[发明专利]一种水质多参数在线监测仪器

说明书

技术领域

本发明一种水质多参数在线监测仪器，涉及水质监测仪器科技领域。

背景技术

重金属对环境水体的污染，尤其是汞、铅、镉、铬、砷这五种一类重金属污染，将直接影响水生态环境安全和饮用水源安全，使水生生物死亡，或富集于水生生物体内，最终通过食物链严重危害人体健康，因而重金属是需要严格监控的水质参数，近年来，水质重金属污染事件频发，受到我国政府的高度重视，环保部部长周生贤在接受《中国环境报》采访时曾说到，“十二五”重金属污染防治的目标是建立比较完善的重金属污染防治体系、事故应急体系和环境与健康风险评估体系，而水质重金属污染监测是该体系重要前提和基础，急需先进的水质监测仪器科技支持，为水污染的评估、预警与防治提供重要的科学技术支持。

随着科学技术的发展，水质重金属污染的检测方法取得了很大的成就，常用的检测方法有质谱法、原子光谱分析法、分光光度法、电感耦合等离子体法等，此外，一些新兴的检测方法也有所发展，如生物传感器法、酶抑制法、微流控分析法等，但这些方法或操作步骤冗长繁琐，或干扰因素较多、或需要使用比较昂贵的大型分析仪器，而且对操作人员有很高的专业技能要求，因而，大都只能在实验室内完成,不能满足现场、快速在线检测的技术要求。

比较而言，比色分析法和电化学分析法，检测快速，操作简单，易于开发水质监测仪器，实现对重金属的现场、快速在线检测。但是，重金属污染很多，如汞、铅、铬、镉、砷、铜、锰、铁等，目前，环保、水利等部门为了全面监测重金属污染和综合评价水质变化，不得不采用多电化学传感器探头集成型仪器、多比色分析模块集成型仪器、甚至多台单参数水质监测仪器的组合这三种技术途径来实现水质重金属的多参数实时监测，然而，以上技术途径难以满足水质监测技术在多参数监测的扩展性和现场紧急使用的灵活性这两个方面重要的用户需求和技术要求，并且使用成本比较高，如多比色分析模块集成型仪器一般最多集成3-4个模块，否则仪器成本过高（一般为多检测一项水质参数，每增加一个比色分析模块仪器价格将增加7-10万元）而使用户难以接受，而且每增加一个比色分析模块仪器体积也会变大。基于阳极溶出伏安法的水质重金属监测仪器虽然能够检测多项重金属参数，但是，由于传感电极与水接触，为保证电极不被污水腐蚀而延长仪器的使用寿命，此类仪器检测上限不高，测量范围不大，一般只能监测地表一类与二类水质污染，而不能用于工业废水处理和城市污水处理的排放监测，也不能用于地表水质的突发性重金属污染监测。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种水质多参数在线监测仪器，可实现对水质汞、铅、镉、铬、砷等重金属含量的自动在线监测，能广泛应用于地表水质污染监测、海水污染监测和工业废水处理与城市污水处理的达标排放监测等领域。具备多功能扩展性强、现场紧急使用灵活、测量范围宽和低成本的优点。

本发明采取的技术方案为：

一种水质多参数在线监测仪器，包括在线样品消解系统、在线样品检测系统、测量与控制系统。

所述在线消解系统包括消解反应池，消解反应池分别连接第一微型蠕动泵、第二微型蠕动泵；消解反应池的出液口连接三通换向电磁阀，三通换向电磁阀连接直流泵；所述第一微型蠕动泵用于接通经物理预处理后的在线水样，所述第二微型蠕动泵连接多联体电磁阀；所述消解反应池连接第一数字温度传感器，消解反应池外绕有第一电热丝，消解反应池底部胶合有第一超声波发生系统。

在线样品检测系统包括样品检测流路、样品检测室、微型光谱仪，所述样品检测流路包括多位阀、储液环、注射泵，多位阀通过管路连接储液环一端，储液环另一端通过管路连接注射泵一端，注射泵另一端通过管路连接超纯水，多位阀通过管路连接样品检测室；

光源发出检测光束进入样品检测室，出射光束经过透镜聚焦后进入微型光谱仪，微型光谱仪连接测量与控制系统。

所述样品检测室包括不锈钢水槽，不锈钢水槽内设有流通检测池，流通检测池连通至样品检测室，所述流通检测池通过管路连接多位阀，所述流通检测池连接废液池，所述所述流通检测池连接第三微型蠕动泵，第三微型蠕动泵连接超纯水；所述样品检测室一侧安置有第二超声波发生系统。

所述测量与控制系统包括电源模块、嵌入式系统、外围控制电路系统，嵌入式系统上通过串口连接有人机交互系统，人机交互系统包括存储器、触摸屏和GPRS系统，GPRS系统通过无线传输与上位机连接，嵌入式系统上连接微型光谱仪；嵌入式系统与外围控制电路系统连接，外围控制电路系统连接样在线样品消解系统和在线样品检测系统。