一種采用電解法自動(dòng)監(jiān)測液體多參數(shù)的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種測量裝置，尤其涉及一種采用電解法自動(dòng)監(jiān)測液體多參數(shù)的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]檢測重金屬的方法有很多，目前的分析方法主要有:原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射法(ICP-AES)、電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)、紫外-可見分光光度法和電化學(xué)法(伏安法)。前面四種方法主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室的重金屬檢測，后面兩種方法側(cè)重應(yīng)用于現(xiàn)場水樣的重金屬在線監(jiān)測。電化學(xué)法中的伏安法就是我們?cè)诤Ｑ鬂窕瘜W(xué)法多參數(shù)原位監(jiān)測儀中的一種應(yīng)用。
[0003]伏安法是從電化學(xué)分析中的極譜法發(fā)展起來的。凡能在電極上被還原或被氧化的無機(jī)離子和有機(jī)物質(zhì)，一般都可以用伏安極譜法測定。近二十年來，由于脈沖極譜法、示波極譜法以及半微積分極譜法的興起，尤其是極譜催化波、絡(luò)合吸附波和溶出伏安法的成功應(yīng)用，極譜法和伏安法在重金屬痕量分析方法中占有越來越重要的地位。例如，利用催化波、吸附波可測定周期表中大多數(shù)元素，不少元素的測定下限可達(dá)10-8?ΙΟ-llg/L。而脈沖溶出伏安法的測定下限可達(dá)10-10?10-12g/L。伏安法的優(yōu)勢(shì)在于它的極其低的檢測下限，它的多元素識(shí)別能力和它適用于在線、現(xiàn)場運(yùn)用。如目前水溶液中重金屬離子檢測的電化學(xué)分析儀器典型代表有瑞士萬通的ADI2045等，終端售價(jià)也高達(dá)90萬元人民幣左右。國內(nèi)儀器行業(yè)在研制電化學(xué)方法的儀器也有一定的進(jìn)展，但是在穩(wěn)定性和重復(fù)性方面難以保證，我們將綜合各種措施與方法，研究開發(fā)高重復(fù)性的重金屬在線監(jiān)測儀技術(shù)。海洋濕化學(xué)多參數(shù)原位自動(dòng)監(jiān)測儀便是使用的陽極溶出伏安法。
[0004]陽極溶出伏安法是伏安法中的一種，它具有很高的靈敏度，是一種重要的痕量分析方法，將富集和測定結(jié)合在一起的電化學(xué)分析方法。它把恒電位電解和溶出伏安結(jié)合在一個(gè)電極上進(jìn)行，其基本方法首先是將待測物質(zhì)在適當(dāng)(一定電位下)電解一定時(shí)間，將待測物質(zhì)電解富集到電極上(如汞膜電極)生成汞齊，此階段是預(yù)電解階段，又稱富集階段;接著讓溶液靜止片刻，然后以等速改變電極電位，即由負(fù)向正電位方向掃描，此時(shí)富集在電極上的物質(zhì)又重新在電極上氧化進(jìn)入溶液中，此階段稱溶出階段。溶出過程的伏安曲線(i_E曲線)，其峰高(溶出電流ip)與待測離子濃度成正比，是定量分析的基礎(chǔ);峰電位(Ep)與離子的性質(zhì)有關(guān)，是定性分析的基礎(chǔ)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的主要目的，在于提供一種可以監(jiān)測海水中痕量元素，高靈敏度、高準(zhǔn)確度、高穩(wěn)定性的電解法自動(dòng)監(jiān)測液體多參數(shù)的系統(tǒng)，以對(duì)海水中的重金屬進(jìn)行檢測。
[0006]本實(shí)用新型提供了一種采用電解法自動(dòng)監(jiān)測液體多參數(shù)的系統(tǒng)，其包括:
[0007]主控模塊，用于負(fù)責(zé)系統(tǒng)的總體流程控制、數(shù)據(jù)綜合處理以及各模塊之間的通訊控制；
[0008]計(jì)量模塊，與主控模塊連接，用于控制定量抽取待測海水，并反饋至主控模塊輸出顯示檢測電壓值；
[0009]動(dòng)力模塊，與計(jì)量模塊和動(dòng)力模塊連接，用于驅(qū)動(dòng)計(jì)量模塊定量抽取待測液體以測量；
[0010]測量模塊，與動(dòng)力模塊和計(jì)量模塊連接，動(dòng)力模塊將計(jì)量的待測液體輸送至測量模塊中，將待測液體在適當(dāng)?shù)碾娢贿M(jìn)行電解，經(jīng)過富集和溶出過程得到峰高，而峰高與待測物質(zhì)的濃度成正比，從而測定目標(biāo)參數(shù)的濃度值。優(yōu)選地，所述不同的目標(biāo)參數(shù)對(duì)應(yīng)不同的電位，輸出不同的電位，以辨別檢測不同的目標(biāo)參數(shù)。優(yōu)選地，所述自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)一步包括預(yù)處理模塊，其與過濾裝置相和計(jì)量模塊連接，通過預(yù)處理模塊控制過濾裝置過濾篩除海水中的懸浮物或大顆粒物質(zhì)。優(yōu)選地，所述計(jì)量模塊包括計(jì)量控制模塊、光源、計(jì)量管和光電轉(zhuǎn)換器，所述計(jì)量管與過濾裝置相連通，光源和光電轉(zhuǎn)換器分別設(shè)置于計(jì)量管的兩側(cè)，計(jì)量管中設(shè)有若干個(gè)液位控制點(diǎn)，計(jì)量控制模塊根據(jù)海水或試劑用量的不同而自動(dòng)選擇不同的液位，光源在計(jì)量管的左側(cè)，光電轉(zhuǎn)換器在計(jì)量管的右側(cè)，用于接收穿透計(jì)量管的光線，光電轉(zhuǎn)換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，電壓信號(hào)反饋至主控模塊驅(qū)動(dòng)動(dòng)力模塊定量抽取待測液體傳輸至計(jì)量管中。優(yōu)選地，所述動(dòng)力模塊包括相互連接的動(dòng)力控制模塊、蠕動(dòng)栗和電磁閥，電磁閥與蠕動(dòng)栗相連接，主要控制海水或試劑的通斷，當(dāng)電磁閥打開時(shí)，海水或試劑可以流經(jīng)此閥，當(dāng)關(guān)閉時(shí)，海水或試劑不能通過。實(shí)現(xiàn)蠕動(dòng)栗待測海水的抽取計(jì)量和傳送測量。優(yōu)選地，所述測量模塊包括測量控制模塊和電解池，所述電解池中設(shè)有電極，待測海水在電解池通過電極電解，測定電流或電壓的曲線，將其傳輸至主控模塊分析出待測海水中的目標(biāo)參數(shù)的濃度值。優(yōu)選地，所述主控模塊包括數(shù)據(jù)顯示模塊，用于輸出顯示待測海水的中目標(biāo)參數(shù)的濃度值;數(shù)據(jù)處理模塊，用于將收到的電壓值轉(zhuǎn)換為濃度值;通訊模塊，用于將所測的海水?dāng)?shù)據(jù)傳輸至指定通訊設(shè)備。優(yōu)選地，所述目標(biāo)參數(shù)為銅，鎘，鉛，鋅中任選一種或多種。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過所述采用電解法自動(dòng)監(jiān)測液體多參數(shù)的系統(tǒng)，運(yùn)用了現(xiàn)代傳感技術(shù)和自動(dòng)測量技術(shù)對(duì)海水中的痕量重金屬進(jìn)行監(jiān)測，自動(dòng)計(jì)量、自動(dòng)抽取監(jiān)測，將待測物質(zhì)在適當(dāng)?shù)碾娢贿M(jìn)行電解，通過電解反應(yīng)檢測輸出與相應(yīng)目標(biāo)參數(shù)對(duì)應(yīng)的電流或電壓曲線，經(jīng)過富集和溶出過程，可以得到峰高，而峰高與待測物質(zhì)的濃度成正比，從而測定目標(biāo)參數(shù)的濃度值?？纱钶d在不同船只上用于海水環(huán)境因子的長期觀測;在大型科考船、中型海洋觀測船、小型應(yīng)急監(jiān)測艇等船只載體上均可應(yīng)用，甚至只需配備蓄電池即可在民用快艇上進(jìn)行近岸海域環(huán)境的有效監(jiān)測。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的一種采用電解法自動(dòng)監(jiān)測液體多參數(shù)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0014]本實(shí)用新型提供了一種采用電解法自動(dòng)監(jiān)測液體多參數(shù)的系統(tǒng)，其包括:
[0015]主控模塊I，用于負(fù)責(zé)系統(tǒng)的總體流程控制、數(shù)據(jù)綜合處理以及各模塊之間的通訊控制；
[0016]計(jì)量模塊2，與主控模塊I連接，用于控制定量抽取待測海水，并反饋至主控模塊I輸出顯示檢測電壓值，反饋出海水的容量；
[0017]動(dòng)力模塊3，與計(jì)量模塊2連接，用于驅(qū)動(dòng)計(jì)量模塊2定量抽取待測液體以測量；
[0018]測量模塊4，與動(dòng)力模塊3和計(jì)量模塊2連接，動(dòng)力模塊3將計(jì)量的待測液體輸送至測量模塊4中；
[0019]將待測液體在適當(dāng)?shù)碾娢贿M(jìn)行電解，經(jīng)過富集和溶出過程得到峰高，而峰高與待測物質(zhì)的濃度成正比，從而測定目標(biāo)參數(shù)的濃度值。
[0020]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，所述自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)一步包括預(yù)處理模塊5，其與過濾裝置相和計(jì)量模塊2連接，通過預(yù)處理模塊5控制過濾裝置過濾篩除海水中的懸浮物或大顆粒物質(zhì)，以減少海水中雜質(zhì)對(duì)檢測的干擾。
[0021]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，所述自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)一步包括下機(jī)位系統(tǒng)6，其由各種智能組件組合而成，智能組件中各自內(nèi)嵌有一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的微處理器，能夠獨(dú)立執(zhí)行模塊級(jí)的復(fù)雜控制和數(shù)據(jù)采集或處理等功能，還可以自動(dòng)報(bào)錯(cuò)、智能診斷，具有較高的擴(kuò)展性和兼容性。主控模塊I與下機(jī)位系統(tǒng)6之間通過CAN總線進(jìn)行通訊連接，智能組件控制功能執(zhí)行部件實(shí)現(xiàn)采樣、預(yù)處理、計(jì)量取液、預(yù)處理、測定目標(biāo)參數(shù)濃度等功能。
[0022]所述主控模塊I與各功能模塊相連接，控制各模塊的數(shù)據(jù)交互和操作控制。計(jì)量模塊2控制定量抽取待測海水，其中，所述計(jì)量模塊2包括計(jì)量控制模塊20、光源21、計(jì)量管22和光電轉(zhuǎn)換器23，所述計(jì)量管22與過濾裝置相連通，光源21和光