[发明专利]用于测量测量液体中的总氮结合的测量装置

说明书

本发明涉及一种用于测量测量液体中的总氮结合的测量装置，包括：发射在UV波长范围内的波长或波长范围的辐射的辐射源；生成取决于撞击在其上的测量辐射的强度的信号的辐射接收器；器皿，包括：具有至少一个第一开口和与其相对定位的至少一个第二开口的器皿壁、封闭第一开口的第一窗口、和封闭第二开口的第二窗口，其中第一窗口和第二窗口由对测量辐射透明的材料制成，辐射源和辐射接收器相对于器皿布置成使得由辐射源发射的至少一部分测量辐射沿着从辐射源穿过第一窗口、器皿和第二窗口延伸到辐射接收器的测量路径传播；以及与器皿壁热接触的加热元件。器皿由耐化学材料制成，窗口由在窗口对测量辐射的渗透性方面进行了优化的耐化学材料制成。

技术领域

本发明涉及一种用于测量在测量液体中的总氮(TN)结合的测量装置。

背景技术

湿化学分析仪除了其他之外用于在过程测量技术、环境测量技术和实验室中确定测量液体的成分。这些可用于确定液体样品中的单个物质，所谓的分析物，例如，铵、硝酸盐、磷酸盐的浓度。通常将这种分析仪设计成以自动化方式将一种或多种试剂添加到液体样品中，从而在液体样品中发生与分析物的化学反应。通常选择试剂，使得可以通过物理方法，例如通过光学测量，使用电位或安培传感器，或通过电导率测量来验证化学反应。分析仪在样品中执行相应的测量，并基于检测到的测量信号查明液体样品中要确定的分析物浓度。化学反应可以例如引起着色或颜色变化，这可以使用光学装置检测。在这种情况下，颜色的强度是要确定的被测物的量度。被测物例如可以通过将来自放射源的诸如可见光的电磁辐射馈送到液体样品中，并且在通过液体样品输送之后由合适的接收器接收它，而由分析仪以光度法查明。接收器生成测量信号，该信号取决于接收到的辐射的强度，并且可以用来导出被测物。

为了监视水样品的质量，除了其他之外，还使用所谓的总和参数，其经常被检测为营养物含量和/或有机和无机结合碳含量的量度。这样的参数例如是总碳结合(TC)、总有机碳(TOC)、化学需氧量(COD)、总氮(TN或TNb)或总磷(TP)。用于确定这些总和参数的分析仪经常对液体样品进行热分解或化学分解，通过上述分解使总和参数中考虑的成分氧化。

例如，从DE 10 2013 114 132 A1中已知一种分析仪，该分析仪用于使用消解反应器确定液体样品中的化学需氧量，该消解反应器用于化学分解液体样品中包含的物质。可以将消解反应器加热进行消解，消解反应器由对消解后的光度法测量光学透明的玻璃制成。

总氮(TN)是总和参数，该总和参数为诸如尿素、肽或蛋白质的有机化合物和诸如铵、氨、亚硝酸盐或硝酸盐的无机化合物两者中的的样品中存在的氮的比例的量度。存在多种确定液体样品中的总氮结合的方法。根据这些方法之一，通过使用例如过二硫酸盐的强氧化剂在高温下的碱性溶液中，将所有含氮化合物氧化以形成硝酸盐，然后将溶液冷却并中和，并可选地稀释，然后光度法确定溶液中的硝酸盐含量。用于光度确定硝酸盐含量的波长在电磁频谱的UVC范围内。该方法例如在中国标准HJ 636-2012中描述。

消解在尽可能高的温度下发生，以确保结合氮被完全转化为硝酸盐。在过高的压力下，可以达到100℃以上的温度。为了确保对反应进行最佳的温度控制，消解容器应由易于导热的材料制成，并应以耐压的方式可封闭。

分析仪中通常使用的许多材料在这些温度下不耐碱性介质。虽然从DE 10 2013114 132 A1已知的由玻璃制成的消解反应器理想地适合用重铬酸钾在此处所述的酸性溶液中消解液体样品，以便确定该液体样品的化学需氧量，但不可能使用该反应器根据上述方法确定总氮。尽管有硼硅酸盐或石英玻璃对热碱性溶液具有足够的抵抗力，但它们对UVC波长范围内的辐射不透明。其他对UVC辐射透明的石英玻璃不能充分抵抗热碱溶液。

因此，根据目前的技术水平，用于总氮确定的分析仪包括用于消解和光度测量的不同容器。消解容器由特殊的耐化学腐蚀材料形成，而测量池则由为光度测量而优化的材料形成。在已经进行消解以及随后的冷却并中和之后，将液体样品从消解容器运送到测量池中进行光度测量。