一种全光谱水质检测仪
技术领域
本发明涉及水质检测技术领域，具体涉及一种全光谱水质检测仪。
背景技术
随着经济的发展，水质检测行业已成为我国环保领域重点发展项目之一。传统水质检测是通过化学试剂来进行反应，然后再通过比色法等来测量水质。虽然化学法检测水质更为准确，但化学试剂成本高，且这些化学试剂容易产生二次污染，对环境和操作人员有极大危害。基于多光谱吸收率相关性所衍生的光谱法水质检测，测量时间短，且无需化学试剂，不会产生二次污染。但现有光谱法水质检测仪主要存在以下问题：1、无法自动清洗，水样容器随着使用时间的增加，容器壁上不可避免的存在残留物，若不能及时清洗将直接影响检测结果；2、需要人工将标准水样接入检测仪器中进行二次标定或者校准，整个过程都需要人工参与，比较耗费时间和精力，不利于用户的使用。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足，提供了一种全光谱水质检测仪，结构简单，使用方便，检测速度快，无试剂消耗，不会产生二次污染；通过清洗模块进行自动清洗，方便用户使用；可自动完成二次标定或者校准，无需人工参与。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种全光谱水质检测仪，包括箱体以及设置于所述箱体内的定量取样装置、样品池、标准液储存池、检测池、光源模块、光谱检测模块、清洗模块、电源模块及控制模块；所述样品池上端面及所述标准液储存池上端面均固定于所述箱体内顶部，所述箱体顶部设有与所述样品池连通的第一进样口、与所述标准也储存池连通的第二进样口，所述第一进样口与所述第二进样口上分别安装有第一密封盖、第二密封盖，所述检测池设置于所述箱体内，所述检测池相对的两侧壁上分别设有入射光孔和出射光孔，所述检测池通过所述定量取样装置分别与所述样品池、所述标准液储存池连接；所述光源模块发出的入射光线通过所述检测池上的入射光孔照射到所述检测池内的待测溶液上，经所述检测池内待测溶液吸收后形成的待测光线通过所述检测池上的出射光孔入射到所述光谱检测模块内；所述光谱检测模块用于将经所述检测池内待测溶液吸收后的待测光线进行检测并将检测所得全光谱数据发送至CPU分析系统，所述CPU分析系统的输出端连接有液晶显示屏；所述清洗模块用于对所述样品池及所述检测池进行清洗，所述控制模块分别与所述定量取样装置、所述光源模块、所述光谱检测模块、所述清洗模块控制连接离所述电源模块分别为所述光源模块、所述光谱检测模块、所述清洗模块、所述控制模块供电。
进一步的，所述定量取样装置包括蠕动泵、多通道阀、第一切断阀及流量计；所述多通道阀包括出料通道和两个进料切换通道，两个所述进料切换通道通过进液管分别与所述样品池、所述标准液储存池连通，所述检测池顶部设有进液口，所述出料通道通过进液管与所述检测池顶部的进液口连通，所述出料通道与所述进液口之间的进液管上还安装有所述第一切断阀和所述流量计；所述蠕动泵、所述第一切断阀、所述流量计分别与所述控制模块控制连接。
进一步的，所述入射光孔和所述出射光孔内均设有密封镜片。
进一步的，所述清洗模块包括气吹式清洗机构和超声波清洗机构，所述超声波清洗机构设置有两个，分别设置于所述样品池、所述检测池内；所述气吹式清洗机构包括气管接头和气嘴，所述气嘴设置有四个，分别为第一气嘴、第二气嘴、第三气嘴、第四气嘴，所述第一气嘴和所述第二气嘴均安装于所述检测池内顶部，所述第一气嘴的出气孔朝向所述入射光孔，所述第二气嘴的出气孔朝向所述出射光孔，所述第三气嘴安装于所述入射光孔所在检测池侧壁的外侧，所述第四气嘴安装于所述出射光孔所在检测池侧壁的外侧，所述第三气嘴的出气孔朝向所述入射光孔，所述第四气嘴的出气孔朝向所述出射光孔，所述气管接头一端连接于一气源装置，另一端通过五通管分别与所述第一气嘴、所述第二气嘴、所述第三气嘴、所述第四气嘴连接。
进一步的，所述光谱检测模块包括全光谱分光光路和CCD采集电路，经所述检测池内待测溶液吸收后形成的待测光线通过所述检测池上的出射光孔入射到所述全光谱分光光路进行分光后照射到所述CCD采集电路，所述CCD采集电路对分光后的待测光线进行检测得到全光谱数据并将所述全光谱数据发送至所述CPU分析系统。
进一步的，所述检测池底部设有排液口，所述箱体内底部还设有废液池，所述排液口与所述废液池通过排液管连通，所述排液管上安装有第二切断阀，所述第二切断阀与所述控制模块控制连接。
进一步的，控制模块为MSP430单片机处理器。
进一步的，所述检测池由石英玻璃材料制成。
进一步的，所述检测池通过安装座安装于所述箱体内底部，所述安装座包括固定板，所述固定板底部通过升降机构与所述箱体内底部连接，所述固定板顶部开设有述检测池放置槽，所述检测池上的入射光孔和出射光孔位于所述检测池放置槽外。
进一步的，所述固定座底部对称设置有两个升降机构，所述升降机构包括外套管和套装在外套管内的内套管，所述外套管内底设有用于驱动内套管上下运动的驱动电机，所述内套管的顶端与所述固定板底部固定连接，所述外套管底部与所述箱体内底部固定连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明一种全光谱水质检测仪结构简单，使用方便，检测速度快，无试剂消耗，不会产生二次污染；通过超声波清洗机构对样品池和检测池内进行自动清洗，同时通过气吹式清洗机构对检测池上的入射光孔和出射光孔表面进行自动清洗，方便用户使用；可自动完成二次标定或者校准，无需人工参与。
附图说明
图1为本发明一种全光谱水质检测仪的结构示意图。
图2为本发明一种全光谱水质检测仪中检测池的结构示意图。
图3为本发明一种全光谱水质检测仪中定量取样装置的结构示意图。
图4为本发明一种全光谱水质检测仪中废液池的结构示意图。
图5为本发明一种全光谱水质检测仪中安装座的结构示意图。
图6为本发明一种全光谱水质检测仪中升降机构的结构示意图。
图7为本发明一种全光谱水质检测仪的控制原理图。
各标记与部件名称对应关系如下：
箱体1、定量取样装置2、蠕动泵201、多通道阀202、第一切断阀203、流量计204、样品池3、标准液储存池4、检测池5、入射光孔501、出射光孔502、密封镜片503、排液口504、废液池505、第二切断阀506、进液口507、光源模块6、光谱检测模块7、清洗模块8、超声波清洗机构801、气源装置802、第一气嘴803、第二气嘴804、第三气嘴805、第四气嘴806、电源模块9、控制模块10、CPU分析系统11、液晶显示屏1101、安装座12、固定板1201、外套管1202、内套管1203、驱动电机1204、贯穿孔1205。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本发明。
实施例
一种全光谱水质检测仪，包括箱体1以及设置于箱体1内的定量取样装置2、样品池3、标准液储存池4、检测池5、光源模块6、光谱检测模块7、清洗模块8、电源模块9及控制模块10；样品池3上端面及标准液储存池4上端面均固定于箱体1内顶部，箱体1顶部设有与样品池3连通的第一进样口、与标准液储存池4连通的第二进样口，第一进样口与第二进样口上分别安装有第一密封盖、第二密封盖，检测池5设置于箱体1内，检测池5相对的两侧壁上分别设有入射光孔501和出射光孔502，检测池5通过定量取样装置2分别与样品池3、标准液储存池4连接；光源模块6发出的入射光线通过检测池5上的入射光孔501照射到检测池5内的待测溶液上，经检测池5内待测溶液吸收后形成的待测光线通过检测池5上的出射光孔502入射到光谱检测模块7内；光谱检测模块7用于将经检测池5内待测溶液吸收后的待测光线进行检测并将检测所得全光谱数据发送至CPU分析系统11，CPU分析系统11的输出端连接有液晶显示屏1101；清洗模块8用于对样品池3及检测池5进行清洗，控制模块10分别与定量取样装置2、光源模块6、光谱检测模块7、清洗模块8控制连接,电源模块9分别为光源模块6、光谱检测模块7、清洗模块8、控制模块10供电。
定量取样装置2包括蠕动泵201、多通道阀202、第一切断阀203及流量计204；多通道阀202包括出料通道和两个进料切换通道，两个进料切换通道通过进液管分别与样品池3、标准液储存池4连通，检测池5顶部设有进液口507，出料通道通过进液管与检测池5顶部的进液口507连通，出料通道与进液口507之间的进液管上还安装有蠕动泵201、第一切断阀203和流量计204；蠕动泵201、第一切断阀203、流量计204分别与控制模块10控制连接。
入射光孔501和出射光孔502内均设有密封镜片503。
清洗模块8包括气吹式清洗机构和超声波清洗机构801，超声波清洗机构801设置有三个，分别设置于样品池3、检测池5、标准液储存池4内；气吹式清洗机构包括气管接头和气嘴，气嘴设置有四个，分别为第一气嘴803、第二气嘴804、第三气嘴805、第四气嘴806，第一气嘴803和第二气嘴804均安装于检测池5内顶部，第一气嘴803的出气孔朝向入射光孔501，第二气嘴804的出气孔朝向出射光孔502，第三气嘴805安装于入射光孔501所在检测池5侧壁的外侧，第四气嘴806安装于出射光孔502所在检测池5侧壁的外侧，第三气嘴805的出气孔朝向入射光孔501，第四气嘴806的出气孔朝向出射光孔502，气管接头一端连接于一气源装置802，另一端通过五通管分别与第一气嘴803、第二气嘴804、第三气嘴805、第四气嘴806连接。气源装置802与控制模块10控制连接。
光谱检测模块7包括全光谱分光光路和CCD采集电路，经检测池5内待测溶液吸收后形成的待测光线通过检测池5上的出射光孔502入射到全光谱分光光路进行分光后照射到CCD采集电路，CCD采集电路对分光后的待测光线进行检测得到全光谱数据并将全光谱数据发送至CPU分析系统11。
控制模块10为MSP430单片机处理器。
检测池5由石英玻璃材料制成。
检测池5通过安装座12安装于箱体1内底部，安装座12包括固定板1201，固定板1201底部通过升降机构与箱体1内底部连接，固定板1201顶部开设有检测池放置槽，检测池5上的入射光孔501和出射光孔502位于检测池放置槽外。
固定座底部对称设置有两个升降机构，升降机构包括外套管1202和套装在外套管1202内的内套管1203，外套管1202内底设有用于驱动内套管1203上下运动的驱动电机1204，内套管1203的顶端与固定板1201底部固定连接，外套管1202底部与箱体1内底部固定连接。驱动电机1204与控制模块10控制连接。
检测池5底部设有排液口504，箱体1内底部还设有废液池505，排液口504与废液池505通过排液管连通，排液管上安装有第二切断阀506，第二切断阀506与控制模块10控制连接。检测池放置槽内底部设有贯穿孔1205，以使排液管穿过固定板1201后与废液池505连通。
本实施例中的一种全光谱水质检测仪使用时，待检测水样通过第一进样口加入进样池3内。CPU分析系统内部存储有测量好的多参数标准液样对应的光谱曲线，如需对该标准光谱外的其他参数进行测定，则将自行配置的新的标准液样通过第二进样口加入标准液储存池4内，然后将标准液储存池4内的标准液通过定量取样装置2输送至检测池5内，测定其具体参数及对应的全光谱曲线；得到其具体参数及对应的全光谱曲线后，通过清洗模块对检测池内部进行清洗，清洗完成后，样品池2内的待检测液通过定量取样装置2输送至检测池5内，然后光谱检测模块7用于将经检测池5内待测溶液吸收后的待测光线进行检测并将检测所得全光谱数据发送至CPU分析系统11，检测所得全光谱数据及检测结果通过液晶显示屏显示。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
