路系統(tǒng)相連，電路系統(tǒng)與嵌入式系統(tǒng)相連，電路系統(tǒng)將光路系統(tǒng)微弱的電信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后發(fā)送到嵌入式系統(tǒng)中，嵌入式系統(tǒng)對(duì)接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析和計(jì)算，并將結(jié)果保存并發(fā)送到顯示模塊以數(shù)字或圖表的形式顯示給用戶。本發(fā)明操作維護(hù)簡(jiǎn)單、故障率低、無(wú)須添加化學(xué)試劑、無(wú)二次污染、測(cè)試時(shí)間短、響應(yīng)時(shí)間一般在1分鐘以內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)真正的在線監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01N21/33GK101271062SQ20081006447
公開(kāi)日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者崔學(xué)風(fēng), 昱 張, 戴景民, 楊文彥 申請(qǐng)人:哈爾濱天朗清科技有限公司