實驗室cod自動分析機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及分析儀器領域，尤其涉及一種用滴定方式連續測定多個水樣的自動化設備。
【背景技術】
[0002]化學需氧量(簡稱C0D)是水環境監測中最重要的有機污染綜合指標之一，它是指水體中易被強氧化劑氧化的還原性物質所消耗的氧化劑的量，結果折成氧的量(以mg/L計)，是表征水體中還原性物質的綜合性指標。水中的還原性物質有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等，但主要的是有機物，因此化學需氧量(COD)往往作為衡量水中有機物質含量多少的指標，化學需氧量越大說明水體受有機物的污染越嚴重。
[0003]GB11914-89《水質化學需氧量的測定重鉻酸鹽法》的檢測原理是:在水樣中加入一定量的重鉻酸鉀和催化劑硫酸銀，在強酸介質中加熱回流一定時間，部分重鉻酸鉀被水樣中的可氧化物質還原，然后用硫酸亞鐵銨滴定水樣中未被還原的重鉻酸鉀，再根據硫酸亞鐵銨的消耗量計算水樣中重鉻酸鉀的剩余量，進一步獲得水樣中重鉻酸鉀的被還原量，最后根據重鉻酸鉀的被還原量計算水樣COD的值。
[0004]目前實驗室用于分析水樣中COD含量的儀器設備是主要有消解器和滴定儀，需要人工取樣、加料并送入消解器，消解、冷卻結束之后，放入滴定儀上測試，整個測試過程費時費力，并且只能進行單獨測試，不能在同等條件下對相同水樣的多個樣本進行檢測，再加上人為操作因素，使得檢測結果準確度較低。
【發明內容】
[0005]本發明需要解決的技術問題是提供一種可以同時進行多個水樣測試、準確度較高的COD自動分析機器人。
[0006]為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。
[0007]實驗室COD自動分析機器人，包括設置在消解管盤上用于存放待檢測水樣的多個消解管，還包括用于向消解管中滴加試劑的自動加液系統、用于對消解管中的溶液進行消解并加熱的消解加熱系統、用于冷卻消解管中溶液的冷卻系統、用于對消解管中的溶液進行滴定并判斷滴定終點的滴定終點判斷系統以及用于控制各系統完成實驗操作步驟的控制器，所述控制器的輸入端連接指令輸入設備，控制器的輸出端分別與自動加液系統、消解加熱系統、冷卻系統以及滴定終點判斷系統連接，滴定終點判斷系統的輸出端還連接顯示設備。
[0008]上述實驗室COD自動分析機器人，所述自動加液系統包括蠕動泵、盛放試劑的試劑桶、滴管和機械手，所述蠕動泵、試劑桶和滴管之間通過試劑通道連通，滴管設置在機械手上，滴管與試劑桶之間的試劑通道中設置有用于控制滴管滴加量和滴加速度的電磁閥，電磁閥的受控端連接控制器的輸出端。
[0009]上述實驗室COD自動分析機器人，所述機械手包括用于控制向冷卻系統中滴加試劑操作的上機械手、用于控制冷卻系統運動路徑的中機械手以及用于控制加液和滴定實驗操作的下機械手；所述上機械手設置在冷卻系統上方，上機械手設置有X軸、Y軸和Z軸；中機械手位于上機械手和下機械手之間，中機械手設置有Z軸；下機械手位于消解管上方，下機械手設置有X軸、Y軸和Z軸；所述上機械手、中機械手和下機械手的受控端連接控制器的輸出端。
[0010]上述實驗室COD自動分析機器人，所述消解加熱系統包括數量與消解管數量相應的磁力攪拌器和設置在磁力攪拌器與消解管之間的加熱器，磁力攪拌器的攪拌子伸入消解管中，磁力攪拌器和加熱器的受控端連接控制器的輸出端。
[0011]上述實驗室COD自動分析機器人，所述冷卻系統包括消解過程中與消解管對接設置的冷凝箱以及分別對冷凝箱和消解管進行冷卻的第一風機和第二風機，所述冷凝箱位于消解管上部，冷凝箱中設置有數量與消解管數量相應的冷凝管，第一風機設置在冷凝箱左側，第二風機設置在消解管盤左側。
[0012]上述實驗室COD自動分析機器人，所述冷凝管的底部包裹有與消解管密封連接的連接套和密封圈。
[0013]上述實驗室COD自動分析機器人，所述滴定終點判斷系統包括設置在消解管上方的直線模組、設置在直線模組中的終點判斷傳感器以及與終點判斷傳感器連接的終點判斷傳感器在線儀表，所述終點判斷傳感器在下機械手控制下運動，終點判斷傳感器在線儀表的輸出端連接顯示設備。
[0014]由于采用了以上技術方案，本發明所取得技術進步如下。
[0015]本發明集自動加樣、批量測定、自動讀數功能于一體，采用重鉻酸鉀滴定法，可迅速測定水樣C0D，能夠同時進行多個水樣的測試，方便快捷，準確度高。采用本發明進行水樣的檢測，整個測試過程僅取樣需要手工完成，其他過程均由設備自動完成，極大地減輕了人工操作強度，縮短了測試時間，可以有效地節省企業的用工人數，縮減人工成本，提高工作效率。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為本發明所述自動加液系統的結構示意圖；
圖3為本發明所述消解加熱系統的結構示意圖；
圖4為本發明所述冷卻系統的結構示意圖；
圖5為本實施例的部分結構示意圖。
[0017]其中:1.第一風機，I’第二風機，2.冷凝箱，3.冷凝管，4.終點判斷傳感器，5.直線模組，6.消解管盤，7.消解管，8.加熱器，9.試劑桶，10.顯示設備，11.試劑通道，12.蠕動泵，13.控制器，14.磁力攪拌器，15.下機械手X軸，16.下機械手Y軸，17.下機械手Z軸。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合附圖和具體實施例對本發明進行進一步詳細說明。
[0019]參見圖1，一種實驗室COD自動分析機器人，包括設置在消解管盤6上的多個消解管7，消解管用于存放待檢測水樣。本實施例中，消解管盤中共設置有25個消解管，可同時對25個水樣進行檢測，消解管可適應高低溫，極速冷卻時不會開裂。在本發明中，為方便線纜、管道以及各部件的固定，可設置機架，消解管盤固定設置在機架的中部，如圖5所示。
[0020]本發明的機架上還設置有自動加液系統、消解加熱系統、冷卻系統以及滴定終點判斷系統，機架的一側設置有指令輸入設備、控制器13和顯示設備10，控制器的輸入端連接指令輸入設備，控制器的輸出端分別與自動加液系統、消解加熱系統、冷卻系統以及滴定終點判斷系統連接，滴定終點判斷系統的輸出端連接顯示設備，控制器也與顯示設備連接，進行滴定過程的狀態顯示。指令輸入設備可以為鼠標、鍵盤等，顯示設備可以為顯示器；當然，指令輸入設備和顯示設備可用一臺觸摸顯示屏代替。
[0021]自動加液系統用于向消解管中滴加試劑，其結構如圖2所示，包括蠕動泵12、盛放試劑的試劑桶9、滴管和機械手，蠕動泵、試劑桶和滴管之間通過試劑通道11連通，滴管設置在機械手上，滴管與試劑桶之間的試劑通道中設置有電磁閥，用于完成分液，并控制滴管滴加量和滴加速度，電磁閥的受控端連接控制器的輸出端。
[0022]在本發明中，試劑桶共設置有六個，分別盛放蒸餾水、硫酸銀的硫酸溶液、高濃度重鉻酸鉀溶液、低濃度重鉻酸鉀溶液、高濃度硫酸亞鐵銨溶液和低濃度硫酸亞鐵銨溶液。蠕動泵用于為試劑桶中試劑提供流動動力，蠕動泵對應試劑桶設置有六個，六個蠕動泵分兩列設置在機架右側，左列自上而下分別控制低濃度硫酸亞鐵銨溶液、高濃度硫酸亞鐵銨溶液、蒸餾水，右列自上而下分別控制高濃度重鉻酸鉀溶液、低濃度重鉻酸鉀溶液、硫酸銀的硫酸溶液。蠕動泵在控制器的控制下