一种水质监测分析仪性能智能测试装置及测试方法与流程

1.本发明涉及水质监测分析仪性能测试领域。


背景技术：

2.根据中国环境监测总站发布的《地表水水质自动监测站安装验收技术要求》，新建站点验收前必须要进行分析仪性能测试。实际测试过程中，由于每个站点的分析仪器较多，测试过程中必须有专业人员在现场更换试剂和操作分析仪器，如由一个工程师操作，其完成测试需要约一周时间。为了节约时间和人力资源，现开发出一种水质监测分析仪性能智能测试装置，该装置可以实现分析仪自动更换试剂和自动测试等功能。


技术实现要素：

3.本发明解决的一个技术问题是现有水质监测分析仪性能测试时，耗费大量人力和时间的问题，提供一种可自动更换试剂和自动测试的智能测试装置。
4.本发明采用的技术方案是：一种水质监测分析仪性能智能测试装置，由控制单元、联动模块、试剂存储单元和分析仪表组成；控制单元，基于微处理器的控制电路板，用于数据记录、任务管理、通讯，同时该单元与显示屏信号连接；联动模块，由多个通道和阀组构成，该模块包括至少三种类型接口；试剂存储单元，用于存放试剂瓶；分析仪表，用于数据的分析检测。
5.一种水质监测分析仪性能测试方法，包括如下步骤：s1，设备处于待机装置，等待开始任务信号；s2，当接收到任务开始信号后，开始工作，否则返回待机状态；s3，当s2中判定工作后，则进入任务工作启动判定；判定成功后，则启动任务工作的任务流程；当判定不成功，则继续进行下一个任务工作启动判定；s4，s3中任务完成后，存储该任务数据；并进入下一个任务工作启动判定；s5，依次类推，当所有任务工作起订都判定后，结束。
6.作为本发明的进一步改进，所述联动模块的三种类型接口，其中一个接口与控制单元信号连接，用以接受任务指令；其中一个接口通过试剂管道与试剂存储单元相连，用以接收各试剂瓶试剂；其中一个接口通过试剂管道与分析仪表相连，用以传送试剂至各分析仪表。
7.作为本发明的进一步改进，所述试剂存储单元包含有多个试剂瓶，每个试剂瓶内的试剂品种相同但浓度不同。
8.作为本发明的进一步改进，所述任务工作的任务流程至少包括检出限测试、多点线性核查测试、重复性测试和准确度测试。通过设置上述几个任务工作流程，从而有效对水质监测分析仪进行性能测试，进而符合中国环境监测总站发布的《地表水质自动监测站安装验收技术要求》的规定。
9.作为本发明的进一步改进，所述检出限测试任务流程包括：第一步，联动模块阀组切换，换到空白通道；第二步，分析仪测量，记录测量次数和结果；第三步，判断是否测量结束；未结束则继续执行测量；第四步，次数判断；次数未完成，则返回第二步继续进行分析仪
测量；第五步，联动模块阀组复位；第六步，流程结束，自动计算出检出限。
10.作为本发明的进一步改进，所述多点线性核查测试任务流程包括：第一步，联动模块阀组切换，换到空白标准溶液通道；第二步，分析仪测量，记录测量结果；第三步，联动模块阀组切换，换到20%浓度标准溶液通道；第四步，分析仪测量，记录测量结果；第五步，联动模块阀组切换，换到50%浓度标准溶液通道；第六步，分析仪测量，记录测量结果；第七步，联动模块阀组切换，换到80%浓度标准溶液通道；第八步，分析仪测量，记录测量结果；第九步，流程结束，自动计算多点线性核查。多点线性核查一次测试跨度范围包含零点、低点、中点和高点的标准溶液，进行有效核查。
11.作为本发明的进一步改进，所述重复性测试任务流程包括：第一步，联动模块阀组切换，换到80%标准溶液通道；第二步，分析仪测量，记录测量次数和结果；第三步，次数判断；次数未完成，则返回第二步继续进行分析仪测量；第四步，联动模块阀组复位；第五步，流程结束，自动计算重复性数据。
12.作为本发明的进一步改进，所述准确度测试任务流程包括：第一步，联动模块阀组切换，换到50%标准溶液通道；第二步，分析仪测量，记录测量次数和结果；第三步，次数判断；次数未完成，则返回第二步继续进行分析仪测量；第四步，联动模块阀组复位；第五步，流程结束，自动计算准确度数据。
13.作为本发明的更进一步改进，默认任务流程启动顺序为检出限测试、多点线性核查、重复性测试、准确度测试。按照上述流程依次检测，其测试的溶剂浓度由低到高执行，能够有效减少记忆效应对测试准确度的影响。
14.本发明具有的有益效果：本结构的智能测试装置自动化程度高，无需人工操作，降低人力资源成本；测试周期短，可缩短分析仪器交付时间；由于是无人操作，测试的稳定性高，安全性高。本发明的测试方法具有测试周期短、测试数据全、干扰小、稳定等优点。
附图说明
15.图1为本发明的原理示意图。
16.图2为本发明公开的一个实施例的测试装置示意图。
17.图3为本发明公开的一个实施例的测试方法流程图。
18.图4为本发明公开的测试方法中检出限任务流程图。
19.图5为本发明公开的测试方法中多点线性核查测试任务流程图。
20.图6为本发明公开的测试方法中重复性测试任务流程图。
21.图7为本发明公开的测试方法中准确度测试任务流程图。
22.图中所示：1控制单元，2联动模块，3试剂存储单元，4分析仪表。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例，对本发明做进一步的说明。
24.如图所示，根据《地表水水质自动监测站安装验收技术要求》中性能测试要求设计并制作基于微处理器核心的控制单元，再选定一款合适的显示屏，用于实现数据采集记录、任务管理、远程及本地通讯等功能；选择电磁阀组及其附件，按功能装配阀组，连接相应电路与管路。联动模块上有三种接口，使一种接口与控制单元1连通以接收任务指令，一种接
口通过相应的管路与试剂存储单元3相连以接收试剂，一种接口通过相应的管路与分析仪表4相连以传送试剂至分析仪表4；试剂存储单元3，专门用于存放试剂瓶。试剂瓶装的是与分析仪测试相对应的试剂，但各瓶中试剂的浓度不同。试剂存储单元通过相应的管路与联动模块相连；以上各管路的安装均不得漏气、漏液；软件工程师编写一套水质分析仪性能智能测试软件，其任务包含准确度测试、重复性测试、检出限测试及多点线性核查功能。每个任务按流程完成后均传至控制单元进行数据存储；将以上所有准备完成的控制单元1、联动模块2、试剂存储单元3、分析仪表4、测试软件以及相关的附件连接在一起。检查与确认连接无误后并可通电对水质监测分析仪性能进行全自动测试。
25.控制单元是基于高性能低功耗微处理器的核心控制电路板和显示装置所组成。该单元够能实现数据采集记录、任务管理、远程及本地通讯等功能，还可以在屏上进行功能设置及数据查询等，可根据需要能够对测试功能进行扩展。
26.联动模块2是一组多通道的受控制单元1所控制的电磁阀组及其驱动器。电磁阀组上接有多条试剂传输管路，这些传输管路的另一端分别与试剂存储单元3中存储的多个试剂瓶一一相连且插入其试剂中；在电磁阀组上还接有一种公共管路，是与分析仪采样管相连。联动模块上有三种接口，一种接口与控制单元1连通以接收任务指令，一种接口与试剂存储单元3相连以接收试剂，一种接口与分析仪表4相连以传送试剂至分析仪表。
27.试剂存储单元3是多个浓度试剂瓶集中存放的一个装置。每个瓶所装的试剂品种相同但浓度不同。试剂存储单元里所存放的试剂品种与分析仪所测试的因子种类有关。试剂瓶存放试剂浓度与性能测试的需求浓度一致。试剂存储单元通过试剂输送管路与联动模块相连。
28.分析仪表4是指水质监测分析仪，比如氨氮水质在线自动分析仪、高锰酸盐指数水质在线自动分析仪、总磷水质在线自动分析仪、总氮水质在线自动分析仪等。水质分析仪表一方面与控制单元相连接收任务指令，另一方面与联动模块相连接收试剂输入。
29.根据测试方法开发了水质分析仪性能智能测试软件，其水质性能智能测试软件任务流程可根据性能测试需求设置，根据性能测试的要求可任意选取其中的一个或几个任务，在任务中可按需要设置测试序列和次数。图3中任务1、任务2、任务3和任务4分别代表的是准确度测试、重复性测试、检出限测试及多点线性核查测试。各任务流程也分别代表着准确度测试流程、重复性测试流程、检出限测试流程及多点线性核查测试流程。每个任务按流程完成后均上传至控制单元进行数据存储。从任务1至任务4可根据需要任意设置其中几个任务进行测试。
30.任务工作的任务流程包括检出限测试、多点线性核查测试、重复性测试和准确度测试。
31.检出限测试任务流程包括：第一步，联动模块阀组切换，换到空白通道；第二步，分析仪测量，记录测量次数和结果；第三步，判断是否测量结束；未结束则继续执行测量；第四步，次数判断；次数未完成，则返回第二步继续进行分析仪测量；第五步，联动模块阀组复位；第六步，流程结束，自动计算出检出限。
32.多点线性核查测试任务流程包括：第一步，联动模块阀组切换，换到空白标准溶液通道；第二步，分析仪测量，记录测量结果；第三步，联动模块阀组切换，换到20%浓度标准溶液通道；第四步，分析仪测量，记录测量结果；第五步，联动模块阀组切换，换到50%浓度标准
溶液通道；第六步，分析仪测量，记录测量结果；第七步，联动模块阀组切换，换到80%浓度标准溶液通道；第八步，分析仪测量，记录测量结果；第九步，流程结束，自动计算多点线性核查。多点线性核查依次测试跨度范围内四个点（含零点、低、中、高四个浓度）的标准溶液，从而有效实现对地表水自动检测站的分析仪表进行验收检测，其数据更全面直观。
33.重复性测试任务流程包括：第一步，联动模块阀组切换，换到80%标准溶液通道；第二步，分析仪测量，记录测量次数和结果；第三步，次数判断；次数未完成，则返回第二步继续进行分析仪测量；第四步，联动模块阀组复位；第五步，流程结束，自动计算重复性数据。
34.准确度测试任务流程包括：第一步，联动模块阀组切换，换到50%标准溶液通道；第二步，分析仪测量，记录测量次数和结果；第三步，次数判断；次数未完成，则返回第二步继续进行分析仪测量；第四步，联动模块阀组复位；第五步，流程结束，自动计算准确度数据。
35.默认任务流程启动顺序为检出限测试、多点线性核查、重复性测试、准确度测试。准确度测试样品浓度为量程的50%，测定6次；检出限测试按照仪器3倍检出限浓度配置标准溶液或者空白样品，测定8次；重复性测试检查是对量程50%浓度测定结果的检查；该流程启动顺序为软件默认顺序，按测试浓度为由低到高执行，可以减少记忆效应影响。
36.当然也可以单独对某项任务流程进行独立检测，也可以根据水质和工作要求进行组合搭配。
37.本结构的智能测试装置自动化程度高，无需人工操作，降低人力资源成本；测试周期短，可缩短分析仪器交付时间；由于是无人操作，测试的稳定性高，安全性高。本发明的测试方法具有测试周期短、测试数据全、干扰小、稳定等优点。
38.本领域技术人员应当知晓，本发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，在不违背本发明精神的前提下，对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围内。