硫酸根濃度在線快速測定系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種硫酸根濃度在線快速測定系統，該系統能夠連續、快速、準確的測定樣品中硫酸根含量。該系統，包括注樣系統、反應系統以及檢測系統，所述注樣系統包括第一輸送裝置、第二輸送裝置、八通道轉向閥、沉淀劑容器以及清洗劑容器，第一輸送裝置具有第一通道、第二通道以及樣品導管，所述第二輸送裝置具有第三通道、第四通道；所述檢測系統包括數據處理模塊以及分光光度計；所述第一通道、第二通道、第三通道、第四通道、清洗劑容器以及沉淀劑容器分別連接到八通道轉向閥，所述樣品導管以及八通道轉向閥管接到反應系統，反應系統與檢測系統連接。采用該系統，能夠實現硫酸根濃度在線分析，準確度較高，檢測速度快，穩定性好。
【專利說明】硫酸根濃度在線快速測定系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工業生產中硫酸根濃度在線分析與監測【技術領域】，尤其是一種硫酸根濃度在線快速測定系統。
【背景技術】
[0002]公知的:水質分析中，硫酸根的測定是評價水質質量的一項重要指標。一般而言，當水中硫酸根濃度為300-400mg/L時，水變的有味；硫酸鹽濃度大于750mg/L時，人有輕瀉反應。基于硫酸鹽對水味的影響和具有輕瀉作用，GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》規定，飲用水中硫酸鹽含量不應超過250mg/L。因此，測定水體中硫酸根的含量是非常必要的。
[0003]環境監測中，硫酸根的測定也是一個常規的測試項目。硫酸及硫酸鹽被廣泛應用于化工、冶金、電解、印染、制革、造紙等行業中。如果將含有硫酸根的工業廢水、生活污水一起排放或灌溉農田，水體及土壤將會受到不同程度的危害，不僅使水生植物的新陳代謝作用受到影響，而且被人體攝入后，將會引起多種疾病。因此，嚴格監測工業廢水中硫酸根的濃度顯得非常重要。
[0004]在磷硫化工行業中，硫酸根的含量也是一項重要的工藝控制指標。很多生產工藝對硫酸根的含量有著嚴格的要求。比如，磷石膏分解過程，磷石膏的脫硫率或分解率必須同脫硫殘渣中的硫酸根含量高度相關。又如，濕法磷酸生產及凈化過程中，料漿液中硫酸根的濃度對磷礦分解及硫酸鈣結晶均有較大的影響。因此，為了獲得最大的磷收率，最低的硫酸損耗以及高的過濾強度需要嚴格控制料漿液中硫酸根的含量。
[0005]由此可見，水質分析、環境檢測及磷硫化工等許多行業中需要一種快速準確分析硫酸根濃度的方法。
[0006]硫酸根的常規分析方法通常有重量法，玫瑰紅酸鈉法，ICP-AES發射光譜法，熱滴定法，流動注射熱焓法，流動注射比濁法。國標重量法分析硫酸根含量，分析結果準確，但由于測定手續過于費時，需要大約5、6個小時，難以滿足工業過程大量樣品的在線分析需要。
[0007]玫瑰紅酸鈉法分析操作簡便，測定速度快，使用試劑少，在工藝條件穩定的情況下可以測定SO42-的含量范圍(控制范圍2.5-3.5mg/mL)。由于其測定僅能給出一個測定的范圍，這種分析方法僅可以滿足一般的中間控制分析需要，難以滿足工業上對硫酸根濃度的準確分析和DCS控制。
[0008]屈念民在發表的《熱滴定法測定“S042_”的濃度一 “S042_”測定儀的制作》一文中介紹了熱滴定法測定so42_含量的方法。熱滴定法分析原理雖然比重量法復雜，每測定一個樣品僅需要10分鐘左右。但是熱滴定儀價格昂貴，在使用之前必須注意溶液液位應保持不變，對室內溫度要求嚴格，不適用于工業在線分析。
[0009]趙清等人在發表的《ICP-AES測定濕法磷酸萃取料漿中液相硫酸根含量》一文中介紹了 ICP-AES方法測定SO3含量。ICP-AES發射光譜分析方法具有快速(幾分鐘內完成)、準確(±0.25%)，且能同時定量分析其它雜質元素(如Fe、Mg、Al、Si等)的優點。但儀器昂貴，在測定過程中離子的干擾很難避免，不適于在線分析。[0010]趙聲蘭，陳朝銀發表的《濕法磷酸中硫酸根含量的測定》一文中介紹了比濁法測定硫酸根含量的方法。這種方法測一個樣需要20-25分鐘，檢測速度慢。而且BaSO4隨時間延長不斷沉降，影響濁度，使吸光度值減小，結果偏低。
[0011]余佳蓓等發表的《流動注射-分光光度法測定濕法磷酸中的三氧化硫含量》一文中采用流動注射分光光度法測定硫酸根的含量。流動注射分光光度法檢測速度快速，結構簡單，操作簡便。但是，該系統缺乏恒溫反應裝置，測試過程受環境溫度變化影響大，并且該方法不能用于固體含硫樣品的快速分析檢測。而且該方法的線性范圍較窄，可以直接檢測的三氧化硫的線性濃度范圍僅為40-160mg/L，若用于工業在線分析，操作彈性較小，穩定性較差。
實用新型內容
[0012]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠連續、快速、準確的測定樣品中硫酸根含量的硫酸根濃度在線快速測定系統。
[0013]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:硫酸根濃度在線快速測定系統，包括注樣系統、反應系統以及檢測系統，所述注樣系統包括第一輸送裝置、第二輸送裝置、八通道轉向閥、沉淀劑容器、清洗劑容器，所述第一輸送裝置具有第一通道、第二通道以及樣品導管，所述第二輸送裝置具有第三通道、第四通道，所述反應系統包括反應塊以及反應管；所述檢測系統包括數據處理模塊以及分光光度計；所述八通道轉向閥包括轉子、定子，所述轉子與定子同軸；所述定子設置有八個通道通孔，所述通道通孔在定子上沿圓周均勻分布，所述八個通道通孔的一端位于定子具有的連接面上，每個通道通孔的另一端分別設置有第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口、第七接口以及第八接口，所述轉子設置有八個與定子的通道通孔適配的連通孔，所述連通孔的一端位于轉子具有的安裝面上，每個連通孔的另一端分別設置有連接口一、連接口二、連接口三、連接口四、連接口五、連接口六、連接口七以及連接口八，所述連接口一與連接口五連通，所述連接口 二與連接口六連通，所述連接口三與連接口七連通，所述連接口四與連接口八連通；所述連接面與安裝面貼合；所述第一通道與第一接口管接，第二通道管接第七接口，第三通道管接第二接口，第四通道管接第四接口，所述第八接口管接清洗劑容器，第六接口管接沉淀劑容器；所述第三接口、第五接口管接到反應塊，所述樣品導管管接到反應塊；所述反應塊與反應管的一端管接；所述反應管另一端管接到分光光度計，所述數據處理模塊與分光光度計電連接。
[0014]進一步的，硫酸根濃度在線快速測定系統還包括微波溶樣系統，所述微波溶樣系統包括微波消解儀、冷卻器、樣品容器，所述微波消解儀、冷卻器、樣品容器通過管道順次連接，所述樣品容器通過管道連接到注樣系統的樣品導管。
[0015]進一步的，硫酸根濃度在線快速測定系統還包括稀釋系，所述稀釋系統包括第一輸送泵、第二輸送泵、第一分流裝置、稀釋管以及第二分流裝置，所述第一輸送泵具有的入口與樣品容器管接，第一輸送泵具有的出口與所述第一分流裝置管接，所述第二輸送泵管接到第一分流裝置，所述第一分流裝置、稀釋管以及第二分流裝置順次管接，所述第二分流裝置與樣品導管連接，所述第二分流裝置具有廢液出口。
[0016]優選的，所述的第一分流裝置以及第二分流裝置均采用三通閥。[0017]優選的，所述八通道轉向閥的通道通孔貫穿定子的連接面與側面，所述八通道轉向閥的連通孔貫穿轉子的安裝面和側面。
[0018]進一步的，所述反應系統還包括恒溫水溶鍋，所述反應塊以及反應管設置在恒溫水溶鍋內。
[0019]優選的，所述的數據處理模塊為計算機。
[0020]優選的，所述的第一分輸送裝置以及第二輸送裝置均采用多通道蠕動泵。
[0021]本實用新型的有益效果:本實用新型提供的硫酸根濃度在線快速測定系統可以在線監測液體樣品中硫酸根含量，該系統檢測速度快，沉淀劑消耗量小，可最大程度降低檢測成本。本實用新型提出的硫酸根濃度在線快速測定系統設置有恒溫水溶鍋，因而避免了由環境溫度變化對沉淀反應和吸光度帶來的影響，由此保證了分析測試的準確性和重現性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型實施例中硫酸根濃度在線快速測定系統結構示意圖；
[0023]圖2是八通道轉向閥旋轉一格后的結構示意圖；
[0024]圖3是實施例中八通道轉向閥的等軸側圖；
[0025]圖4是實施例中八通道轉向閥的俯視圖；
[0026]圖5是圖4中的B-B剖面圖；
[0027]圖6是實施例中定子結構俯視圖；
[0028]圖7是實施例中轉子軸測圖；
[0029]圖8是對樣品1、2進行檢測時標準溶液的擬合曲線圖；
[0030]圖9是對樣品3進行檢測時標準溶液的擬合曲線圖；
[0031]圖10是對樣品4進行檢測時標準溶液的擬合曲線圖；
[0032]圖11是對樣品5進行檢測時標準溶液的擬合曲線圖；
[0033]圖12是對樣品6進行檢測時標準溶液的擬合曲線圖；
[0034]圖中標不:1-微波溶樣系統，11-微波消解儀，12-冷卻器，13-樣品容器,2-注樣系統，21-第一輸送裝置，211-第一通道，212-第二通道，213-樣品導管，22-第二輸送裝置，221-第三通道，222-第四通道，23-八通道轉向閥，231-轉子，231a-連接面，232-定子，232a-安裝面，24-清洗劑容器，25-沉淀劑容器，3-稀釋系統，31-第一輸送泵，32-第二輸送泵，33-第一分流裝置，34-第二分流裝置，35-稀釋管，4-檢測系統，41-分光光度計，42-數據處理模塊，5-反應系統，51-恒溫水溶鍋，52-反應塊，53-反應管，a-通道通孔，al_第一接口，a2_第二接口，a3_第三接口，a4_第四接口，a5_第五接口，a6_第六接口，a7-第七接口，a8-第八接口，b_連通孔，bl_連接口一，b2_連接口二，b3_連接口三，b4_連接口四，b5-連接口五，b6-連接口六，b7-連接口七，b8-連接口八。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0036]如圖1至圖7所示，硫酸根濃度在線快速測定系統，包括注樣系統2、反應系統5以及檢測系統4 ;所述注樣系統2包括第一輸送裝置21、第二輸送裝置22、八通道轉向閥23、沉淀劑容器25、清洗劑容器24，所述第一輸送裝置具有第一通道211、第二通道212以及樣品導管213，所述第二輸送裝置22具有第三通道221、第四通道222 ;所述反應系統5包括反應塊52以及反應管53 ;所述檢測系統4包括數據處理模塊42以及分光光度計41 ;所述八通道轉向閥23包括轉子231、定子232，所述轉子231與定子232同軸；所述定子232設置有八個通道通孔a，所述通道通孔a在定子232上沿圓周均勻分布，所述八個通道通孔a的一端位于定子232具有的連接面232a上，每個通道通孔a的另一端分別設置有第一接口al、第二接口 a2、第三接口 a3、第四接口 a4、第五接口 a5、第六接口 a6、第七接口 a7以及第八接口 a8，所述轉子231設置有八個與定子232的通道通孔a適配的連通孔b，所述連通孔b的一端位于轉子231的安裝面231a上，每個連通孔b的另一端分別設置有連接口一 bl、連接口二b2、連接口三b3、連接口四b4、連接口五b5、連接口六b6、連接口七b7以及連接口八b8，所述連接口一 bl與連接口五b5連通，所述連接口二 b2與連接口六b6連通，所述連接口三b3與連接口七b7連通，所述連接口四b4與連接口八b8連通；所述連接面232a與安裝面231a貼合；所述第一通道211與第一接口 al管接，第二通道212管接第七接口 a7，第三通道221管接第二接口 a2，第四通道222管接第四接口 a4，所述第八接口 a8管接清洗劑容器24，第六接口 a6管接沉淀劑容器25 ;所述第三接口 a3、第五接口 a5管接到反應塊52，所述樣品導管213管接到反應塊52 ;所述反應塊52與反應管53管接連接；所述反應管53另一端管接到分光光度計41，所述數據處理模塊42與分光光度計41電連接。所述轉子231與定子232同軸，所述連接面232a與安裝面231a貼合；則轉子231可以圍繞中心轉軸相對于定子232轉動。所述定子232的連接面232a是指定子232的一個端面。當定子豎直放置時，如圖6所示，定子232向上的凸臺面為定子232的連接面232a。所述轉子231的安裝面231a是指轉子231的一個端面，當轉子如圖7放置時，轉子231向下的截面為轉子231的安裝面。所述連接口一 bl與連接口五b5連通，是指在轉子2外部通過連通道連通連接口一 bl和連接口五b5。同理，所述連接口二 b2與連接口六b6連通，所述連接口三b3與連接口七b7連通，所述連接口四b4與連接口八b8連通；所述各個接口之間的連通均指通過外部連通管進行連通。
[0037]硫酸根濃度檢測原理:在一定介質中，S042-與Ba2+形成BaS04顆粒，懸浮于溶液中形成溶膠，當光線通過乳濁液體系時，BaS04顆粒產生光散射，使入射光相應減弱。在體系中加入適當的乳化劑和乙醇改善反應條件，使BaS04顆粒均勻分散而不發生團聚，提高乳濁液體系的穩定性。所獲得的BaS04乳濁液體系通過分光光度計41檢測其吸光度，并通過預先對不同濃度硫酸根溶液測定獲得的吸光度與濃度的關系曲線進行計算，得到樣品溶液中硫酸根的濃度。根據上述硫酸根濃度檢測原理在硫酸根濃度在線快速測定系統中設置有分光光度計41、八通道轉向閥23、沉淀劑容器25、清洗劑容器24。在沉淀劑容器25內儲存有沉淀劑，清洗劑容器24內存儲有清洗劑。其中，沉淀劑容器25中的沉淀劑為加入了保護劑的氯化鋇溶液。溶液組成如下:氯化鋇的濃度為1.6%-6.4%，0P-10的濃度為
0.8%-4.8%，乙醇的濃度為0.8%-6.0%(ν/ν)。其中，清洗劑容器24中的清洗劑為堿性EDTA，即乙二胺四乙酸二鈉溶液。溶液組成如下:EDTA的濃度為1.0%-10.0%(m/v)，氨水的濃度為2.0-10.0%(ν/ν)。
[0038]如圖4所示，在對樣品溶液進行檢測時，八通道轉向閥23各個接口在初始狀態時，所述第一接口 al連通的連接口一 bl，第二接口 a2連通的連接口二 b2、與第三接口 a3連通的連接口三b3，第四接口 a4連通的連接口四b4，第五接口 a5連通的連接口五b5，第六接口a6連通的連接口六b6，第七接口 a7連通的連接口七b7以及第八接口 a8連通的連接口八b8，所述連接口一 b I與連接口五b5之間設置有連通管，所述連接口二 b2與連接口六b6之間設置有連通管，所述連接口三b3與連接口七b7之間設置有連通管，所述連接口四b4與連接口八b8之間設置有連通管。工作過程中可以通過轉動八通道轉向閥23的轉子231，改變各個接口的連接。
[0039]工作過程中，旋轉八通道轉向閥23，使得八通道轉向閥23在初始狀態下，定子232上具有第一接口 al的通道通孔a與轉子231上具有接口一 bl的連通孔b連通，具有第二接口 a2的通道通孔a與具有接口二 b2的連通孔b連通，具有第一接口 a3的通道通孔a與具有接口三b3的連通孔b連通，具有第四接口 a4的通道通孔a與具有接口四b4的連通孔b連通。具有第五接口 a5的通道通孔a與具有接口五b5的連通孔b連通，具有第六接口 a6的通道通孔a與具有接口六b6的連通孔b連通，具有第七接口 a7的通道通孔a與具有接口七b7的連通孔b連通，具有第八接口 a8的通道通孔a與轉子231上具有接口八b8的連通孔b連通。啟動第一輸送裝置21以及第二輸送裝置22，樣品溶液在第一輸送裝置21的作用下通過樣品導管213送入反應系統5。沉淀劑容器25內的沉淀劑在第二輸送裝置22的作用下從第六接口 a6被吸入到八通道轉向閥23上的連接口六b6與連接口二 b2之間的連通管內，充滿連接口二 b2與連接口六b6之間的連通管，多余的液體從第二接口 a2進入第三通道221，然后排出。清洗劑容器24內的清洗劑在第二輸送裝置22的作用下從第八接口 a8吸入到八通道轉向閥23上連接口八b8與連接口四b4之間的連通管內，充滿接口AbS與接口四b4之間的連通管，多余的液體從第四接口 a4進入第四通道222，然后排出。同時去離子水在第一輸送裝置21的作用下通過第一通道211以及第二通道212分兩路進入八通道轉向閥23。其中一路去離子水通過第一通道211從第一接口 al進入到八通道轉向閥23，經過八通道轉向閥23的連接口一 bl與接口五b5之間的連通管，從第五接口 a5流入反應系統5的反應塊52中。另一路去離子水通過第二通道212進入到八通道轉向閥23的第七接口 a7，經過八通道轉向閥23的連接口七b7與連接口三b3之間的連通管，從第三接口 a3流入反應系統5的反應塊52中。同時，樣品溶液通過第一輸送裝置21的作用直接被送入反應系統5的反應塊52中。樣品溶液與去離子水在反應塊52中進行混合,混合完成后進入到反應管53中進行反應，最終送入到檢測系統4中的分光光度計41內，通過分光光度計41對其進行測試。測試完成后的廢液由分光光度計41具有的排污口排出，得到的檢測數據通過電連接輸送到檢測系統4的數據處理模塊42。
[0040]如圖2所示，關閉第二輸送裝置22，逆時針旋轉八通道轉向閥23內的轉子231，使得指針移動一格。即具有第一接口 al的通道通孔a與具有連接口二 b2的連通孔b連通，具有第二接口 a2的通道通孔a與具有連接口三b3的連通孔b連通，具有第三接口 a3的通道通孔a與具有連接口四b4的連通孔b連通，具有第四接口 a4的通道通孔a與具有連接口五b5的連通孔b連通，具有第五接口 a5的通道通孔a與具有連接口六b6的連通孔b連通，具有第六接口 a6的通道通孔a與具有連接口七b7的連通孔b連通，具有第七接口 a7的通道通孔a與具有連接口八b8的連通孔b連通，具有第八接口 a8的通道通孔a與具有連接口一 bl的連通孔b連通。啟動第一輸送裝置21，連通樣品導管213以及第一通道211，關閉第二通道212。在第一輸送裝置21的作用下，樣品溶液通過樣品導管213連續不斷的送入反應系統5的反應塊52中。同時去離子水通過第一輸送裝置21的作用，通過第一通道211從第一接口 al進入到八通道轉向閥23，由于轉動了八通道轉向閥23的轉子231 ;第一接口 al連通的連接口二 b2，第五接口 a5連通的連接口六b6，同時連接口二 b2與接口六b6之間的連通管充滿了沉淀劑。因此該路去離子水進入八通道轉向閥23后將推動連接口二 b2與連接口五b5之間連通管內的沉淀劑，從第五接口 a5流入反應系統5的反應塊52中。沉淀劑與樣品溶液在反應塊52內混合、反應，然后流入反應管53中反應。反應后得到的溶液被送入檢測系統4的分光光度計41內進行檢測。測試完成后的廢液由分光光度計41具有的排污口排出，得到的檢測數據通過電連接輸送到檢測系統4的數據處理模塊42。
[0041]然后關閉樣品導管213、第一通道211，連通第二通道212，去離子水通過第二通道212從第七接口 a7進入到八通道轉向閥23，由于轉動了八通道轉向閥23的轉子231 ;第七接口 a7連通的連接口八b8，第三接口 a3連通的連接口四b4，同時連接口八b8與連接口四b4之間的連通管充滿了清洗劑。因此該路去離子水進入八通道轉向閥23后將推動連接口八b8與連接口四b4之間連通管內的清洗劑，從第三接口 a3流入反應系統5的反應塊52中。對反應塊52進行清洗，清洗后的溶液依次進入反應管53、分光光度計41。分別對反應管53、分光光度計41進行清洗，清洗后得到的液體以廢液形式從分光光度計41的排污口排出。從而完成了一次對樣品溶液的檢測，檢測完成后將八通道轉向閥23的各個接口對應連接關系復位。重復上述過程，即可進行下一次的分析和測試。
[0042]上述硫酸根濃度在線快速測定系統將樣品溶液和各種試劑送入八通道轉向閥23，通過八通道轉向閥23對各個通路的選擇，實現將樣品溶液或者試劑送入反應系統5，在反應系統5反應得到溶液再送入檢測系統4進行檢測，從而實現對樣品溶液中硫酸根含量的在線檢測。通過八通道轉向閥23各個通道的換向連接，實現各種試劑在測試過程中的輸入，操作簡便，注入時間短從而縮短了檢測時間，提高了檢測效率，保證了檢測的快速性。同時由于八通道轉向閥23的換向實現各種試劑的選取和注入，可以實時的注入相應的試劑，即沉淀劑或者清洗劑，從而實現了對樣品溶液的在線檢測，實時檢測。該檢測系統的采用流動注入樣品溶液。進行檢測。流動注入樣品溶液是指樣品溶液不通過八通道轉換閥23，連續注入到反應塊52中，“流動注入樣品溶液”為“連續注入樣品溶液”之意。同時沉淀劑和輔助檢測溶液通過八通道轉換閥23，在八通道轉換閥23中進行采樣然后送入反應塊52中，沉淀劑或者輔助檢測溶液間歇進樣，相比連續進樣，消耗量減少。綜上所述該檢測系統，檢測速度快，沉淀劑消耗量小，可以降低檢測成本。
[0043]為了使得硫酸根濃度在線快速測定系統可以對固體物質中的硫酸根濃度也能進行分析和測試。進一步的，硫酸根濃度在線快速測定系統，還包括微波溶樣系統1，所述微波溶樣系統I包括微波消解儀11、冷卻器12、樣品容器13，所述微波消解儀11、冷卻器12、樣品容器13通過管道順次連接，所述樣品容器13通過管道連接到注樣系統2的樣品導管213。通過設置微波溶樣系統1，在樣品為固體時，可以使得樣品溶解形成液體從而對其進行分析檢測。微波消解儀11對于常壓下用酸難溶的固體樣品，如磷石膏，磷礦等，采用微波溶樣技術可以對固體物質進行快速、高效的溶解，使固體樣品轉化成可以測試的液體樣品。從而可以避免溶解不充分的待測樣品在測試中阻塞測試管路，影響測試結果的準確性。
[0044]為了使得硫酸根濃度在線快速測定系統能夠檢測濃度較高的樣品溶液，擴大檢測樣品溶液濃度范圍。硫酸根濃度在線快速測定系統還包括稀釋系統3，所述稀釋系統3包括第一輸送泵31、第二輸送泵32、第一分流裝置33、稀釋管35以及第二分流裝置34，所述第一輸送泵31具有的入口與樣品容器13管接，第一輸送泵31具有的出口與所述第一分流裝置33管接，所述第二輸送泵32管接到第一分流裝置33，所述第一分流裝置33、稀釋管35以及第二分流裝置34順次管接，所述第二分流裝置34與樣品導管213連接，所述第二分流裝置34具有廢液出口。樣品溶液由第一輸送泵31送入第一分流裝置33內，進入稀釋系統3。第一分流裝置33還管接有第二輸送泵32，通過第二輸送泵32向稀釋系統3內泵入去離子水，樣品溶液和去離子水進入稀釋管35，在稀釋管35內去離子水對樣品溶液進行稀釋，將樣品溶液中的硫酸根濃度稀釋到硫酸根濃度在線快速測定系統能夠檢測的濃度范圍。稀釋后的樣品溶液進入第二分流裝置34，分流到樣品導管213，多余的溶液通過第二分流裝置34的廢液出口進行回收利用。通過稀釋系統3對樣品溶液進行稀釋從而使得整個測定系統檢測硫酸根樣品溶液的濃度范圍擴大，可以檢測高濃度的硫酸根樣品溶液。
[0045]為了簡化分流裝置，所述的第一分流裝置33以及第二分流裝置34可以采用多個球閥來實現，在每個通道上安裝球閥，通過球閥的開啟或者關閉實現對分流裝置中液體的分流。其中一種優選的方式為所述的第一分流裝置33以及第二分流裝置34均采用三通閥。三通閥控制簡單，操作簡便。同時結構簡單，連接方便，成本較低。
[0046]為了簡化在八通轉向閥23上的連接管道的布置，可以對八通轉向閥23的結構進行優化設計。其中一種優選方式如圖3至圖7所示，所述八通道轉向閥23的通道通孔a貫穿定子的連接面232a與側面，所述八通道轉向閥23的連通孔b貫穿轉子231的安裝面231a和側面。所述定子232的側面是指定子232的外圓周面，所述轉子231的側面是指轉子231的外圓周面。從而使得八通道轉向閥23的定子232上的第一接口 al、第二接口 a2、第三接口 a3、第四接口 a4、第五接口 a5、第六接口 a6、第七接口 a7以及第八接口 a8均位于定子232的側面。因此各個接口之間的距離較大，從而便于各個接口連接管道的安裝、拆除和布置。同時轉子231上的連接口一 bl、連接口二 b2、連接口三b3、連接口四b4、連接口五b5、連接口六b6、連接口七b7以及連接口八b8也位于轉子231的側面，因此使得轉子231上各接口連接管道的安裝、拆除和布置方便快捷。同時各個連接口的連接管道不會對轉子231的轉動造成影響，保證了系統工作的穩定性。
[0047]為了使得樣品溶液在反應的過程中不會受到外界環境的干擾，反應系統5還包括恒溫水溶鍋51，所述反應塊52以及反應管53設置在恒溫水溶鍋51內。恒溫水溶鍋51內的溫度保持恒定，樣品溶液與沉淀劑在反應塊52以及反應管53內進行反應時，溶液性質穩定，避免了由環境溫度變化對沉淀反應和吸光度帶來的影響，從而使得反應得到的溶液性質穩定，因此在檢測系統4內對其進行檢測，有利于提高檢測精度，保證了分析測試的準確性和重現性。
[0048]所述的數據處理模塊42可以為多種形式，可以為PC處理器，計算機等。其中優選方案選用計算機。計算機對數據的處理速度快，顯示直觀，對多個數據可以同時進行分析處理。
[0049]為了使得樣品溶液在輸送的過程中不受外界影響。所述的第一輸送裝置21以及第二輸送裝置22均采用多通道蠕動泵。蠕動泵在輸送液體時，流體只接觸泵管，不接觸泵體；同時輸送量精度高:穩定性好，防腐蝕，密封性好，具有良好的自吸能力，可空轉，可防止回流，維護簡單。因此選用蠕動泵不僅能夠防止外界因素對溶液中離子檢測的影響，同時操作簡便，輸送量容易精確控制，穩定性好。[0050]實施例1
[0051]硫酸根濃度在線快速測定系統，包括微波溶樣系統1、注樣系統2、稀釋系統3、反應系統5以及檢測系統4 ;所述注樣系統2包括第一輸送裝置21、第二輸送裝置22、沉淀劑容器25、清洗劑容器24，所述第一輸送裝置具有第一通道211、第二通道212以及樣品導管213，所述第二輸送裝置22具有第三通道221、第四通道222，所述反應系統5包括反應塊52以及反應管53 ;所述檢測系統4包括數據處理模塊42以及分光光度計41。
[0052]所述八通道轉向閥23包括轉子231、定子232，所述轉子231與定子232同軸；所述定子232設置有八個通道通孔a，所述通道通孔a在定子232上沿圓周均勻分布，所述八個通道通孔a的一端位于定子232具有的連接面232a上，每個通道通孔a的另一端分別設置有第一接口 al、第二接口 a2、第三接口 a3、第四接口 a4、第五接口 a5、第六接口 a6、第七接口 a7以及第八接口 a8，所述轉子231設置有八個與定子232的通道通孔a適配的連通孔b，所述連通孔b的一端位于轉子231的安裝面231a上，每個連通孔b的另一端分別設置有連接口一 bl、連接口二 b2、連接口三b3、連接口四b4、連接口五b5、連接口六b6、連接口七b7以及連接口八b8，所述連接口一bl與連接口五b5連通，所述連接口二 b2與連接口六b6連通，所述連接口三b3與連接口七b7連通，所述連接口四b4與連接口八b8連通；所述連接面232a與安裝面231a貼合。
[0053]所述反應系統5包括反應塊52以及反應管53 ;所述檢測系統4包括數據處理模塊42以及分光光度計41 ;所述第一通道211與第一接口 al管接，第二通道212管接第七接口 a7，第三通道221管接第二接口 a2，第四通道222管接第四接口 a4，所述第八接口 a8管接清洗劑容器24，第六接口 a6管接沉淀劑容器25 ;所述第三接口 a3、第五接口 a5管接到反應塊52，所述樣品導管213管接到反應塊52 ;所述反應塊52與反應管53管接連接；所述反應管另一端53管接到分光光度計41，所述數據處理模塊42與分光光度計41電連接。所述微波溶樣系統I包括微波消解儀11、冷卻器12、樣品容器13，所述微波消解儀11、冷卻器12、樣品容器13通過管道順次連接，所述樣品容器13通過管道連接到注樣系統2的樣品導管213。所述稀釋系統3包括第一輸送泵31、第二輸送泵32、第一分流裝置33、稀釋管35以及第二分流裝置34，所述第一輸送泵31具有的入口與樣品容器13管接，第一輸送泵31具有的出口與所述第一分流裝置33管接，所述第二輸送泵32管接到第一分流裝置33，所述第一分流裝置33、稀釋管35以及第二分流裝置34順次管接，所述第二分流裝置34與樣品導管213連接，所述第二分流裝置34具有廢液出口。反應系統5還包括恒溫水溶鍋51，所述反應塊52以及反應管53設置在恒溫水溶鍋51內。所述的數據處理模塊42為計算機。所述的第一分流裝置33以及第二分流裝置34均采用三通閥。所述的第一分輸送裝置21以及第二分輸送裝置22均采用多通道蠕動泵。
[0054]工作過程中，首先對標準溶液的硫酸根濃度進行檢測繪制出曲線圖。然后對待測樣品，固體待測物或者樣品溶液進行檢測，通過得到的數據與標準溶液的曲線圖進行對比分析并帶人相應數值計算出硫酸根離子的濃度。
[0055]當待測樣品為固態時，首先進入微波溶樣系統I通過微波消解儀11進行溶解，溶解得到的樣品溶液進入冷卻管12進行冷卻，冷卻后送入樣品容器13內儲存。儲存在樣品容器13內的樣品溶液被送入稀釋系統3，通過稀釋系統3的稀釋管35，稀釋到一定程度，即系統檢測濃度范圍內。通過注樣系統2的第一輸送裝置21將稀釋后的樣品溶液送入反應系統5的反應塊52內，同時通過注樣系統5的第一輸送裝置21、第二輸送裝置22以及八通道轉向閥23按照前面所述的對樣品測試階段的工作原理，將沉淀劑送入反應塊52內與稀釋后的樣品溶液進行混合，混合后得到的溶液進入反應管53進行反應充分反應完全后，送入檢測系統4，通過檢測系統4的分光光度計41對反應后的樣品溶液進行檢測。再由數據處理模塊42將檢測獲得數據進行處理分析最終得到硫酸根離子濃度。測試完成后通過注樣系統5的第一輸送裝置21、第二輸送裝置22以及八通道轉向閥23按照前面所述向反應系統輸入清洗劑的工作原理，將清洗劑注入到反應系統5內對管道和反應系統進行清洗。從而完成一次對樣品的硫酸根濃度測試。
[0056]當待測樣品為溶液時與樣品為固態時的測試步驟基本相同，將在微波溶樣系統I內溶解的步驟省略，也可以實現對樣品溶液的測試。不用對其進行溶解，可以直接通過稀釋系統3，然后再通過注樣系統2，再通過反應系統5，最終在檢查系統4內完成檢測。在通過稀釋系統3的過程中，如果待測樣品的溶液濃度過高超過了系統檢測濃度范圍則對其進行稀釋，如果未超過測試濃度范圍則不必進行稀釋。
[0057]重復上述步驟，可以進行下一次樣品硫酸根濃度的測試。
[0058]通過實施例1中所述的硫酸根濃度在線快速測定系統，對樣品的硫酸根進行檢測。
[0059]應用例I
[0060]沉淀劑:準確稱取4g分析純氯化鋇固體，加少量水溶解,再加入2mLop_10(烷基酚聚氧乙烯醚)試劑和SmL乙醇溶液，攪拌溶解，最后加蒸餾水定容到250mL容量瓶中。
[0061]清洗劑:準確稱取2.5gEDTA (乙二胺四乙酸二鈉)固體，加入5mL氨水溶液，溶解，最后加蒸餾水定容到250mL容量瓶中。
[0062]標準溶液配置:準確稱取2.7200g無水硫酸鉀，用蒸餾水溶解并定容到250mL容量瓶中，作為標準溶液，其中SO3的含量為5000mg/L。
[0063]標準稀溶液配制:分別取標準溶液ImL, 3mL, 4.5mL, 6mL, 7.5mL, IOmL, 13.5mL,15mL于250mL容量瓶中，用蒸餾水定容后，分別記為標準稀溶液1_8，其中SO3的濃度分別為 20mg/L、60mg/L、90mg/L、120mg/L、150mg/L、200mg/L、270mg/L、300mg/L。
[0064]樣品溶液:取兩個不同地區的飲用水樣品，重量法分析其中SO3濃度(Ca1)結果分別為210.5mg/L、280.8mg/L，分別記為樣品1、樣品2。
[0065]對于樣品濃度在系統測試范圍內的樣品可以直接由第一輸送裝置21的樣品導管213進行進樣。
[0066]按照實施例1給出的測試方式進行測試，得到各個標準稀溶液對應的吸光度值，對標準稀溶液濃度和吸光度之間的關系進行線性擬合，得到的線性方程為:A=0.0024Ca+0.0073，相關系數R2=0.9991，擬合出的標準曲線見圖8。R2是指衡量兩個隨機變量之間線性相關程度的指標，R2高，表示吸光度和濃度兩個變量擬合得到的直線，其線性度要好。
[0067]將樣品1、樣品2按照實施例1給出的方案進行測定，得到實際吸光度值ApA2。將實際測定的吸光度值ApA2帶入標準曲線線性方程中，得到計算結果Ca2，將計算結果Ca2與實際樣品濃度Ca1比較后，得到本系統測定的偏差，并將其與采用火焰原子吸收分光光度法(GB13196-1991)得到的測試偏差做對比，結果見表I所示。本系統每次檢測所需的時間是130s，且可以連續檢測，而目前水質中硫酸鹽的測定大多采用間歇測定的方法，因此本系統可以顯著地提高檢測速度。
[0068]對水質樣品進行長時間的測試，得到本系統長期測試的偏差，并將其結果與現有流動注射-比濁法得到的測試偏差做對比，結果見表2所示。
[0069]表1
[0070]
【權利要求】
1.硫酸根濃度在線快速測定系統，其特征在于:包括注樣系統(2)、反應系統(5)以及檢測系統(4); 所述注樣系統(2)包括第一輸送裝置(21)、第二輸送裝置(22)、八通道轉向閥(23)、沉淀劑容器(25)、清洗劑容器(24)，所述第一輸送裝置(21)具有第一通道(211)、第二通道(212)以及樣品導管(213)，所述第二輸送裝置(22)具有第三通道(221)、第四通道(222)； 所述反應系統(5)包括反應塊(52)以及反應管(53);所述檢測系統(4)包括數據處理模塊(42)以及分光光度計(41)； 所述八通道轉向閥(23)包括轉子(231)、定子(232)，所述轉子(231)與定子(232)同軸；所述定子(232)設置有八個通道通孔(a)，所述通道通孔(a)在定子(232)上沿圓周均勻分布，所述八個通道通孔(a)的一端位于定子(232)具有的連接面(232a)上，每個通道通孔Ca)的另一端分別設置有第一接口(al)、第二接口(a2)、第三接口(a3)、第四接口(a4)、第五接口(a5)、第六接口(a6)、第七接口(a7)以及第八接口(a8)，所述轉子(231)設置有八個與定子(232)的通道通孔(a)適配的連通孔(b)，所述連通孔(b)的一端位于轉子(231)具有的安裝面(231a)上，每個連通孔(b)的另一端分別設置有連接口一(bl)、連接口二(b2)、連接口三(b3)、連接口四(b4)、連接口五(b5)、連接口六(b6)、連接口七(b7)以及連接口八(b8)，所述連接口一(bl)與連接口五(b5)連通，所述連接口二(b2)與連接口六(b6)連通，所述連接口三(b3 )與連接口七(b7 )連通，所述連接口四(b4 )與連接口八(b8 )連通；所述連接面(232a)與安裝面(231a)貼合； 所述第一通道(211)與第一接口(al)管接，第二通道(212)管接第七接口(a7)，第三通道(221)管接第二接口(a2)，第四通道(222)管接第四接口(a4)，所述第八接口(a8)管接清洗劑容器(24)，第六接口(a6)管接沉淀劑容器(25);所述第三接口(a3)、第五接口(a5)管接到反應塊(52)，所述樣品導管(213)管接到反應塊(52);所述反應塊(52)與反應管(53)的一端管接；所述反應管(53)另一端管接到分光光度計(41)，所述數據處理模塊(42)與分光光度計(41)電連接。
2.如權利要求1所述的硫酸根濃度在線快速測定系統，其特征在于:還包括微波溶樣系統(1)，所述微波溶樣系統(I)包括微波消解儀(11)、冷卻器(12)、樣品容器(13)，所述微波消解儀(11)、冷卻器(12)、樣品容器(13)通過管道順次連接，所述樣品容器(13)通過管道連接到注樣系統(2)的樣品導管(213)。
3.如權利要求2所述的硫酸根濃度在線快速測定系統，其特征在于:還包括稀釋系統(3)，所述稀釋系統(3)包括第一輸送泵(31)、第二輸送泵(32)、第一分流裝置(33)、稀釋管(35)以及第二分流裝置(34)，所述第一輸送泵(31)具有的入口與樣品容器(13)管接，第一輸送泵(31)具有的出口與所述第一分流裝置(33)管接，所述第二輸送泵(32)管接到第一分流裝置(33)，所述第一分流裝置(33)、稀釋管(35)以及第二分流裝置(34)順次管接，所述第二分流裝置(34)與樣品導管(213)連接，所述第二分流裝置(34)具有廢液出口。
4.如權利要求3所述的硫酸根濃度在線快速測定系統，其特征在于:所述的第一分流裝置(33)以及第二分流裝置(34)均采用三通閥。
5.如權利要求1所述的硫酸根濃度在線快速測定系統，其特征在于:所述八通道轉向閥(23)的通道通孔(a)貫穿定子具有的連接面(232a)與側面，所述八通道轉向閥(23)的連通孔(b)貫穿轉子(231)具有的安裝面(231a)和側面。
6.如權利要求1、2、3、4或5所述的硫酸根濃度在線快速測定系統，其特征在于:所述反應系統(5 )還包括恒溫水溶鍋(51)，所述反應塊(52 )以及反應管(53 )設置在恒溫水溶鍋(51)內。
7.如權利要求1、2、3、4或5所述的硫酸根濃度在線快速測定系統，其特征在于:所述的數據處理模塊(42)為計算機。
8.如權利要求1、2、3、4或5所述的硫酸根濃度在線快速測定系統，其特征在于:所述的第一分輸送裝 置(21)以及第二輸送裝置(22)均采用多通道蠕動泵。
【文檔編號】G01N35/08GK203376335SQ201320499418
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月15日 優先權日:2013年8月15日
【發明者】王辛龍, 史文慧, 張志業, 楊林, 楊秀山 申請人:四川大學