一种在线分析仪带消解功能的比色装置的制作方法

1.本实用新型涉及在线分析领域，尤其是化学表面处理、化学品生产工艺过程、水处理相关即地表水、地下水、工业废水、生活废水、回用水的分析检测过程。具体是一种在线分析仪带消解功能的比色装置。


背景技术：

2.在重金属在线检测仪中，光电比色法是一种常用的检测方法。
3.授权公告号cn210665513u公布了一种总氮在线分析仪用比色皿检测装置，由外壳、led光线发射器、带透镜的光线接收器组成，其特点是使用固定窄波长led提升光源可靠度，以及固定机构采用快速拆装设计。授权公众号cn208012938u公布了一种可调节的柔性消解模块，将两个高压阀内嵌到了消解模块中，其中一个是固定高压阀、一个是可动高压阀，前者作为比色皿上端支撑件，后者用于调节固定比色皿下端，达到提升更换比色皿效率以及兼容不同长度比色皿的目的。授权公众号cn202599813u公布了一种重金属在线检测仪的比色池，由发光二极管、光电二极管、带消解功能的比色皿、冷却风扇组成。其特点是整合了反应池、冷却池、比色池。授权公告号cn206945542u公布了一种总磷总氮水质在线监测仪，其运行原理是通过蠕动泵、计量管、阀岛模块将试剂打入消解管，然后通过光电测量和光谱测量分别对总磷和总氮进行测量。
4.从上述一些典型的业内技术可以看到，都能达成对相应检测的需求。然而在一些部分仍有不足之处：
5.1.)固定波长发光二极管通常单价低廉而且连续工作寿命通常能达到一年以上，因此实际单次采购数量小，这会给日常采购带来一些困难，并且不同波长的发光二极管还需单独备货。
6.2.)发光二极管和光电二极管通常使用电线连接到控制器或电路板上，该方案测量结果受连接电线干扰大，维护起来也不是很容易。有些更好的方案是将发光二极管和光电二极管做在控制器或电路板上，然后用光纤连接到消解池模块上，这是利用了光纤对光的传递损失小的特点，这种方案承担了光纤本身的额外成本，而且多了一个故障点和维护点。
7.3.)每次向比色皿内打入一定量的化学品试剂时，目前的技术是在比色装置外部，通过装有发光二极管和光电二极管的计量管、蠕动泵、多位切换阀组合使用完成的，即试剂先由蠕动泵通过多为切换阀打入计量管定量，然后多位切换阀切换到向比色皿的通道，最后蠕动泵反向工作将计量管内的化学品打入比色皿。这种设计看起来顺理成章，其实存在三个弊端。一是需要有单独的计量管，集成度不高。二是此控制步骤为开环控制，实际打入比色皿的试剂并不能保证，机械部件的泄露都会直接影响检测结果。三是计量管通常只有两对二极管组合，打入试剂体积只能是固定的两个体积，因此在需要打入多个试剂时对试剂的浓度和体积是有局限性的。
8.4.)从设计原则上，要求比色皿在内部空置的情况下，具有最大的透光度，即光电
二极反馈的电压最大，测量空白溶液的时候透光度次之，而含待测样品的变色后溶液的透光度最低。事实上，当前比色皿设计多为圆柱体，当比色皿是圆柱体形状设计时，空置比色皿的透光度介于空白溶液和变色后溶液之间，这是因为发光二极管在穿透圆柱体比色皿时，不可避免的会发生光的散射和折射问题。这种情况下存在着巨大的风险，即当处于任何原因，原定的试剂并未有效打入比色皿内(例如蠕动泵故障)，则空置的比色皿的透光度大于空白溶液的透光度，检测结果非零。


技术实现要素：

9.本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种避免使用光纤，成本低廉的在线分析仪带消解功能的比色装置。
10.技术方案如下，
11.一种在线分析仪带消解功能的比色装置，包括壳体、比色皿、加热丝和冷却风扇，所述比色皿通过上端固定件和下端固定件固定安装在所述壳体内，所述加热丝缠绕在所述比色皿的外表面上，所述冷却风扇设置在所述比色皿的后侧，其特征在于，在所述壳体的左、右两侧各设有一块电路模块，在一侧的所述电路模块上的焊接有两个发光二极管，并且两个所述发光二极管上下布置，另一侧的所述电路模块上焊接有两个光电二极管，两个所述光电二极管分别与上下布置的两个所述发光二极管一一对应设置，在所述壳体的两个侧面上均开设有可供两个所述发光二极管和两个所述光电二极管的光源通过的光源通孔，其中位于下方的所述发光二极管为白光二极管，在与之对应的光源通孔内安装有滤光片。
12.作为进一步的改进，在位于上方的两个所述光源通孔的内侧均设有光源通道，所述光源通道延伸至所述比色皿的上半段的两侧。
13.作为进一步的改进，在所述比色皿的下半段的两侧各设有一个进光通道，两个所述进光通道的位置分别对应着位于下方设置的白光二极管和光电二极管，且两个进光通道的进光面为平面。
14.作为进一步的改进，所述上端固定件和所述下端固定件与所述比色皿的上、下端之间均设有密封圈，其中上端的密封圈为o型密封圈，下端的密封圈为扁平密封圈。
15.作为进一步的改进，所述壳体包括壳本体和前挡板，所述前挡板与所述壳本体通过快拆结构连接。
16.作为进一步的改进，所述快拆结构为卡槽式设计，在所述壳本体的前挡板安装口的两侧各设有一条卡槽，在所述前挡板的两侧分别设有卡缘，所述前挡板从上往下通过所述卡缘插入所述卡槽内，以此使所述壳本体与所述前挡板密封形成一个不透光的盒体。
17.作为进一步的改进，所述壳本体与所述前挡板还可通过旋钮固定。
18.作为进一步的改进，在所述前挡板的上端还设有一个向上突出的帽檐结构，在所述帽檐结构上设有一个多用孔。
19.有益效果
20.有益效果为：本实用新型结构简单，增强了抗干扰能力，检测结果更加稳定；通过电路模块连接，减去了使用光纤的成本，易于维护；解决了空置比色皿出现的情况，装置采用闭环控制，多重保护，可靠性显著增加。
附图说明
21.下面结合附图与实施案例进一步说明本实用新型。
22.图1为本实用新型的爆炸图；
23.图2为本实用新型的左视图；
24.图3为图2的a
‑
a部剖视图。
25.图中标号：
26.1、壳体
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
101、光源通孔
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
102、光源通道
27.103、壳本体
ꢀꢀꢀꢀꢀ
1031、卡槽
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
104、前挡板
28.1041、卡缘
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1042帽檐结构
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1043、多用孔
29.105、旋钮
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2、比色皿
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
201、进光通道
30.2011、进光面
ꢀꢀꢀꢀꢀ
3、加热丝
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4、冷却风扇
31.5、上端固定件
ꢀꢀꢀꢀ
6、下端固定件
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
7、电路模块
32.8、发光二极管
ꢀꢀꢀꢀ8’
、白光二极管
ꢀꢀꢀꢀꢀ
9、光电二极管
33.10、滤光片
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11、o型密封圈
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
12、扁平密封圈
34.13、外罩
具体实施方式
35.为使对本实用新型的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
36.如图1
‑
2所示，一种在线分析仪带消解功能的比色装置，包括壳体1、比色皿2、加热丝3和冷却风扇4，比色皿2通过上端固定件5和下端固定件6固定安装在壳体1内，加热丝3缠绕在比色皿2的外表面上，并且加热丝3在比色皿2的外表面的捆绑路线是通过比色皿的表面突起来限位完成的，此处加热丝是从比色皿2的下端开始向上缠绕至比色皿2的中部位置结束，冷却风扇4设置在比色皿2的后侧，在壳体1的左、右两侧各设有一块电路模块7，电路模块7通过外罩13保护，在一侧的电路模块上的焊接有两个发光二极管8，并且两个发光二极管8上下布置，另一侧的电路模块上焊接有两个光电二极管9，两个光电二极管9分别与上下布置的两个发光二极管8一一对应设置，在壳体1的两个侧面上均开设有可供两个发光二极管8和两个光电二极管9的光源通过的光源通孔101，其中位于下方的发光二极管8’为白光二极管，在与之对应的光源通孔内安装有滤光片10，白光二极管可覆盖可见光波长范围，应用时根据不同的波长需求更换滤光片即可，而不是直接更换发光二极管。这样做的好处是发光二极管可以统一备货，规避了对不同波长发光二极管进口芯片的依赖，并且滤光片是相对更容易获取的，可节约成本。发光二极管8和光电二极管9均焊接在两侧的电路模块7上，作为电路模块的一部分，在电路模块本地完成信号的采集和ad转换，并通过485/232通讯与主控制器或电路板通讯。这样做的好处是向主控制器或电路板通讯的是数字信号，避免了直接电线连接时电线本身对模拟信号的影响，也省去了使用光纤的成本。这种模块化的设计思路还使信号的稳定性和可靠性得到进一步的提升。
37.在位于上方的两个光源通孔的内侧均设有光源通道102，光源通道102延伸至比色皿2的上半段的两侧，用于确认液位，光源通道可聚集光源使光源直接照射在比色皿上。
38.在比色皿2的下半段的两侧各设有一个进光通道201，两个进光通道201的位置分
别对应着位于下方设置的白光二极管和光电二极管，且两个进光通道201的进光面2011为平面。下方设置的白光二极管和光电二极管用于测量。将进光面设计为平面，可以使空置比色皿的透光度等于或低于空白溶液的透光度。这样做的好处是，当由于任何故障原因导致溶液未有效打入比色皿时，仅通过透光度检测单项，即可判断出比色皿是否空置。作为多重保护，如上所述，本装置配合外部具有直接定量功能的注射泵或柱塞泵，以及配合比色装置内部上端的液位确认，可以达到多重保护的目的，使检测过程达到有效监控，显著提升检测可靠性，满足无人值守在线分析仪的应用需求。
39.上端固定件5和下端固定件6与比色皿2的上、下端之间均设有密封圈，其中上端的密封圈为o型密封圈11，下端的密封圈为扁平密封圈12，由于比色皿2是从下往上压紧固定的，因此上端的o型密封圈有助于密封比色皿2的上端口，下端的用的扁平密封圈，其接触面积大，更有利于比色面2的端口压合。
40.作为进一步的改进，为了方面试验人员查看壳体内的比色皿的反应情况，将壳体1设计为半包结构的壳本体103，在壳本体103的前侧面加装前挡板104密封，前挡板104与壳本体103通过快拆结构连接。快拆结构为卡槽式设计，具体的，是在壳本体103的前挡板安装口的两侧各设有一条卡槽1031，在前挡板104的两侧分别设有卡缘1041，前挡板104从上往下通过卡缘1041插入卡槽1031内，以此使壳本体103与前挡板104密封形成一个不透光的盒体。并且壳本体103与前挡板104还可通过旋钮105作进一步固定。在前挡板104的上端还设有一个向上突出的帽檐结构1042，用于抵挡住顶部的光线，避免漏光。在帽檐结构1042上设有一个多用孔1043，在安装或拆卸时，便于手拎住前挡板，在吃不住力的情况下，还可以用螺丝刀等细小的杆状物体穿过多用孔，便于提起前挡板。
41.在实际应用上，此比色装置不再推荐配合计量管使用，取而代之的是通过注射泵或柱塞泵结合旋转阀或阀组向比色皿内注入试剂，然后再通过比色装置上端的一对发光二极管和光电二极管考察比色皿内溶液体积是否达到预计目标。这样做的好处是实现了闭环控制，一方面外侧注射泵或柱塞泵本身具有定量功能，另一方面比色装置内部上端的发光二极管和光电二极管作为液位的审核机构，审核阶段性的总体积是否符合试剂打入的总体积。此外，因为外部使用的是注射泵或柱塞泵，每种试剂的体积选择更为灵活，不再受限于计量管的固定几个固定体积，集成度也得到了进一步的提升。
42.综上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。