便携式余氯水质在线检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及余氯水质检测技术，具体涉及一种便携式余氯水质在线检测装置。


背景技术：

2.生活饮用水的安全卫生直接关系到人体的身体健康。加强水质监测对控制饮用水突发事件的发生具有重要意义。目前，饮用水在线监测得到广泛应用，不仅可以获得大量实时监测数据，而且对于饮用水污染事件也可以做出及时快速的反应。余氯指水经过加入含氯消毒剂消毒，与其接触一段时间后，残留在水中的氯。余氯有3种形式：游离余氯、化合余氯和总余氯。余氯常见于水质检测，是其常规的监测项目。含氯消毒剂中包含次氯酸钠，次氯酸钠是一种高效、广泛应用的强力灭菌药剂，次氯酸钠极强的氧化性可破坏菌体和病毒上的蛋白质等酶系统，从而杀死病原微生物。但采用氯消毒的过程中，不断检出对人体有害的三氯甲烷(thms)、卤乙酸(haas)等消毒副产物(dbps)。根据相关卫生标准规定，对饮用水、医院污水等的总余氯有严格的排放标准，因此，对此类水进行严格监控具有重要的环保意义。由于水质余氯监测仪具有测量准确、使用方便、灵敏度高等特点，广泛应用于水厂、医院、卫生系统等范围内。
3.目前，对于余氯水质在线分析系统的实现方法主要有以下几种方式：
4.1、分光光度法。该方法准确度高，稳定性好，但测量过程较为繁琐且测试周期较长，且测试过程需要消耗显色剂。以及该方法局限于实验室或者近程应用。
5.2、电极法。该方法无需消耗试剂，具有环保、高效、节约、可靠的优势，然而由于电极法余氯标准溶液很难保存，该方法也仅限实验室应用。
6.3、试剂检测法。该方法十分灵活，使用的试剂囊括活性炭、各类净水剂以及kdf滤料等，然而该方法同样局限于使用环境，难以走出实验室。


技术实现要素：

7.为了解决现有余氯水质在线分析方法，存在使用环境受限的技术问题，本实用新型提供了一种便携式余氯水质在线检测装置。
8.为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：
9.一种便携式余氯水质在线检测装置，其特征在于：包括检测模块、数据传输模块、显示模块、远程控制端以及电源模块；
10.所述检测模块包括光源、光源开关、流通池、显色剂存储池、水样探头、第二控流阀和光电探测器；
11.所述水样探头通过第一控流阀与流通池相连通，流通池上设有排水管；
12.所述显色剂存储池内存储有显色剂，并与流通池相连通；所述第二控流阀用于控制显色剂存储池向流通池注入显色剂；
13.所述光源开关与光源相连，用于控制光源动作；
14.所述光源发出的光入射至流通池的其中一个透光口；
15.所述光电探测器用于接收经流通池另一个透光口透过的带有水样信息的光信号，并将光信号转换为电信号；
16.所述数据传输模块包括带有mcu模块的单片机，用于对光电探测器所测的电信号进行处理，得到余氯含量，并将该余氯含量传输给显示模块和远程控制端；
17.所述电源模块与光源、光电探测器、数据传输模块、显示模块分别相连。
18.进一步地，还包括外壳；
19.所述光源、流通池、光电探测器、数据传输模块均位于外壳内上部，光源开关和水样探头均设置在外壳上，且光源开关、光源、流通池、光电探测器、数据传输模块、水样探头沿水平方向依次设置；
20.所述显色剂存储池位于外壳内中部，且位于流通池的下方；
21.所述流通池的下底面设有三个连接口，分别为第一连接口、第二连接口和第三连接口；
22.所述第一控流阀、第二控流阀均设置在外壳侧壁上，第一控流阀的进口与水样探头之间、第一控流阀的出口与第一连接口之间、第二控流阀与显色剂存储池之间、显色剂存储池与第二连接口之间均通过流通管相连通；
23.所述外壳侧壁上还设有排水阀，排水阀通过所述排水管与第三连接口相连通；
24.所述外壳内底部设有电池仓，所述电源模块包括蓄电池和太阳能电池，蓄电池设置在电池仓内；
25.所述显示模块设置在外壳的顶面。
26.进一步地，所述外壳与显色剂存储池相对位置设有能够打开的第一盖板；
27.所述外壳与电池仓相对位置设有能够打开的第二盖板。
28.进一步地，所述显色剂为dpd显色剂。
29.进一步地，所述光源与流通池其中一个透光口之间、流通池另一个透光口与光电探测器之间均通过光纤连接。
30.进一步地，所述第一控流阀、第二控流阀均按压式控流阀。
31.进一步地，所述远程控制端为手机或计算机；
32.所述显示模块为显示屏。
33.与现有技术相比，本实用新型的优点是：
34.1、本实用新型装置采用光源 流通池 光电探测器 单片机相结合，利用余氯的吸收光谱特征，对水中余氯进行探测，具有速度快，准确率高的特点；将光学探测与试剂检测法相结合，使得余氯检测不仅仅局限于实验室。
35.2、本实用新型检测装置将光源、流通池、光电探测器、数据传输模块和显色剂存储池均设置在外壳内，实现器件的保护；同时将光源开关、水样探头、第一控流阀和第二控流阀设置在外壳侧壁上，便于人员操作；并在外壳设置电池仓，实现蓄电池的保护，提高使用安全性。
36.3、本实用新型外壳上设有可打开的第一盖板，便于对显色剂存储池内显色剂补充和替换；外壳上设有可打开的第二盖板，便于蓄电池的安装和替换。
37.4、本实用新型检测装置体积小，可用于楼宇、水厂、医院等地的水质余氯监测，避
免现有只能在实验室使用的局限性。
38.5、本实用新型第一控流阀和第二控流阀均按压式控流阀，可通过对按压式控流阀每次按压量进行设置，实现显色剂和水样的不同比例；以及在保证比例的同时，每次进行反应的显色剂与水样均微量，既可实现节约资源，也可实现整体装置的小型化，满足手持设备的需求。
39.6、本实用新型通过水样探头、流通管、第一控流阀、排水管、排水阀可实现对流通池的清洗，及时的清洗可以延长装置的使用寿命。
40.7、本实用新型检测装置的显示屏可方便及时查看数据稳定和探测结果，远程控制端可实现用户交互，方便科研人员保留数据进行分析。
附图说明
41.图1是本实用新型便携式余氯水质在线检测装置的原理框图；
42.图2是本实用新型便携式余氯水质在线检测装置实施例结构示意图(未示出远程控制端、电源模块)；
43.其中，附图标记如下：
44.01
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外壳，1
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电源模块，101
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电池仓，2
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光源，201
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光源开关，3
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流通池， 301
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光纤，302
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排水管，303
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第一连接口，304
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第二连接口，305
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第三连接口， 4
‑
显色剂存储池，5
‑
水样探头，601
‑
流通管，602
‑
第一控流阀，603
‑
第二控流阀， 604
‑
排水阀，7
‑
光电探测器，8
‑
数据传输模块，9
‑
显示模块，10
‑
远程控制端。
具体实施方式
45.以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步详细描述。
46.如图1和图2所示，本实用新型一种便携式余氯水质在线检测装置，将光学探测与试剂检测法相结合，使得余氯检测不仅仅局限于实验室，该检测装置主要由外壳01、电源模块1、光源2、光源开关201、流通池3、显色剂存储池 4、水样探头5、第一控流阀602、第二控流阀603、光电探测器7、数据传输模块8、显示模块9以及远程控制端10组成；其中，电源模块1与光源2、光电探测器7、数据传输模块8、显示模块9分别相连，为整个装置供电；光源2、流通池3、显色剂存储池4、光电探测器7、数据传输模块8均位于外壳01内部，实现器件的保护；光源开关201、水样探头5、第一控流阀602、第二控流阀603、显示模块9均设置在外壳01，便于人员操作和观察。
47.光源开关201、光源2、流通池3、光电探测器7、数据传输模块8、水样探头5沿水平方向依次设置外壳01上部；本实施例光源采用短波光源，如波长包含200
‑
350nm的短波光源，因为余氯的吸收峰特征波长在230nm以及 285nm附近；光源2由光源开关201控制开关，使用时按下光源开关201即可；流通池3为水样与显色剂的反应容器，并在此进行数据采集；流通池3包含五个出入口，其中沿光源2入射方向分布着两个位于流通池3两侧壁的透光口，用于连接光源2和光电探测器7，光源2与流通池3其中一个透光口之间、流通池3另一个透光口与光电探测器7之间均通过光纤301连接；其余三个出入口开设在流通池3底面，分别为第一连接口303、第二连接口304和第三连接口305。
48.显色剂存储池4均位于外壳01内中部，且位于流通池3的下方，显色剂存储池4内存
储有显色剂，并通过流通管601与流通池3相连通；本实施例，显色剂本实用新型采用dpd试剂。
49.本实施例第一控流阀602、第二控流阀603均采用按压式控流阀。第一控流阀602设置在外壳01侧壁上，第一控流阀602的进口与水样探头5之间、第一控流阀602的出口与第一连接口303之间均流通管601相连通。第一控流阀602控制向流通池3内注入待测水样，具体为通过手持设备将水样探头5伸入待测水样中，按下第一控流阀602即可实现吸取水样至流通池3中；第二控流阀603也设置在外壳01侧壁上，第二控流阀603与显色剂存储池4通过流通管601相连通，第二控流阀603用于控制显色剂存储池4向流通池3注入显色剂。
50.流通池3的一端与光源2耦合，用于接收光源2发出的光，另一端与光电探测器7耦合，用于将带有水样信息的光信号传输至光电探测器7，光电探测器7将光信号转换为电信号。
51.数据传输模块8包括带有mcu模块的单片机，用于对光电探测器7所测电信号进行处理与计算，以此得到余氯的含量，并以浓度表示，并在显示模块9上显示水中余氯含量；此外，数据传输模块8中获得的数据通过wifi传递到远程控制端10。本实施例中，显示模块9采用显示屏，远程控制端10可为用户手机或计算机，方便远程记录。
52.流通池3上的第三连接口305为排水口，在外壳01侧壁上还设有排水阀 604，排水阀604通过排水管302与第三连接口305相接，通过排水管302将流通池3内的水液排出至装置外侧，并由排水阀604控制；在探测完成后通过手动控制排水阀604对流通池3进行废液的排出。本实施例第一控流阀602、第二控流阀603、排水阀604由上至下依次设置在外壳01侧壁上。
53.本实施例检测装置在使用时，可根据需要进行显色剂与水样的按取，并对按压式控流阀每次按压量进行设置，保证比例的同时，每次进行反应的显色剂与水样均微量，在实现节约资源的同时，可以实现整体装置的小型化，满足手持设备的需求，可走出实验室，用于楼宇、水厂、医院等地的水质余氯监测，免除实验室的局限性。
54.本实施例外壳01内底部设有电池仓101，电源模块1包括蓄电池和太阳能电池，可将蓄电池安装在电池仓101内，提高安全性；显示模块9设置在外壳 01的顶面，便于数据的观察。
55.本实施例外壳01与显色剂存储池4相对位置设有可打开的第一盖板(即滑盖)，可对显色剂补充和替换；外壳01与电池仓101相对位置也设有可打开的第二盖板(即滑盖)，用于蓄电池的安装和替换。
56.本实施例便携式余氯水质在线检测装置的工作过程如下：
57.电源模块1正常供电时安装蓄电池供电，使用时，用户手持设备，按下光源开关201打开光源2，再按下控制显色剂抽取的第二控流阀603，使显色剂进入流通池3内，再将水样探头5伸入待测水样池，注意此时将水样探头5浸没在水样中即可，无需将设备前端整个浸入，按下控制水样探头5的第一控流阀602，将水样注入流通池3内；
58.光源2通过光纤301进入流通池3，再通过另一侧的光纤301进入光电探测器7，光电探测器7将光信号转换为电信号，此电信号携带水样与显色剂反应后样品的特征信息，数据传输模块8对该信号数据进行处理，得到余氯含量；待显色剂与水样在流通池3内反应充分(水样泛红)后，将在显示屏上得到稳定的余氯数据。同时，通过数据传输模块8的wifi连接
功能将余氯数据传输给远程控制端，远程控制端上也收到了同样稳定的余氯数据；
59.测量完毕后，关闭光源开关201，打开排水阀604，即可将流通池3内的废液排除；也可一边按下控制水样探头5的第一控流阀602，一边打开排水阀 604，即可实现对流通池3进行清洗，清洗时，水样探头5接蒸馏水，少量多次冲洗。
60.本实施例检测装置在工作过程中，先打开光源开关，因光源在刚打开的几秒信号不稳定，测得的数据会有波动，因此，先打开光源开关，再进水样和显色剂，可使光源在水样和显色剂反应的同时稳定下来，提高测量准确性。
61.本实施例检测装置通过水样探头5、流通管601、第一控流阀602、排水管 302、排水阀604实现流通池3的清洗，可以延长装置的使用寿命。
62.本实施例检测装置中显示屏方便及时查看数据稳定和探测结果，远程控制端10实现用户交互，方便科研人员远程保留数据进行分析。
63.本实施例检测装置利用余氯的吸收光谱的特征光谱对水中余氯进行光学方法的探测，结构简单，结果准确灵敏，且更加安全环保。
64.以上仅是对本实用新型的优选实施方式进行了描述，并不将本实用新型的技术方案限制于此，本领域技术人员在本实用新型主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本实用新型所要保护的技术范畴。