一种用于cod检测的定容进液计量方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水质分析和环境监测领域，涉及水质检测技术，尤其涉及反映水质质 量的C0D(化学需氧量）检测技术，具体是用于C0D检测的定容进液装置，。
【背景技术】
[0002] C0D是反映水质质量的一项重要的指标，它指的是水体中易被强氧化剂氧化的还 原性物质所消耗的氧化剂的量，结果折算成氧的量（以mg/L计)。C0D反映了水体受还原性 物质污染的程度，测得水样中C0D值越大说明水体受有机物的污染也就越严重，水中还原 性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，C0D也作为有机物相对含量的指标之一。
[0003] 目前，常用的化学需氧量C0D的测定方法主要有回流滴定法、微波法、HACH比色法 等。这些测定方法中都涉及到水样和消解反应所需添加药品试剂的剂量准确度问题。水样 和药品试剂的加入方式直接关系到所加水样与药品试剂剂量的精度，而加入的药品试剂量 精度则将直接影响到测定C0D的准确度，药品试剂加入过少会使得C0D值测量不准确，加入 药品试剂过多会造成资源浪费和环境污染。在目前的C0D检测仪中，传统的自动取液装置 大都是按照水样和试剂的一定比例固定机械式进液的，不能随机灵活按照比例根据实际情 况进液，并且有些C0D检测仪器添加水样和试剂是分多次累计完成的，容易造成累计误差， 不能确保进液体积计量精度。另一方面，传统的自动取液装置大多采用蠕动栗转数对试剂 和水样进行定量，随机误差大，准确度有限，水样和试剂取液量不准使得C0D值检测更不准 确，并且管道内易残留液体影响计量精度，蠕动栗对液体的传输效率很低，长期使用容易老 化，影响传输效率。
【发明内容】
[0004] 针对目前C0D检测定容进样和添加试剂的取液准确度问题，由此而影响所测C0D 值的测量精度，以及COD自动取液装置按照一定比例固定容量机械式进液的弊端，本发明 提出一种用于C0D检测的高精度、动态、灵活、随机进液的计量方法和装置，结构和方法简 单易行，保证所测C0D值的准确性。
[0005] 为达到上述目的，本发明一种用于C0D检测的定容进液计量装置采用的技术方案 是：包括活塞栗和计量管，计量管上端连接活塞栗、下端连接多通电磁阀，计量管管壁外设 置一个空套在计量管上可沿计量管上下移动的光度计固定环，光度计固定环固定连接相对 计量管中心轴对称的液位光度计发射光源模块和液位光度计接受光源模块，光度计固定环 固定连接水平的水平杆一端，水平杆另一端垂直固定连接位于水平杆下方激光测距传感 器，水平杆的中段部分通过直线步进电机轴固定连接位于水平杆下方的直线步进电机，步 进电机放置于水平钢板上；多通电磁阀包括有排液阀、进液阀、样品阀和多个试剂阀，样品 阀和多个试剂阀分别连接对应的试剂瓶；进液阀依次通过进液管、消解管入口阀、连通导 管与消解池底部相连接，消解池外壁上固定设有测量光度计发射光源和测量光度计接受光 源；所述直线步进电机、液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块、激光测距传 感器、活塞栗和多通电磁阀均与MCU处理单元相连。
[0006] 本发明基于所述用于C0D检测的定容进液计量装置的定容进液计量方法采用的 技术方案是：包括以下步骤： A、MCU处理单元根据所需添加水样样品或者试剂的溶液体积计算出所需加入计量管中 溶液高度h，调节液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块和计量管使三者的最 底部处于同一水平线上； B、 启动直线步进电机和激光测距传感器，直线步进电机带动激光测距传感器、液位光 度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块向上运动，当激光测距传感器探测到其镜头 距离水平钢板上表面的垂直距离d2=Ahi-Ah2+h时，MCU处理单元控制直线步进电机停 止运动；其中Ahi为计量管2的最底部到水平钢板上表面之间的垂直距离，Ah2为激光测 距传感器的镜头到液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块光源位置处的垂直 距离； C、 关闭激光测距传感器，打开液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块，打 开多通电磁阀中对应的水样样品或试剂的阀门，启动活塞栗，水样样品或试剂从其对应的 试剂瓶中被抽送到计量管中；当溶液被抽送到计量管中对应于液位光度计发射光源模块、 液位光度计接受光源模块光源位置处时，活塞栗停止运转； D、 关闭多通电磁阀中对应水样或试剂的阀门，关闭液位光度计发射光源模块、液位光 度计接受光源模块光源，启动激光测距传感器和直线步进电机，直线步进电机带动激光测 距传感器和液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块向下移动，当激光测距传 感器探测到其镜头距水平钢板上表面的垂直距离L2=Ahi-Ah2时，MCU处理单元控制直 线步进电机停止运动； E、 关闭激光测距传感器，打开液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块，启 动活塞栗和打开消解管入口阀，计量管中的水样样品或试剂注入到消解池中，由测量光度 计发射光源、测量光度计接受光源比色分析得到C0D值。
[0007] 本发明与已有技术方法相比，具有如下优点： 1、本发明在准确可靠抽取溶液的同时，方便随机定量，实现了在计量管量程内任意给 定溶液体积的目的，可以按照给定比例根据实际情况改变水样和试剂的进液体积大小，并 且对一份水样或者试剂的添加可一次性抽取完成，避免了多次定容取液的累计误差，更符 合实际应用要求，不仅可应用于C0D计量检测，也可以用于其他高计量精度液体输送领域。
[0008] 2、本发明利用激光三角法测距原理结合直线步进电机定位，实现了高精度、灵活 随机、连续定容取液，从而保证了溶液体积计量的精度，以及改变了传统机械式固定容量取 液的弊端。
[0009] 3、本发明全程采用MCU处理单元嵌入式系统智能控制进液体积大小，实现了溶液 进液计量过程的全自动化，避免了人工添加试剂与水样的操作。
[0010] 4、本发明全程采用无惯性高精度的直线步进电机和激光测距传感器来实现对液 位光度计的精准定位，从而在一定程度上确保了进液体积的精度。另一方面，使用了全新的 活塞栗取样，代替了传统的蠕动栗，实现了与样品和试剂没有直接接触，减少了被腐蚀的可 能性，既提高了可靠性，又减少了维护量。
[0011] 5、本发明采用全新的光学液位定位，利用光学原理，定量添加试剂与水样，提高了 所加试剂和水样的进液体积精度，在关键因素上保证了COD值测量的准确性。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明一种用于C0D检测的定容进液计量装置的整体结构示意图； 图2为图1中液位光度计发射光源模块、液位光度计接受光源模块、激光测距传感器以 及直线步进电机等的安装结构放大示意图； 图3为图1的控制结构框图； 图4为图1的工作流程图。
[0013] 附图中各部件的序号和名称：1、活塞栗，2、计量管，3、光度计固定环，4、液位光度 计发射光源模块，5、液位光度计接受光源模块，6、水平杆，7、直线步进电机轴，8、激光测距 传感器，9、直线步进电机，10、控制单元，11、螺丝，12、电机固定水平板，13、支撑钢架，14、 多通电磁阀，15、排液管帽，16、排液管，17、