一种基于电极法和DPD比色双检测器的余氯分析装置

技术领域

本发明涉及水质监测分析仪器仪表技术领域，具体为一种基于电极法和DPD比色双检测器的余氯分析装置。

背景技术

水质监测，是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)及各种各样的工业排水等；主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等；为客观的评价江河和海洋水质的状况，除上述监测项目外，有时需进行流速和流量的测定。

目前市面上现有余氯检测方法主要有两种，一种是DPD比色法，另一种是电极法，电极法在含活性剂的场合使用时会有漂移，膜孔会受脂质堵塞，需要定期清洗更换隔膜和电解液；且准确度不及DPD法；DPD比色法需要消耗试剂和每月需要定期更换以及清洗管路，两者均存在一定的局限性，那如何对水中余氯进行精准的分析成为现有技术中亟需解决的问题，为此，我们提出一种基于电极法和DPD比色双检测器的余氯分析装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电极法和DPD比色双检测器的余氯分析装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于电极法和DPD比色双检测器的余氯分析装置，包括无膜三电极系统，

还包括与无膜三电极系统输出端连接的流通池、余氯电极和PH电极；

所述无膜三电极系统输出端信号连接有DPD比色双检测器，所述DPD比色双检测器输出端信号连接有信号处理单元，所述信号处理单元输出端信号连接有控制单元，所述控制单元输出端信号连接有显示单元，所述显示单元输出端信号连接有通信单元。

优选的，所述无膜三电极系统包括工作电极、参比电极和对电极；

所述工作电极用于检测余氯对电极的氧化还原反应；

所述参比电极用于提供稳定的电势参考；

所述对电极用于提供用于校准和校正的电流或电势信号。

优选的，所述DPD比色双检测器包括样品检测器和参比检测器；

所述样品检测器用于检测余氯与DPD染料反应产生的颜色变化；

所述参比检测器用于监测环境因素对检测器的影响。

优选的，所述信号处理单元包括信号放大模块，所述信号放大模块输出端信号连接有信号滤波模块，所述信号滤波模块输出端信号连接有信号数字化模块，所述信号数字化模块输出端信号连接有浓度计算模块，所述浓度计算模块输出端信号连接有模拟电路模块，所述模拟电路模块输出端信号连接有数字电路模块，所述数字电路模块输出端信号连接有微处理器模块。

优选的，所述信号放大模块、信号滤波模块和信号数字化模块用于处理电极和检测器输出的信号。

优选的，所述模拟电路模块、数字电路模块和微处理器模块用于处理和计算输入信号。

优选的，所述控制单元包括微控制器模块，所述微控制器模块输出端信号连接有样品预处理模块，所述样品预处理模块输出端信号连接有样品测量模块。

优选的，所述控制单元用于控制整个装置的运行；

所述控制单元包括微控制器或微处理器、存储器和其他外围设备，用于执行预定的操作和数据处理。

优选的，所述显示单元用于显示测量结果和装置状态；显示单元可以是LED显示屏、LCD显示屏或其他形式的显示设备。

优选的，所述通信单元用于与外部设备进行数据交换和远程控制；所述通信单元包括通信接口和通信协议，用于与外部设备进行数据传输和通信。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该基于电极法和DPD比色双检测器的余氯分析装置，在恒电压电极法(无膜电极法)基础上加装PH电极，稳定监测控制PH；保留DPD法定期校准，数据比对，保证准确性的前提下，减少试剂消耗量和废液排放量，响应国家环保节能政策。

2、该基于电极法和DPD比色双检测器的余氯分析装置，余氯电极安装在透明流通池内，保证恒定的流速，避免流速波动对测量的影响；在余氯电极之前加装PH电极以控制及监测PHyang保证PH≤8条件下，进入到余氯测量；加装DPD比色法进行定期数据校准和比对，保证准确性。

附图说明

图1为本发明余氯电极处连接示意图；

图2为本发明系统示意图；

图3为本发明无膜三电极系统示意图；

图4为本发明DPD比色双检测器示意图；

图5为本发明信号处理单元示意图；

图6为本发明控制单元示意图；

图7为本发明显示单元示意图；

图8为本发明通信单元示意图。

图中：1、无膜三电极系统；2、DPD比色双检测器；3、信号处理单元；301、信号放大模块；302、信号滤波模块；303、信号数字化模块；304、浓度计算模块；305、模拟电路模块；306、数字电路模块；307、微处理器模块；4、控制单元；5、显示单元；6、通信单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供以下技术方案：

请参阅图1-8，一种基于电极法和DPD比色双检测器的余氯分析装置，包括无膜三电极系统1，还包括与无膜三电极系统1输出端连接的流通池、余氯电极和PH电极；

无膜三电极系统1输出端信号连接有DPD比色双检测器2，DPD比色双检测器2输出端信号连接有信号处理单元3，信号处理单元3输出端信号连接有控制单元4，控制单元4输出端信号连接有显示单元5，显示单元5输出端信号连接有通信单元6。

具体的，无膜三电极系统1包括工作电极、参比电极和对电极；

工作电极用于检测余氯对电极的氧化还原反应；

参比电极用于提供稳定的电势参考；

对电极用于提供用于校准和校正的电流或电势信号。

具体的，DPD比色双检测器2包括样品检测器和参比检测器；

样品检测器用于检测余氯与DPD染料反应产生的颜色变化；

参比检测器用于监测环境因素对检测器的影响。

具体的，信号处理单元3包括信号放大模块301，信号放大模块301输出端信号连接有信号滤波模块302，信号滤波模块302输出端信号连接有信号数字化模块303，信号数字化模块303输出端信号连接有浓度计算模块304，浓度计算模块304输出端信号连接有模拟电路模块305，模拟电路模块305输出端信号连接有数字电路模块306，数字电路模块306输出端信号连接有微处理器模块307。

具体的，信号放大模块301、信号滤波模块302和信号数字化模块303用于处理电极和检测器输出的信号。

具体的，模拟电路模块305、数字电路模块306和微处理器模块307用于处理和计算输入信号。

具体的，控制单元4包括微控制器模块，微控制器模块输出端信号连接有样品预处理模块，样品预处理模块输出端信号连接有样品测量模块。

具体的，控制单元4用于控制整个装置的运行；

控制单元4包括微控制器或微处理器、存储器和其他外围设备，用于执行预定的操作和数据处理。

具体的，显示单元5用于显示测量结果和装置状态；显示单元5可以是LED显示屏、LCD显示屏或其他形式的显示设备。

具体的，通信单元6用于与外部设备进行数据交换和远程控制；通信单元6包括通信接口和通信协议，用于与外部设备进行数据传输和通信。

在实际操作过程中，当此装置使用时，

样品预处理：通过控制单元4对样品进行预处理，包括样品的取样、稀释、搅拌等操作，确保样品与DPD染料充分混合并处于均匀状态；

测量过程：在无膜三电极系统1的三个电极上施加一定的电势，工作电极用于检测余氯对电极的氧化还原反应产生的电流信号，参比电极用于提供稳定的电势参考，对电极用于提供用于校准和校正的电流或电势信号。同时，样品检测器和参比检测器开始测量余氯与DPD染料反应产生的颜色变化和环境因素对检测器的影响；

数据处理：信号处理单元3对电极和检测器输出的信号进行处理，包括电信号的放大、滤波、数字化等处理过程。控制单元4根据预设的算法计算余氯浓度，并将结果显示在显示单元5上；

校正过程：在测量过程中，通过控制单元4对测量结果进行校正，以消除环境因素对测量结果的影响。校正过程可以通过对参比检测器的输出进行监测和分析来实现，例如当参比检测器的输出发生变化时，控制单元4根据预设的校正算法对测量结果进行调整；

数据传输和远程控制：通过通信单元6可以将测量结果和装置状态传输到外部设备，例如计算机或移动设备等，实现远程监控和数据共享。同时，外部设备可以通过通信单元6发送控制指令，实现对装置的远程控制和调节。

操作流程：

1、打开装置电源，进入初始化模式；

2、进行样品预处理操作，包括取样、稀释、搅拌等步骤；

3、进入测量模式，选择合适的测量程序例如不同浓度的余氯测量程序或手动设置参数；

4、在无膜三电极系统1的三个电极上施加一定的电势，开始测量余氯浓度；

5、控制单元4根据预设的算法计算余氯浓度并将结果显示在显示单元5上；

6、可以选择将测量结果传输到外部设备进行记录、分析和共享；

7、在需要时进行样品清理和装置维护。

维护保养：

a、定期清洗无膜三电极系统1的工作电极和参比电极，以保持其稳定性和准确性。

b、检查样品检测器和参比检测器的光学部件是否清洁，必要时进行清洗或更换。

c、检查信号处理单元3和控制单元4的电路板是否正常工作，如有必要进行更换或维修。

d、检查通信单元6的接口和线路是否正常连接，确保数据传输可靠。

e、定期进行装置的校准和校正，以保持其准确性和稳定性。

f、在使用过程中避免剧烈震动或撞击装置，以免影响其性能或损坏内部部件。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。