一种液体浓度在线检测仪、检测装置及检测方法

技术领域

本发明属于液体浓度检测技术领域，具体涉及一种液体浓度在线检测仪、检测装置及检测方法。

背景技术

现在对于供液管路内某种物质的浓度检测时，常用的方法有两种，一种是取出液体样品后，通过光谱仪进行对应物质的浓度分析，另外一种是取出液体样品后，加入试剂进行检测，两种方法均需要取样，操作麻烦，并且会影响液体在管道内的正常运行，当采用第二种检测方法进行检测时，耗时较长，同时还会产生废液。

发明内容

本发明拟提供一种液体浓度在线检测仪，在不影响液体在管道内的正常运行时，能同步对液体浓度进行在线检测。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种液体浓度在线检测仪，包括框架，所述框架的中部设置有左右贯通且供液体样品流过的通道，所述框架内设置有前后相对且供光通过的第一光路和第二光路，所述第一光路的后端和第二光路的前端均深入到通道内，且第一光路的后端和第二光路的前端之间留有供液体样品通过的间隙，所述第一光路的前方设置有用于发出两种不同波长的光且位于框架内的双光源，所述第二光路的后方设置有用于接收光且位于框架内的检测器，所述双光源发出的光依次经过第一光路、液体样品、第二光路后被检测器接收。

作为上述方案中的优选，所述第一光路的前端设置有聚光透镜，所述聚光透镜通过安装在双光源上的聚光透镜筒固定在第一光路上。

进一步优选，所述第一光路和第二光路均为设置在框架上且轴线重合的通光孔，每个通光孔内均设置有防止液体进入通光孔内的透光堵头，且透光堵头设置在通光孔伸入到通道内的一端。

进一步优选，所述框架内前后相对设置有轴线重合的前透光柱和后透光柱，且每个透光柱均通过对应的固定支架固定在框架内，所有固定支架上均设置有与透光柱轴线重合的光孔，所述第一光路由前透光柱和设置在前透光柱前方固定支架内光孔组成，所述第二光路由后透光柱和设置在后透光柱后方固定支架内光孔组成。

进一步优选，每个固定支架与对应的透光柱之间、每个透光柱与通道之间均设置有密封圈。

进一步优选，所述框架的前后两侧还设置有用于保护双光源和检测器的侧盖。

进一步优选，所述通道的左右两端均延伸到框架外侧。

进一步优选，所述通道的中部设置有由中向上延伸的观察窗孔，所述观察窗孔内设置有观察窗，且观察窗与观察窗孔过盈配合，所述框架的顶面上设置有用于防止外界杂散光进入的遮光盖。

同时还公开了一种液体浓度在线检测装置，包括上述的液体浓度在线检测仪和用于与供液管路连接的两个接头，两个接头之间设置有用于实现正常供液的第一通路和用于检测液体样品浓度的第二通路，所述第一通路上设置有第一阀门；所述第二通路的两端均通过三通管设置在第一阀门的两端，所述液体浓度在线检测仪设置在第二通路上，且液体浓度在线检测仪的两端均设置有第二阀门。

进一步优选，所述在线液体浓度仪与其中一个第二阀门之间通过三通管设置有第三阀门，所述第三阀门设置为取样阀。

进一步优选，所述在线液体浓度仪与其中一个第二阀门之间设置有用于显示是否有液体通过在线液体浓度仪的指示组件。

进一步优选，所述指示组件包括设置在第二通路上的透明管路，所述透明管路内设置有指示球，所述第二通路上设置有用于防止指示球移动到对应第二阀门的挡片。

同时还公开了一种体浓度在线检测方法，基于上述的液体浓度在线检测装置，还包括如下步骤：

S1：装置连接；

先对整个检测装置进行检测，保证检测装置上的各个管道畅通、各个阀门正常、液体浓度在线检测仪正常，然后关闭供液管路的阀门，将两个接头分别接入到供液管路中同一位置的不同端，最后打开供液管路的阀门，同时让第一阀门部分打开、第二阀门全开，使供液管路能正常运行；

S2：液体浓度在线检测；

当供液管路中部分液体样品流过第二通路时，会经过液体浓度在线检测仪对流过的液体样品进行浓度检测，然后得出检测结果。

进一步优选，在S2中，在液体浓度在线检测仪进行浓度检测时，先让双光源发出检测光，使检测光先经过第一光路，然后再贯穿流经间隙的液体样品，再经过第二光路被检测器接收；待检测器计算完成主吸光度后，让双光源关闭检测光，发出参考光，使参考光先经过第一光路，然后再贯穿流经间隙的液体样品，再经过第二光路被检测器接收；待检测器计算完成参考吸光度后，双光源关闭；最后通过检测器计算主吸光度和参考吸光度的差值后，计算出液体样品的浓度。

本发明的有益效果：

1)通过两个接头能将整个装置直接连接到供液管路中，然后在连入后操作阀门让部分液体流经液体浓度在线检测仪，就能实现供液管路内液体浓度的在线检测，整个过程操作简单，且不影响液体在管道内的正常运行，无废液产生，无需取样，不需化学试剂，对环境无二次污染；

2)采用双波长吸收法，能有效消除溶液浑浊和光路污染对检测结果的影响，从而保证检测数据的准确性。

3)由于第一光路和第二光路均伸入到通道内，使得检测时的间隙小于通道截面，即采用窄缝检测，样品溶液流速快，视窗不容易产生污染结垢等现象，降低仪器维护工作量。

4)由于第一阀门和第二阀门始终保持第一阀门部分开启，第二阀门全开，因此始终有部分液体样品流过第二通路，使得液体浓度在线检测仪能实时检测浓度，从而实现液体浓度的实时监测。

5)采用模块化设计，通过更换光源可以检测不同物质浓度，适合多种应用领域。

附图说明

图1为本发明中液体浓度检测装置的立体示意图。

图2为本发明中液体浓度检测装置实施例一的结构示意图。

图3为本发明中液体浓度检测装置实施例二的结构示意图。

图4为本发明中液体浓度在线检测仪的立体示意图。

图5为本发明中液体浓度在线检测仪实施例一的结构示意图。

图6为本发明中液体浓度在线检测仪实施例二的结构示意图。

附图标记：第一通路-A、第二通路-B、液体浓度在线检测仪-C、通道-a、第一光路-b、第二光路-c、观察窗孔-d、框架-1、双光源-2、检测器-3、聚光透镜-4、聚光透镜筒-5、透光堵头-6、侧盖-7、观察窗-8、遮光盖-9、接头-10、三通管-11、第一阀门-12、第二阀门-13、第三阀门-14、透明管路-15、指示球-16、挡片-17、前透光柱-18、后透光柱-19、第一固定支架-20、第一密封圈-21、第二密封圈-22、第二固定支架-23。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：

如图4-6所示，一种液体浓度在线检测仪，主要由框架1、双光源2和检测器3，在框架1的中部设置有左右贯通且供液体样品流过的通道a，同时在框架1内设置有前后相对且供光通过的第一光路b和第二光路c，且第一光路b的后端和第二光路c的前端均深入到通道a内。为实现光路贯穿液体样品，在第一光路b的后端和第二光路c的前端之间留有供液体样品通过的间隙。为实现液体样品的检测，在第一光路b的前方设置有用于发出两种不同波长的光且位于框架内的双光源2，同时在第二光路c的后方设置有用于接收光的检测器3。

检测时，双光源交替发射检测光和参比光，先经过第一光路，然后再贯穿流经间隙的液体样品，最后经过第二光路被检测器接收，然后检测器对接收到的光进行分析从而得出检测结果。

为保证检测结果，在第一光路b的前端设置有聚光透镜4，且聚光透镜4通过安装在双光源2的聚光透镜筒5固定在第一光路上，聚光透镜主要是实现光的汇聚。

其中，第一光路b和第二光路c可以为设置在框架1上前后相对且轴线重合的通光孔，且通光孔伸入到通道内。在每个通光孔内均设置有防止液体进入通光孔内的透光堵头6，且透光堵头6设置在通光孔伸入到通道内的一端，透光堵头6采用透光材质，如石英材质。最好是，通道的左右两端均延伸到框架的外侧。

还可在框架内前后相对设置有轴线重合的前透光柱18和后透光柱19，前透光柱18和后透光柱19的对应段均伸入到通道内，且前透光柱18和后透光柱19均采用石英材质，每个透光柱均通过对应的固定支架固定在框架内，所有固定支架上均设置有与透光柱轴线重合的光孔，则第一光路b由前透光柱18和设置在前透光柱18前方固定支架内光孔组成，第二光路c由后透光柱19和设置在后透光柱19后方固定支架内光孔组成。具体地，前透光柱通过第一固定支架21固定，后透光柱通过第二固定支架23固定。

为保证光路的密封，在每个固定支架20与对应的透光柱之间、每个透光柱与通道之间均设置有密封圈，具体地固定支架与透光柱之间为第二密封圈22，透光柱与通道之间为第一密封圈21，即采用双密封的方式保证整个光路的密封。固定支架安装在框架内，可以防止透光柱轴向窜动，透光柱与液体样品流路通道之间的第一密封圈21设置在框架与透光柱之间，固定支架与透光柱之间的第二密封圈22设置在固定支架安装面与框架和透光柱之间，且两个密封圈均处于被压缩状态。

在本实施例中，框架关于通道前后对称设置，且在框架内设置有位于通道后方的检测室和位于通道前方的光源室，其中双光源设置在安装在光源室内的光源驱动电路板的后侧面上，检测器设置在安装在检测室内的检测电路板的前侧面上。为了保护双光源和检测器，在框架1的前后两侧还设置有侧盖7，即侧盖用于密封检测室和光源室，为进一步保证整个浓度计的密封，还可在侧盖与框架之间设置有密封圈，或通过其他密封方式实现密封。

双光源可以是包括检测光源和参考光源，其中检测光源发出检测光，参考光源发出参考光。最好是，双光源采用一体化双波长的LED灯，其光强稳定，能耗低、使用寿命长，减少仪器的维护次数。

为方便观察检测状态，在通道a的中部设置有由中向上延伸的观察窗孔d，同时在观察窗孔d内设置有观察窗8，且观察窗8与观察窗孔d过盈配合，在框架1的顶侧面上设置有用于防止外界杂散光进入的遮光盖9。为保证透光堵头和遮光盖的密封效果，可通过密封圈安装在对应位置，还可是密封胶，也可是密封圈+密封胶的方式。

如图1-3所示，还公开了一种液体浓度在线检测装置，主要由上述的液体浓度在线检测仪C、两个接头和设置在两个接头之间的第一通路A、第二通路B组成，其中两个接头10用于与供液管路连接，使整个检测管路连接在供液管路上，从而方便供液管路内液体样品的浓度检测。第一通路A用于实现正常供液，第二通路B用于检测液体浓度。

为实现检测功能，在第一通路A上设置有第一阀门12，第二通路B的两端均通过三通管11设置在第一阀门12的两端，将液体浓度在线检测仪C设置在第二通路B上，同时液体浓度在线检测仪C的两端均设置有第二阀门13。当两个第二阀门全开，第一阀门部分打开时，供液管路中部分样品溶液流入液体浓度在线检测仪内，实现在线浓度检测。当第一阀门全开，第二阀门全关时，可以通过拧下第二阀门与仪器连接的活接，将仪器拆下，进行维护或维修，而不影响供液管路运行。最好是，第一阀门采用隔膜阀，第二阀门采用双活接球阀。

为方便对供液管路的液体进行取样，在液体浓度在线检测仪C与其中一个第二阀门13之间通过三通管11设置有第三阀门14，且第三阀门14设置为取样阀。在需要取样时，第一通路和第二通路保持检测状态，然后打开第三阀门即可进行取样。

为方便观察供液管路中的液体是否进入到液体浓度在线检测仪中，在液体浓度在线检测仪C与其中一个第二阀门13之间设置有用于显示是否有液体通过液体浓度在线检测仪C的指示组件。为方便各个组件的布置，指示组件与取样阀分别设置在液体浓度在线检测仪的两侧，最好是，取样阀设置在液体浓度在线检测仪的进液端，指示组件设置在液体浓度在线检测仪的出液端。

指示组件包括设置在第二通路B上的透明管路15，在透明管路15内设置有指示球16，同时在第二通路B上设置有用于防止指示球16移动到对应第二阀门13的挡片17，且挡片不影响液体样品的流过。同时为防止杂散光通过透明管路15进入光路影响检测效果，还配备有挡光罩，并且为方便观察指示球的位置，指示球可设置为带有花纹或颜色的玻璃球。

在本实施例中，还在液体浓度在线检测仪的进液端设置有过滤网，以防止杂质颗粒堵塞检测缝隙。还配备有控制器，双光源和检测器均与控制器连接，使得双光源的开关、发出什么波长的光均受控制器控制，计算吸光度、浓度等也均是通过控制器完成，同时控制器计算完成后的结果还能上传的云平台上。

基于上述的液体浓度在线检测装置，液体浓度在线检测方法包括如下步骤：

第一步：装置连接。先对整个检测装置进行检测，保证检测装置上的各个管道畅通、各个阀门正常、液体浓度在线检测仪正常，然后关闭供液管路的阀门，将两个接头10分别接入到供液管路中同一位置的不同端，最后打开供液管路的阀门，同时让第一阀门部分打开、第二阀门全开，使供液管路能正常运行。

第二步：液体浓度在线检测。当供液管路中部分液体样品流过第二通路时，会经过液体浓度在线检测仪C对流过的液体样品进行浓度检测，然后得出检测结果后。当需要对液体浓度在线检测仪C进行维修或更换时，关闭第二阀门，同时使第一阀门全开。

液体浓度在线检测仪C的具体工作过程如下：先让双光源2发出检测光，使检测光先经过第一光路b，然后再贯穿流经间隙的液体样品，再经过第二光路c被检测器3接收。待检测器3计算完成主吸光度后，让双光源2关闭检测光，发出参考光，使参考光先经过第一光路b，然后再贯穿流经间隙的液体样品，再经过第二光路c被检测器3接收。待检测器3计算完成参考吸光度后，双光源2关闭。最后通过检测器3计算主吸光度和参考吸光度的差值后，计算出液体样品的浓度。当有控制器时，计算过程均通过控制器完成。

在打开液体浓度在线检测仪C的双光源前，最好是，通过指示组件确保第二通路内有液体样品通过。在实际使用时，本申请可用于硫酸铵、次氯酸钠等溶液的浓度检测。