一种基于蠕动泵的硫化物光度检测器

1.本实用新型涉及一种基于蠕动泵的硫化物光度检测器，具体而言，涉及将蠕动泵应于光度检测器，涉及将密封循环吸收设计概念应用于水样中硫化物检测领域。


背景技术：

2.环境水体中的硫化物主要存在于一些水产养殖业、农业、工业以及生活污水等场合中，另外，有些特殊的地下水(如温泉水)也含有硫化物。水中的硫化物主要是在厌氧条件下由细菌作用使硫酸盐还原而产生，还有些是由含硫有机物的分解而产生的。其硫化物主要以有溶解性的h2s、hs-、s
2-存在于水中，悬浮物中的可溶性金属硫化物、可溶性硫化物和未电离的有机及无机类硫化物也是水中硫化物的主要存在形式。h2s易挥发，且毒性很大，一方面，严重危及人类的生命健康，人们吸入少量高浓度h2s短时间内可致命，吸入低浓度h2s时对眼睛、呼吸系统及中枢神经都有影响；另一方面，h2s被污水中的某些微生物氧化成硫酸后，会腐蚀下水道或其他市政设施，对公共设施造成损害。
3.作为判断水体受污染程度的一项重要指标，硫化物的含量越高，说明该水体受污染越严重。目前，我国测定水中硫化物常用的国标法之一是“亚甲基蓝分光光度法”(gb/t 16489—1996)，即酸化环境水体中的硫化物，使之生成硫化氢，再用氮气或氢气将硫化氢从反应容器中吹出并输送至专用的吸收液中、显色和定容，再用分光光度计测量其吸光度，根据吸光度值的大小计算硫化物的含量；整个测量过程包含两个环节：第一环节是酸化-吹气-吸收，本环节是在敞开体系中进行的，吹入的硫化氢气体仅被吸收一次便直接放空；第二环节是显色-定容-测吸光度，本环节是手工操作。第一环节耗时、耗气，是误差的主要来源。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案提供了一种基于蠕动泵的硫化物光度检测器，包括：试剂输送系统，所述试剂输送系统包括多个试剂瓶；吸收与光电检测系统，所述吸收与光电检测系统包括吸收池和水样瓶，多个所述试剂瓶通过蠕动泵与所述吸收池连接，所述水样瓶与所述试剂瓶(释放剂)连接，通过连接的蠕动泵输送释放剂将水样瓶中的硫化物生成硫化氢气体；水样处理系统，与所述水样瓶连接；试剂排空系统，与所述水样瓶和所述吸收池连接，所述试剂排空系统能够排空所述水样瓶和所述吸收池内的废液；控制系统，与所述试剂输送系统、所述吸收与光电检测系统、所述水样处理系统和所述试剂排空系统控制连接。
6.在该技术方案中，该光度检测器整体是一个密封循环系统，通过蠕动泵向吸收池和水样瓶输送液体，这样能够对输送至吸收池和水样瓶的各种试剂和水样的体积实现精准的控制，通过输送不同体积的标准液实现拟合标准曲线，再根据水样的吸光度值计算出硫化物的浓度；另外，吸收池能够在密封的系统中循环吸收从水样瓶中释放出来的硫化氢，进
一步硫化氢气体与吸收剂生成硫化钠，避免产生的硫化氢一次吸收后直接放空而损失，这样能够提高硫化氢吸收率、减少整个吸收过程时间，提高检测方法的准确度，同时也减少实验过程中排出的废气，对环境友好；通过控制系统对其他系统的控制，实现硫化氢的吸收与光度检测的配合运行，并且对检测后废液自动排空，减少了人工操作。
7.另外，本实用新型上述实施例提供的技术方案还可以具有如下附加技术特征：
8.上述技术方案中，所述试剂输送系统包括纯水瓶、显色剂瓶、吸收剂瓶和标准液瓶，所述显色剂瓶、所述吸收剂瓶和所述标准液瓶分别通过第一蠕动泵、第二蠕动泵和第三蠕动泵与所述吸收池连接。
9.在该技术方案中，在试剂输送系统中设置有显色剂瓶、吸收剂瓶和标准液瓶，每个试剂瓶都通过蠕动泵进行单独泵送，能够准确的控制加入试剂的顺序和每次加入的体积，能够获得拟合标准曲线，保证光度检测结果的准确性。
10.上述任一技术方案中，所述控制系统与所述第一蠕动泵、所述第二蠕动泵与所述第三蠕动泵控制连接。
11.在该技术方案中，采用蠕动泵可以避免试剂与泵体接触，并且试剂的数量可以随时调节改变，并且蠕动泵的结构简单便于日后维护，降低了检测的运行成本。
12.上述任一技术方案中，所述吸收与光电检测系统包括：光源，设置于所述吸收池的一侧；光电池，设置于所述吸收池的另一侧，所述光电池与显示器连接；第一排气管，一端设置于所述吸收池的液面以上的位置，所述第一排气管的另一端设置于所述水样瓶的液面以下的位置，所述第一排气管上设置有隔膜泵，所述隔膜泵能够将所述吸收池的气体输送至所述水样瓶；第二排气管，一端设置于所述水样瓶的液面以上的位置，所述第二排气管的另一端设置于所述吸收池的液面以下的位置，所述第二排气管将所述水样瓶液面以上的气体输送至所述吸收池的液面以下。
13.在该技术方案中，在吸收与光电检测系统中，控制系统通过蠕动泵将吸收剂、标准液和显色剂输送至吸收池内，充分反应后开启光源，光源的射线穿透吸收池内的液体照射在光电池上，光电池读取透过光的数据后在显示器显示出来，这样就完成了硫化物的光度检测，显示屏显示以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标的拟合标准曲线；另外，在吸收池外接有水样瓶，通过隔膜泵单向吹气带动吸收池上方的气体输送至水样瓶的液面以下，输送释放出的硫化氢气体，另外第二排气管在正压作用下，将水样瓶液面上方含有硫化氢的气体输送至吸收池的液面以下，使得吸收池可循环反复吸收水样瓶中释放的硫化氢气体，提高水样瓶释放出的硫化氢气体在吸收池中的吸收率，进一步生成硫化钠后显色，被光源照射后透过光被光电池接收，完成硫化物的光度检测。
14.上述任一技术方案中，还包括释放剂瓶，所述释放剂瓶通过第一排液管与所述水样瓶连接，所述第一排液管上设置有第四蠕动泵。
15.在该技术方案中，控制系统通过第四蠕动泵控制释放剂输送至水样瓶内，从而使水样中的硫化物与释放剂反应生成硫化氢气体，在第二排气管引导下将硫化氢输送至吸收池液面以下，进一步硫化氢与吸收剂反应生成硫化钠溶液。
16.上述任一技术方案中，所述水样处理系统包括：水样采集瓶，所述水样采集瓶通过第二排液管与所述水样瓶连接；第五蠕动泵，设置于所述第二排液管上；抽水泵与所述水样采集瓶连接。
17.在该技术方案中，水样处理系统通过抽水泵将水抽入到水样采集瓶中，过滤后再通过第五蠕动泵将水样采集瓶内的水样输送至水样瓶内，通过蠕动泵来控制水样的输送量，便于硫化物的定量计算。
18.上述任一技术方案中，所述水样采集瓶的液面以下的位置设置有过滤网，所述第二排液管的一端设置于所述过滤网的上方和水样采集瓶的液面下方，所述抽水泵与所述水样瓶的连接处设置于所述过滤网的上方和水样采集瓶的液面下方。
19.在该技术方案中，在水样采集瓶中设置过滤网，第二排液管可以采集到过滤后的水，排除水中颗粒较大的干扰物质，再被注入所述水样瓶中，水样中的硫化物在释放剂酸化后，释放出的硫化氢气体通过第二排气管输送至吸收池，与吸收剂反应生成硫化钠溶液。
20.上述任一技术方案中，所述试剂排空系统包括：纯水瓶，所述纯水瓶通过第六蠕动泵与所述吸收池连接；充气泵，与所述水样瓶和所述吸收池连接；第一截止阀，一端与所述水样瓶的底部连接；第二截止阀，一端与所述吸收池的底部连接；废液瓶，与所述第一截止阀的另一端和所述第二截止阀的另一端连接。
21.在该技术方案中，将水样瓶和吸收池的顶部与充气泵连通，通过充气泵向水样瓶和吸收池注入压力，并且将水样瓶和吸收池的底部两个截止阀打开，将水样瓶和吸收池中的液体排进废液瓶中；与此同时，将纯水瓶的第六蠕动阀打开，对吸收池进行冲洗，避免吸收池残留硫化物，影响下次硫化物的检测结果。
22.上述任一技术方案中，所述充气泵的出气口设置有三通阀，所述三通阀接口之一和充气泵连接，所述三通阀接口之二同时与所述水样瓶和所述吸收池连接，所述三通阀接口之三与放空阀连接。
23.在该技术方案中，在充气泵的出气口设置有三通阀，三通阀接口之一与充气泵连接，三通阀接口之二同时与水样瓶和吸收池连接，三通阀的之三个接口与放空阀连接。
24.在该技术方案中，在第一、二、三、六蠕动分别将显色剂、吸收剂、标准液、纯水输送至吸收池前，在第四、五蠕动分别将释放剂、水样输送至水样瓶前，将放空阀打开，以平衡吸收池和水样瓶液面上部空间的压力。
25.上述任一技术方案中，所述控制系统包括单片机。
26.在该技术方案中，当制作标准曲线时，采用单片机对各个蠕动泵、放空阀进行控制，打开放空阀，打开第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵和第六蠕动泵，使显色剂、吸收液、标准液和纯水(补充不足的体积)输送至吸收池中并显色；打开第五蠕动泵，将水样输送至水样瓶中(不加入释放剂)；关闭放空阀，启动第一排气管上的隔膜泵，使得吸收池和水样瓶液面以上的气体在第一排气管和第二排气管之间进行密封循环流动，以混匀吸收池中的液体，启动光源、光电池采集相应的吸光度。打开第一截止阀和第二截止阀、开启充气泵，同时将吸收池和水样瓶中的废液排出，完成一个测量的循环过程。进行不同体积的标准液的操作后，可得相应的标准曲线。
27.在该技术方案中，当测量水样中硫化物时，采用单片机对各个蠕动泵、放空阀进行控制，打开放空阀，打开第一蠕动泵、第二蠕动泵和第六蠕动泵，使显色剂、吸收液和纯水(补充不足的体积)输送至吸收池中并显色；第五蠕动泵将水样输送至水样瓶中，第四蠕动泵向水样瓶中输送释放剂；关闭放空阀，启动第一排气管上的隔膜泵，使得吸收池和水样瓶液面以上的气体在第一排气管和第二排气管之间进行密封循环流动，以混匀吸收池中的液
体，启动光源、光电池采集相应的吸光度。打开第一截止阀和第二截止阀、开启充气泵，同时将吸收池和水样瓶中的废液排出，完成一个测量的循环过程。根据测得的吸光度，可计算出水样中硫化物的含量。
28.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
29.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
30.图1示出了根据本实用新型的一个实施例的一种基于蠕动泵的硫化物光度检测器的结构示意图。
31.其中，图1图中标记与结构的对应关系如下：
32.1：吸收池，2：水样瓶，3：显色剂瓶，4:吸收剂瓶，5：标准液瓶，6：第一蠕动泵，7：第二蠕动泵，8：第三蠕动泵，9：光源，10：光电池，11:显示器，12:第一排气管，13:隔膜泵，14：第二排气管，15：释放剂瓶，16：第四蠕动泵，17：水样采集瓶，18：第五蠕动泵，19：抽水泵，20：纯水瓶，21：第六蠕动泵，22：充气泵，23：第一截止阀，24：第二截止阀，25：废液瓶，26：三通阀。
具体实施方式
33.为了可以更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
35.下面参照图1描述根据本实用新型的实施例。
36.实施例
37.如图1所示，本实用新型第一方面的实施例提供了一种基于蠕动泵的硫化物光度检测器，包括：试剂输送系统，试剂输送系统包括多个试剂瓶；
38.吸收与光电检测系统，吸收与光电检测系统包括吸收池1和水样瓶2，多个试剂瓶通过蠕动泵与吸收池1连接，水样瓶2与吸收池1通过第一排气管12和第二排气管14连接，通过隔膜泵13提供动力，使水样瓶中释放出的硫化氢气体在密封环境下循环吸收、进一步在吸收池1生成硫化钠；
39.水样处理系统，与水样瓶2连接，将过滤后的环境水输送至水样瓶中；
40.试剂排空系统，与水样瓶2和吸收池1连接，试剂排空系统能够排空水样瓶2和吸收池1内的废液；
41.控制系统，与试剂输送系统、吸收与光电检测系统、水样处理系统和试剂排空系统控制连接。
42.试剂输送系统包括显色剂瓶3、吸收剂瓶4、标准液瓶5、纯水瓶20分别通过第一蠕
动泵6、第二蠕动泵7、第三蠕动泵8和第六蠕动泵21与吸收池1连接。
43.控制系统与第一蠕动泵6、第二蠕动泵7、第三蠕动泵8和第六蠕动泵21控制连接。
44.吸收与光电检测系统包括：光源9，设置于吸收池1的一侧；光电池10，设置于吸收池1的另一侧，光电池10与显示器11连接。所述光源3所发出的光经过吸收与比色池被吸收后，照射至光电池上并以数字的形式显示。
45.第一排气管12，一端设置于吸收池1的液面以上的位置，第一排气管12的另一端设置于水样瓶2的液面以下的位置，第一排气管12上设置有隔膜泵13，隔膜泵13能够将吸收池1的气体输送至水样瓶2；
46.第二排气管14，一端设置于水样瓶2的液面以上的位置，第二排气管14的另一端设置于吸收池1的液面以下的位置。
47.试剂输送系统还包括释放剂瓶15，第四蠕动泵16将释放剂瓶15的释放剂输送至水样瓶中。
48.水样处理系统包括：
49.水样采集瓶17，第五蠕动泵18和抽水泵19；通过第五蠕动泵18水样瓶2连接，将过滤后的水样输送至水样瓶2；
50.水样处理系统现场水样由水样进口中的抽水泵吸至具有过滤功能的水样储罐中，再以蠕动泵输送至水样瓶中。水样采集瓶17的液面以下的位置设置有过滤网，抽水泵19连续地将水样采集瓶17中的水抽出，以达到过滤的目的；抽水泵19进水口设置于水样采集瓶17过滤网的上方和液面以下。
51.试剂排空系统包括：
52.纯水瓶20，纯水瓶通过第六蠕动泵21与吸收池1连接；
53.充气泵22，与水样瓶2和吸收池1连接；
54.第一截止阀23，一端与水样瓶2的底部连接；
55.第二截止阀24，一端与吸收池1的底部连接；
56.废液瓶25，与第一截止阀23的另一端和第二截止阀24的另一端连接。
57.充气泵22的出气口设置有三通阀26，三通阀26分别与充气泵22、水样瓶2、吸收池1和放空阀连接。
58.控制系统包括单片机，控制系统单片机与控制线路分别与各蠕动泵、隔膜泵、充气泵、三通阀、光源、光电池、显示面板、抽水泵等相连并控制。在单片机的控制下：
59.1)试液输送系统释放剂与水样瓶相连，定量向水样瓶输送释放剂用于硫化物酸化为硫化氢；纯水、显色剂、吸收剂、标准液分别与吸收与比色池相连，分别向吸收池1输送纯水(清洗吸收池1和补充不足的体积)、显色剂、吸收剂(吸收硫化氢气体)、标准液(制作标准曲线)。
60.在吸收池1中，通过第二蠕动泵7输送吸收剂；通过第三蠕动泵8输送标准液；通过第一蠕动泵6输送显色剂使吸收液显色；开启光源9、光检测与显示模块，读取光电池10的数据，完成标准液的检测过程，以浓度为横坐标、吸光度为纵坐标拟合标准曲线。
61.2)循环吸收系统是由两根管路实现的，与连有隔膜泵的管是隔膜泵从吸收池1输送吸收剂液面上方的气体，输送至水样瓶的液面以下；另一根管在水样瓶的正压作用下，将液面上的气体输送至吸收池的液面以下；在密封的状态下组成硫化氢气体从水样中被释放
后，再输送至吸收剂中，循环往复。具体而言于水样瓶中，通过第五蠕动泵18输送过滤后的现场水样，通过第四蠕动泵16输送释放剂；于吸收池1中，通过第二蠕动泵7输送吸收剂；通过隔膜泵13单向吹气带动密封空间的气体在水样瓶2和吸收池1间循环吸收，在循环过程中，逐步提高了吸收池1内的吸收剂对硫化氢气体的吸收率；通过第一蠕动泵6输送显色剂使吸收池1中的吸收液显色；开启光源、光检测与显示模块，读取光电池10的数据，完成水样的检测过程，换算成水中样硫化物的含量。
62.之后，开启截止阀组(第一截止阀23，第二截止阀24)、开启充气泵22排出吸收池1和水样瓶2中的废液，如果不使用充气泵22，由于整个系统的密封环境，可能导致吸收池1和水样瓶2中的废液排出不畅。试液排空系统截止阀组中的截止阀组分别与吸收池1、水样瓶2出口相连，与废液瓶入口相连；截止阀组同时打开，启动充气泵和关闭三通阀，可将吸收与比色池、水样瓶的液体排出；当吸收与比色池吸入纯水、水样瓶吸入新鲜水样时，并启动度液排空系统可以分别清洗吸收与比色池和水样瓶，在基本排出吸收池1和水样瓶2中的废液后，通过各蠕动泵输送纯水、输送过滤后的现场水样、开动循环吸收系统，排空，完成吸收池1和水样瓶2的清洗操作，也即，吸收池1使用纯水来清洗，而水样瓶2用过滤后的现场水样来清洗。
63.综上，本实用新型实施例的有益效果为：
64.1)试液输送系统：本实用新型将现有技术中使用选择阀和注射泵组合的液体调配单元改为由蠕动泵直接输送试液方式。在各个试剂瓶上分别设置有蠕动泵，能够精确控制输送吸收池1的液体体积，有助于得到更加准确的以浓度为横坐标、吸光度为纵坐标拟合标准曲线，并且可以同时向吸收池1的输送各种试剂，使硫化物光度检测器更加符合检测试验的要求。
65.2)循环吸收系统：本实用新型去除了保持比色池原有的显色功能外，增加了吸收硫化氢气体的功能。本实用新型使用了在密封环境下循环吸收的概念，在吸收池1和水样瓶2之间通过两根管路和隔膜泵进行两个密封容器之间的气体(硫化氢)释放与吸收的进行循环，以提高硫化氢气体的吸收率。通过增加隔膜泵13提供动力将吸收池液面以上的气体输送至水样瓶2的液面以下，水样瓶2中产生的硫化氢和上部空间的气体通过第二排气管输送至吸收池1中并与其吸收剂进行反应，水样中释放出的硫化氢气体在吸收剂中生成为硫化钠。经显色后，通过光源9和光电池10获得吸光度值。
66.在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
67.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
68.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述
意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
69.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。