[发明专利]一种基于集成阀岛装置的水体营养盐原位检测仪与检测方法

说明书

技术领域

本发明属于海水化学分析领域，具体涉及一种基于集成阀岛装置的水体营养盐原位检测仪与检测方法。

背景技术

营养盐是水体中浮游植物生长所必须的营养元素，是生态监测的重要参数之一。监测水体中营养盐浓度的变化，对于监测水体污染、研究海洋地球化学循环、预警生态灾害等具有重要的意义。目前，海水中营养盐测定主要是根据海洋监测规范（GB 17378?2007），采用基于调查船的现场采样?实验室测定法。该方法存有实时性差，试样易受污染，浪费人力、物力等弊端。近年来，海洋原位营养盐传感器的研制成为海洋领域的研究热点之一。海洋原位营养盐传感器基于微型实验室技术和分光光度法，测定并依据海水试样吸光度的变化确定其营养盐的含量，具备能耗低、体积小、试剂用量少、性能稳定、自动化程度高等特点。

流体及显色反应控制装置，控制试样、试剂的流速、流量和进入顺序，控制试剂与试样的混合、反应及显色，是海洋原位营养盐传感器的核心部件。现有的海水营养盐分析仪器多采用单参数单通道分析，其流体及显色反应控制装置多为单通道分散式结构，每一个营养盐参数对应一个通道，每个通道均需流体控制装置、混合反应器、蠕动泵、自动进样阀和光学流通池，结构复杂，存有集成度低、体积大、能耗高、试剂用量大等不足，不宜使用于原位测量。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种基于集成阀岛装置的水体营养盐原位检测仪与检测方法。它可以克服现有流体及显色反应控制装置所存在的不足，降低能耗、缩小体积、减小试剂用量、提高集成度，方便地使用于原位传感器。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种基于集成阀岛装置的水体营养盐原位检测仪，它包括集成阀岛、蠕动泵、加热器、光学流通池、LED灯、光电采集模块、计算机处理模块，

所述集成阀岛包括盖板组件和底板组件，所述盖板组件包括盖板基体和中空的连接件，所述盖板基体上设有内通道，所述连接件插入所述内通道并与盖板基体固定连接，所述连接件中空处设有液体输送管，所述液体输送管与内通道连通；

所述底板组件包括底板基体和多个呈并联的电磁阀，电磁阀固定于底板基体上并与底板基体之间呈密封，所述底板基体设有用于连接电磁阀和内通道的底板引流通孔；

所述盖板基体与底板基体之间固定连接，所述集成阀岛的电磁阀出口与蠕动泵入口连接，蠕动泵的出口与加热器连接，加热器依次与光学流通池、光电采集模块和计算机处理模块连接。

进一步的，所述内通道包括相互连通的盖板上端通孔和盖板下端微通道。

进一步的，所述液体输送管依次与盖板上端通孔、盖板下端微通道、底板引流通孔和所述电磁阀的入口相连通。

进一步的，所述液体输送管为聚四氟乙烯管，穿过中空的连接件依次与内通道、底板引流通孔、电磁阀贯通。

 进一步的，所述连接件为中空的螺母，所述螺母具有外螺纹，所述盖板基体设有与外螺纹适应的内螺纹。

进一步的，所述盖板上端通孔为6-60个，盖板下端微通道为4-40个，内径均为0.5-2mm。 

进一步的，所述底板引流通孔内径为0.5-2mm，所述聚四氟乙烯管外径为1-4mm、内径为0.5-2mm，所述螺母内孔径为1-4mm。 

本发明还提供了利用所述的水体营养盐原位检测仪在线检测水体中营养盐浓度的方法，它包括以下步骤：

        开启蠕动泵，通过电磁阀泵入待检测试样；通过电磁阀再分别泵入显色剂至反应流路并与流路中的试样S 相混合形成混合液；然后通过加热器对混合溶液加热促进混合溶液反应并显色；开启LED灯，显色后的溶液进入光学流通池经光电采集模块、计算机处理模块得光强I，

开启电磁阀，泵入蒸馏水；开启LED灯，蒸馏水进入光学流通池经光电采集模块、计算机处理模块得光强I₀，利用公式                                                求得待检测试样吸光度，

根据一系列已知浓度的标样的吸光度-浓度工作曲线的回归方程，计算出试样中的海水营养盐的含量。 

其中，当待检测试样为含NO₂-N溶液时，所用显色液为磺胺-盐酸水溶液和盐酸萘乙二胺水溶液，所述磺胺-盐酸水溶液组成为：磺胺的质量百分数为1~4%，盐酸的浓度为1~2mol/L；所述盐酸萘乙二胺水溶液组成为：盐酸萘乙二胺的质量百分数为0.2~0.5%。