一种多联泵-气泵定量系统及基于此系统的原位在线监测仪

技术领域

本发明涉及水质在线监测配套设备技术领域，具体涉及一种多联泵-气泵定量系统及基于此系统原位在线监测仪。

背景技术

当前，环境水质在线监测已经成为我国环保领域的重点工作。其中氨氮，磷酸盐，硝酸盐作为常规水质监测中的营养盐类的重要指标，在海洋研究，海产养殖，海洋富营养化预警等方面更是得到了广泛的应用。但现阶段设备均以大机箱顺序进样监测为主，试剂消耗量均在1-2mL/次。试剂消耗量较大，运行及维护成本高，并且对运行站房条件要求较高，难以用于如海上，湖面，河滩等复杂工况。

在现有的小型便携式水质在线监测设备中，以水质氨氮为例。已有电化学离子选择电极设备、试剂盒类检测器。但均有不同程度弱点。其中电化学设备抗干扰能力及平行稳定性较差，数据置信度不高。试剂盒类测试手段精度不足，且以肉眼观察显色产生误差很大。所以需要更加精确，稳定，小型化的水质多参数在线监测仪器。

在微流量体系监测过程中，微流量定量系统是整个化学检测流程过程中最重要的组成部分，如何稳定持续准确的定量进样是保证测试参数数据稳定性的重要条件。

中国发明专利申请公开文本CN107831121A，“多参数水质监测仪及其使用方法”公开了一种多参数水质检测仪，其采用了多个消解装置，可以同步地对水样的多个参数进行检测，但其消解装置共用一个定量环管装置，这些定量环管能够依照选定的目标容器内的液体定量提取以及定量取样，只能按特定的比例进行配液，而水质检测仪在检测不同参数时，要求的配液比会有些许差异，比如检测COD、总氮时与检测氨氮、总磷时就有明显区别。此时上述装置要么检测结果不够准确，要么需要更换定量环管，都会对多参数的检测带来不便。同时，其需要依次进行待检测水样/和试剂的定量提取和定量取样，各参数测试时间叠加，检测速度慢，效率低。

中国发明专利申请公开文本CN109916833A，“多参数水质检测仪”，将定位环管设定呈定位环管组件，具有多个不同定容值的定位环管，可以根据检测参数选择合适的定量环管，方便更换定位环管的组件，方便进行多位参数的检测，但其并未解决各参数测试时间叠加，检测速度慢，效率低的问题。

随着人们环保意识的增强，高质量的仪器、微量级设计、多参同时测量成为新一代的在线监测仪器的发展趋势。因此，提供一种微量级、能快速精确地实现同步定量进样，试剂消耗量小、无试剂混串液风险的原位多参数检测系统，成为当前发展的趋势。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了巧妙的多联蠕动泵-气泵推进样定量系统保证微小死体积和超高同步率，保障定量进样的稳定性与准确性，最终保证了测试数据的准确性与稳定性。

为实现上述目的，本发明的一种基于多联泵-气泵定量系统的原位在线监测仪原位多参数在线监测设备，包括多联蠕动泵-气泵推进样定量系统、消解系统，所述多联蠕动泵-气泵推进样定量系统包括多联蠕动泵和气推装置，所述多联蠕动泵包括并联设置的多个液位通道以及主泵体，主泵体同步推动各液位通道中的试剂至液位计；所述气推装置包括气阀及气泵，气泵通过各启动的气阀同步气推各所述液位通道内的试剂，试剂自液位计被气推至消解系统的消解混液管。

进一步地，所述消解混液管连通多通阀，并通过所述多通阀分别连通水样、清洗水，并通出废液。

进一步地，所述多通阀配设一蠕动泵，所述蠕动泵正转通过多通阀抽取水样至消解混液管。

进一步地，还设有比色池，所述消解系统与所述比色池分离设置以减低水样及试剂总量需求。

进一步地，所述消解混液管连通多通阀，并通过多通阀连通比色池。

进一步地，所述蠕动泵为双向蠕动泵，所述蠕动泵反转通过多通阀抽取消解混液管中的显色溶液至比色池比色。

进一步地，所述蠕动泵前端连接一定量环，所述比色池一端通过蠕动泵定量抽取水样；所述比色池入口前端设置一气阀口，所述气阀口控制水样进入比色池。

一种多联泵-气泵定量系统，包括多联蠕动泵和气推装置，所述多联蠕动泵包括并联设置的多个液位通道以及主泵体，主泵体同步推动各液位通道中的试剂至液位计；所述气推装置包括气阀及气泵，气泵通过各启动的气阀同步气推各所述液位通道内的试剂，气推试剂自液位计至消解系统的消解混液管。

本发明与现有技术相比，有益效果为：

第一，检测速度快，多种试剂一次性定量完成，减少多参数测试时间。测试速度加快50％左右；

第二，试剂消耗量小，试剂使用量约100微升，常规仪器耗量为1mL。约在十分之一左右。试剂耗量小，成本降低，污染减小；

第三，结构小巧且可便携携带。由于体积及重量的整体减小。可以实现便携携带。并且可适用于海洋、湖泊浮漂等恶劣工况；

第四，气推装置进样结构简单，无冗余，无试剂死体积，进样精确；

第五，多联蠕动泵分路进样，仅在消解混液管中混合，无试剂混串液风险，无试剂间污染干扰；适合多种参数同步检测，便于推广应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

附图中，气泵101；气阀102；多联蠕动泵2；液位通道201；主泵体202；液位计4；消解混液管5；多通阀7；比色池8；蠕动泵9；定量环10。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

如图1所示，本发明的一种基于多联泵-气泵定量系统的原位在线监测仪原位多参数在线监测设备，包括多联蠕动泵-气泵推进样定量系统、消解系统及比色池，所述多联蠕动泵-气泵推进样定量系统包括多联蠕动泵2和气推装置，所述多联蠕动泵2包括并联设置的多个液位通道201以及主泵体202，主泵体202同步推动各液位通道201中的试剂至液位计4；所述气推装置包括气阀102及气泵101，气泵101通过各启动的气阀102同步气推各所述液位通道201内的试剂，气推试剂自液位计4通过Y型三通接头定量且等量的被气推至消解系统的消解混液管5。

本实施例中，液位通道201设置8道，本发明的一种基于多联蠕动泵-气体推动为原理的原位多参数在线监测设备可以保证各液位通道201中各试剂进样量的一致性，通过液位计4控制多联蠕动泵管路试剂进样量，可做到控制全部八组试剂进样稳定，即进样同步且进样量同量。多种试剂一次性定量完成，减少了多参数测试时间，测试速度提升至少50％，测试效率显著提高。

当完成八组试剂同量定量之后，由气推装置将各液位通道201中的试剂分别推入消解混液管5中，达到快速精准的定量进样，且各试剂充分完整的通过气推装置送入消解混液管，减少了试剂的冗余造成的浪费，试剂耗量小，成本降低、污染减小。

本发明中的各液位通道201相互独立，实现了多联蠕动泵2分路进样，直至进入消解混液管5中混合，无试剂混串液的风险，无试剂间的污染干扰，能实现多种参数同步检测，极大地减少了设备的使用量，实现了设备的微小化。

所述消解混液管5连通多通阀7，并通过所述多通阀7分别连通水样、清洗水和比色池，并通出废液。本发明中，通过选用多通阀7，实现了消解混液管5连通水样、连通比色池、通出清洗水、通出废液等多个功能，进一步简化了设备的使用量，降低了多参数检测仪设备的冗余，进一步实现了设备的微型化。

所述多通阀7配设一蠕动泵9，所述蠕动泵9正转通过多通阀7抽取水样至消解混液管5。

所述蠕动泵9为双向蠕动泵，所述蠕动泵9反转通过多通阀9抽取消解混液管5中的显色溶液至比色池8比色。

本发明中，所述蠕动泵9选用双向蠕动泵，正转可以抽取水样至消解混液管5用于催化分解水样，所述蠕动泵9反转可以将消解混液管5中的显色溶液抽取至比色池8，通过双向蠕动泵的设计，进一步减少和简化了结构。

还设有比色池8，所述消解系统与所述比色池分离设置以减低水样及试剂总量需求。

所述消解系统与所述比色池分离设置以减低水样及试剂总量需求。

所述蠕动泵9前端连接一定量环10，所述比色池8一端通过蠕动泵9定量抽取水样；所述比色池8入口前端设置一气阀口，所述气阀口控制水样定量进入比色池8、

本发明中的一种基于多联泵-气泵定量系统的原位在线监测仪原位多参数在线监测设备的工作流程如下：

(1)多联蠕动泵2正转100秒左右，试剂到达液位计4的位置，停止多联泵2的正转；

(2)蠕动泵9正转，多通阀7开启水样口以抽取水样，之后反打入消解混液管5中，润洗消解混液管5，后排空；

(3)蠕动泵9正转抽取水样空白检测；

(4)蠕动泵9抽取水样，开启比色池8前端设置的气阀口，定量进入水样；

(5)开启各液位通道201分别与气泵101连通的气阀102推动试剂进样，进入混液消解管5进行混液，消解；

(6)蠕动泵9正转抽取消解混液管5中的显色溶液至比色池8比色；

(7)检测氨氮、总磷、总氮等参数时，重复该流程即可实现。

本发明中，选用的一种多联泵-气泵定量系统，可以保证多路进样体系中各种试剂进样量的一致性通过液位计控制多联蠕动泵一号管路试剂进样量，即可做到控制全部8组试剂进样稳定，同步，同量的进样量。同时在蠕动泵推动八联试剂到液位计位置后，即可做到八组试剂同量定量，此时，由气推装置将蠕动泵中的试剂经过简单的三通y型接头，即可将试剂分别推入消解混液管中，达到快速精确的定量进样。

分离的流通比色池8与消解混液管5，该设计可以有效降低水样及试剂总量需求，由于流通比色池8可以保证对小流量的试剂进行检测，消解混液模块单独进行混液消解工作，将试剂耗量由常规的1mL左右降低至100μL左右。

以多联蠕动泵-气泵推进样定量系统为核心的相对于现有原位多参数在线监测设备产品具有很高的优势：

第一，检测速度快，多种试剂一次性定量完成，减少多参数测试时间。测试速度加快50％左右。

第二，试剂消耗量小，试剂使用量约100微升，常规仪器耗量为1mL。约在十分之一左右。试剂耗量小，成本降低，污染减小。

第三，结构小巧且可便携携带。由于体积及重量的整体减小。可以实现便携携带。并且可适用于海洋、湖泊浮漂等恶劣工况。

第四，气推装置进样结构简单，无冗余，无试剂死体积，进样精确。

第五，多联蠕动泵分路进样，仅在消解混液管中混合，无试剂混串液风险，无试剂间污染干扰；适合多种参数同步检测，便于推广应用。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施方式。显然，本发明不限于以上实施方式，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。