专利名称：一种高浓度二氧化氯检测方法及其比色检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种高浓度ニ氧化氯检测方法及其比色检测装置。
背景技术：
ニ氧化氯(ClO2)是目前国际上公认高效、广谱并属Al级安全性的新型消毒剤，广泛应用于饮用水消毒、食品安全控制、医疗器械消毒等领域。由于高浓度的Cio2溶液非常不稳定，市售稳定性ニ氧化氯溶液并非真正意义上的Cio2,而是本身不具备消毒功能的亚氯酸盐，使用时需添加活化剂才能释放出具有高效消毒杀菌作用的C102。新的国家标准 GB26366-2010《ニ氧化氯消毒剂卫生标准》中规定了 ClO2消毒剂应用在各领域中的作用浓度低至lmg/L 2mg/L,高至400mg/L 600mg/L。为了更好的保证ClO2杀菌消毒效果，ClO2浓度检测方法的研究日益受到人们的关注。由于溶解在水中的ニ氧化氯易挥发分解，如果未能及时检测其浓度，随着时间的延长，检测结果的准确性必然难以保证，这就要求ClO2的检测方法不仅要具备准确、灵敏的特点，还必须尽可能的快速，缩短分析周期，实现实时监测，及时投料，达到最佳消毒效果。低浓度ClO2测试实验室方法主要有Dro分光光度法，目前市场上已有各种各样基于Dro显色法原理制作的低浓度ニ氧化氯比色计，可测试5. Omg/L以内的ClO2浓度，该类产品已在众多企业和监瞀部门得到了推广和应用。高浓度ClO2测试的实验室方法GB 26366-2010中采用的主要有五步碘量法和紫外可见分光光度法。其中五步碘量法需采集三次样品，分步测定出溶液中C102、Cl2, ClO2-,ClO3-各物质的浓度，操作过程十分繁琐，测试精度和重复性难以保证，不适于高浓度ClO2的实时监测。紫外可见分光光度法利用ClO2本身的黄緑色在可见光区有吸收来直接測定ClO2浓度，ClO2的峰值吸收波长在359nm，但该处可能共存的Cl2、ClO2' C103_等物质均有吸收，米用波长430nm可基本消除干扰，测试量程为10mg/L 250mg/L。该测试方法相对比较简单，但需要用到大型的分光光度计，也不适用于基层単位和企业实时监控ClO2浓度。高浓度ClO2溶液在稀释过程中一般会看到明显的气雾产生，损耗十分明显，且ニ氧化氯浓度越高，稀释误差越大。采用碘量法及紫外可见分光光度法稀释10倍测定浓度接近1000mg/L的(102样品，稀释误差达20%。且稀释过程需要使用移液管、吸液球、容量瓶、纯水、洗瓶等一系列装置和物品，需要专业的测试人员才能准确进行稀释操作，对现场測定十分不利。所以高浓度ClO2现场测定最好采用无需稀释的直接測定法。目前市场上还无此类产品，CN101806721A公开的便携式ニ氧化氯溶液浓度瞬时测定仪采用的是GB 26366-2010分光光度法原理，波长和测试量程均与GB 26366-2010 一致，所以高于250mg/L需要稀释后再測定，理论上不利于高浓度ClO2的測定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无需消耗额外试剂，可在现场准确、快速、无需稀释的高浓度ニ氧化氯检测方法以及实现该方法的比色装置。本发明所采取的技术方案是
一种高浓度ニ氧化氯检测方法，包括以下步骤
1)将待测样品置于比色瓶内密封，使用中心波长为440nm 450nm的LED作为単色光源，通过待测样品溶液；
2)检测光源通过待测样品溶液后的光能量，计算得到样品中二氧化氯的浓度。优选的，单色光源的中心波长为445nm的LED，LED的发射半角为4° 15°。
一种高浓度ニ氧化氯比色装置，包括単色光源、比色槽、比色瓶，単色光源采用中心波长440nm 450nm的LED，LED的发射半角为4° 15°，置于比色槽中的比色瓶带有密封盖，比色瓶的直径为16mm 28mm。更进一歩的，比色槽的内壁上设有定位标识，比色瓶壁上设有与比色槽内壁上的定位标识相匹配的定位标记。更进一歩的，密封盖的底部设有密封橡胶圈，密封橡胶圈与样品接触面上设有防腐层。更进一歩的，比色槽内壁两边设有用于固定比色瓶的卡位。更进一歩的，卡位为线状突起。本发明的有益效果是
本发明方法克服了现有測定方法中二氧化氯浓度高于250mg/L，需进行稀释导致測定结果不准确，误差偏大且不适合现场测定的技术问题，且将现有技术的测定浓度量程IOmg/L 250mg/L拓宽至10mg/L 1000mg/L，不需额外消耗试剂，可以现场精确、快速、测定ニ氧化氯的浓度，无需稀释即可准确测定高浓度ニ氧化氯的浓度。基于本发明方法，通过对现有比色计的LED及比色瓶进行简单的调整，可以得到实现该方法的比色装置。通过设置定位标识，可以方便确定进样量，同时也有利于避免将比色瓶误放，有效地減少了操作误差。通过设置密封橡胶圈和防腐层，可以大大提高提高比色瓶的密闭性，并延长其使用寿命，有助于更为准确地测定高浓度ニ氧化氯，如含量高于250mg/L的浓度。通过设置卡位，可以保证比色瓶的位置准确，保证检测结果的准确性。
图I :本发明高浓度ニ氧化氯比色装置的机壳表面结构示意图。图2 :将图I中的可拆卸遮光盖拆开的结构示意图。图3 :本发明高浓度ニ氧化氯比色装置的机壳内部结构示意图。图4 :本发明高浓度ニ氧化氯比色装置的比色瓶结构示意图。
具体实施例方式通常ClO2使用液中除了 ClO2外不会存在可见光区有吸收的物质，本发明人在国标法的基础上进行改进，将测试峰值波长由430nm延长至吸收强度较小的440nm 450nm,这样不仅可以完全消除Cl2、ClO2-, C103_等物质的干扰，还大大拓宽测试量程至10mg/L 1000mg/L。可以无需稀释，在现场准确、快速測定ニ氧化氯使用溶液的真实浓度，保证ニ氧化氯消毒剂在不断消耗时通过浓度监测来实现适时补加，以保持浓度的动态稳定。一种高浓度ニ氧化氯检测方法，包括以下步骤
1)将待测样品置于比色瓶内密封，使用中心波长为440nm 450nm的LED作为単色光源，通过待测样品溶液；
2)检测光源通过待测样品溶液后的光能量，计算得到样品中二氧化氯的浓度。优选的，单色光源的中心波长为445nm的LED，LED的发射半角为4° 15°。
下面结合附图和实施例对本发明作进ー步说明
參照图I 4，一种高浓度ニ氧化氯比色装置包括密封的机壳1，机壳表面设有调零按键3、读数按键4、电源开关5、数据输出屏2及可拆卸的遮光盖6，在可拆卸遮光盖6的相应位置处固定有一比色槽7，比色槽7位于单色光源8和光电传感器9之间，其中比色槽7内置带有密封盖13的比色瓶12，而光电传感器9、微处理器10和数据输出屏2依次相互连接，此外，机壳内还设有分别于电源开关5,光电传感器9,微处理器10和数据输出屏2相互连接的电池11 ;单色光源8采用中心波长440nm 450nm的LED，LED的发射半角为4° 15。。单色光源8优选采用中心波长为445nm的LED，频谱宽度优选为±5nm，LED的发射半角优选为4° 15°，理论上LED发射角度越小，能量越集中，越有利于测试量程的拓宽，但绝对的线状光源很难实现，目前市面上能找到的LED最小的发射半角是4°。角度太大，将导致光束的能量太过分散，甚至部分透过的光分散至不能被光电传感器所接收，导致光能量的损失，将可能缩短测试量程。比色槽7内壁两边设有用于固定比色瓶12的卡位16，该卡位16优选为线状突起，比色槽7入口的内壁上有一定位标识15，该定位标识15优选为三角形或菱形。比色瓶12壁上具有优选为三角形或菱形的定位标记14，该定位标记14与比色槽内壁的定位标识15相匹配。比色瓶12的外壁上有优选与比色槽7高度相同位置的刻度标识17。密封盖13优选为盖的底部粘合有密封橡胶，更优选的密封橡胶的样品接触面上粘合有ー层防腐蚀材料，如聚四氟こ烯等防腐材料。比色瓶12优选为直径16mm 28mm的螺纹ロ的光学玻璃瓶或其它透光耐腐蚀材料制成的圆形螺纹ロ瓶。比色瓶12的高度应与比色槽7和可拆卸遮光盖6的高度相匹配。比色瓶12直径的大小代表光束通过样品时平均光程的大小，而待测样品对不同波长的光吸收程度不一致，对于固定的测试量程，选择不同中心波长的LED应匹配合适直径的比色瓶。光电传感器9是能将光信号转换为电信号并具有一定量程和分辨率的感光元器件，该光电传感器的分辨率优选为待测样品中ClO2浓度为lmg/L。微处理器10是单片机上的数据处理程序，用于对光电传感器的检测信号进行数据处理。依据检测信号与ClO2标准溶液浓度的相关性拟合曲线采用综合数字滤波、曲线拟合算法进行样品浓度的计算。所述数据处理程序设置合理校准点，优选零点或特定浓度点。ClO2标准溶液采用新制备的纯ClO2溶液，采用常规碘量法标定ClO2浓度。实施例一
按照GB 26366-2010中制备纯的ニ氧化氯溶液的方法制备高浓度ニ氧化氯纯溶液，用常规碘量法进行标定；同时采用本发明所述的高浓度ニ氧化氯比色装置进行高浓度ニ氧化氯直接检测，检测方法如下
1)打开比色装置电源开关5，拿开遮光盖6；
2)将蒸馏水加入内径为16mm的比色瓶12至刻度线标识17以上，旋紧密封盖13，设为
空白瓶；
3)将空白瓶置于比色槽7内，空白瓶外壁的定位标记14与比色槽ロ的定位标识15对应，使中心波长为440nm，发射半角为5°的LED 8发射出的光束通过比色瓶12 ；
4)盖上遮光盖6，按“调零”键3调零，打开遮光盖6，取出空白瓶；
5)将待测样品加入另ー相同规格的比色瓶12中至刻度线标识17以上，旋紧密封盖13， 为样品瓶；
6)将样品瓶置于比色槽7内，空白瓶外壁的定位标记14与比色槽ロ的定位标识15对应，使中心波长为440nm，发射半角为5°的LED 8发射出的光束通过比色瓶12 ；
7)盖上遮光盖6，按“读数”键4读数。测定数据如下表所示
表I :高浓度ニ氧化氯比色装置测定ニ氧化氯浓度
权利要求
1.一种高浓度ニ氧化氯检测方法，其特征在于包括以下步骤 1)将待测样品置于比色瓶内密封，使用中心波长为440nm 450nm的LED作为単色光源，通过待测样品溶液； 2)检测光源通过待测样品溶液后的光能量，计算得到样品中二氧化氯的浓度。
2.根据权利要求I所述的ー种高浓度ニ氧化氯检测方法，其特征在于単色光源的中心波长为445nm的LED，LED的发射半角为4° 15°。
3.一种高浓度ニ氧化氯比色装置，包括単色光源(8)、比色槽(7)、比色瓶(12)，其特征在于单色光源(8)采用中心波长44011111 450醒的1^0，1^0的发射半角为4° 15°，频谱宽度为±5nm，置于比色槽(7)中的比色瓶(12)带有密封盖(13)，比色瓶(12)的直径为16mm 28mm0
4.根据权利要求3所述的ー种高浓度ニ氧化氯比色装置，其特征在于比色槽(7)的内壁上设有定位标识(15)，比色瓶(12)壁上设有与比色槽(7)内壁上的定位标识(15)相匹配的定位标记(14)。
5.根据权利要求3所述的ー种高浓度ニ氧化氯比色装置，其特征在于密封盖(13)的底部设有密封橡胶圈，密封橡胶圈与样品接触面上设有防腐层。
6.根据权利要求3所述的ー种高浓度ニ氧化氯比色装置，其特征在干比色槽(7)内壁两边设有用于固定比色瓶的卡位(16)。
7.根据权利要求6所述的ー种高浓度ニ氧化氯比色装置，其特征在于所述卡位为线状关起。
全文摘要
本发明公开了一种高浓度二氧化氯检测方法及其比色装置。将待测样品置于比色瓶内密封，选用中心波长为440～450nmLED作为单色光源通过含有二氧化氯的待测样品；检测光源通过待测样品的光能量，计算得到ClO2浓度值。本发明克服了现有测定方法中二氧化氯浓度高于250mg/L时，需进行稀释，导致测定二氧化氯浓度误差大的技术问题，提供一种不需消耗额外试剂，能现场快速、准确、不需稀释的测定高浓度二氧化氯的含量。
文档编号G01N21/31GK102692386SQ20121015761
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者吴清平, 秦惠, 邓金花, 陈维 申请人:广东环凯微生物科技有限公司