(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811451377.3
(22)申请日 2018.11.29
(71)申请人 深圳市丹耐美克环保科技有限责任
公司
地址 518000 广东省深圳市南山区粤海街
道高新中一道2号长园新材料港6栋2
楼东面
(72)发明人 陈赟 谢金强 张伟政 黄晓岚
(74)专利代理机构 深圳市智享知识产权代理有
限公司 44361
代理人 王琴
(51)Int.Cl.
G01N 21/78(2006.01)
(54)发明名称
一种水样中砷含量检测装置及方法
(57)摘要
本发明涉及水样检测领域，尤其涉及一种水
样中砷含量检测装置及方法。所述水样中砷含量
块；所述定量进样模块同时与所述消解模块和测
量模块连接，并利用光学定量装置分别定量提取
待测水样及至少四种试剂进入消解模块或测量
模块，提高测量精度。所述消解模块对待测水样
进行消解并产生含有待测元素的气体；所述含有
待测元素的气体通过进入测量模块进行测量；通
过所述消解模块将待测元素与消解后液体分离，
对待测元素单独进行检测，可有效避免测量过程
中，原水样及消解液对测量结果的影响，提交测
量精度。本发明提供一种水样中砷含量检测的方
法，
该方法提高了水样中砷的测量精度。权利要求书2页 说明书12页 附图10页CN 109342417 A 2019.02.15
C N 109342417
A
1.一种水样中砷含量检测装置，以对水样中的砷含量进行检测，其特征在于：所述水样中砷含量检测装置包括定量进样模块、消解模块及测量模块；所述定量进样模块同时与所述消解模块和测量模块连接，并利用光学定量模块分别定量提取待测水样及至少四种试剂进入消解模块或测量模块；所述消解模块进一步与所述测量模块相连，所述消解模块对待测水样进行消解并产生含的混合气体后，将所述含的混合气体通入所述测量模块；所述测量模块包括分段吸收管、光学测量发射组件及光学测量接收组件，所述分段吸收管内承载吸收液，吸收液吸收后形成显液；光学测量发射组件及光学测量接收组件位于分段吸收管的相对两侧并对显液进行测量，以获得对应水样中的砷含量。
2.根据权利要求1中所述一种水样中砷含量检测装置，其特征在于：所述定量进样模块包括依次连接的动
力装置、光学定量装置、三通阀及多联阀；所述动力装置为液体的定量抽取和释放提供动力；所述光学定量装置包括定量管及至少一定量结构，所述定量结构利用光学原理对液体进行精确定量；所述光学定量管为直管；或所述定量管包括间隔设置的储液段与量液段，所述定量结构相对设于所述量液段两侧。
3.根据权利要求2中所述一种水样中砷含量检测装置，其特征在于：所述定量结构包括设于定量管相对两侧的发光器、光准直器及传感器、通光器；在定量管的其中一侧，由近及远设置光准直器、发光器，光准直器与发光器设置在与定量管的径向方向平行的同一轴线上；在定量管的另一侧，由近及远共直线设置通光器与传感器，通光器与传感器偏离所述轴线；发光器发出的光依次经过光准直器、定量管后，经通光器被传感器接收，当传感器接收到入射光时，则定量管内待定量液体的液位未达到待定量数值对应的位置，当传感器无法接收到入射光时，则定量管内待定量液体的液位达到待定量数值对应的位置。
4.根据权利要求1中所述一种水样中砷含量检测装置，其特征在于：所述消解模块包括消解管及密封固定机构；所述密封固定机构为一端开口的空腔，所述消解管收容于所述空腔内部；所述密封固定机构包括第一消解阀及第二消解阀；所述第一消解阀及第二消解阀用于控制所述消解管处于密封状态；所述消解管包括两端口，其中，第一端口为消解出气口，第二端口为液体进/出口；所述消解管进一步包括温度传感器及加热组件；所述加热组件设于所述消解管外壁；所述消解管向内凹陷形成内部凹槽，用于放置所述温度传感器，以检测所述消解管内液体的温度；所述消解管由两根内径不同的中空管套接形成，两根所述内径不同中空管之间存在间隙以容置加热组件及温度传感器。
5.根据权利要求4中所述一种水样中砷含量检测装置，其特征在于：所述消解管还包括温度开关，所述温度开关设置在所述温度传感器与所述加热组件之间，用于当所述温度传感器失效时，自动切断线路；所述加热组件为电热丝、加热套或加热管中任一种；所述消解管为石英玻璃。
6.根据权利要求1中所述一种水样中砷含量检测装置，其特征在于：界定所述分段吸收管内气体流动方向第一方向；所述分段吸收管包括气体吸收段及沿第一方向连接于所述气体吸收段的缓冲段；所述缓冲段包括连接贯通的第一段及第二段，所述第二段的最大内管径小于所述第一段的最大内管径；所述第二段与所述气体吸收段连接；光学测量发射组件及光学测量接收组件位于气体吸收段的相对两侧并对显液进行测量，以获得对应水样中的砷含量。
7.根据权利要求6中所述一种水样中砷含量检测装置，其特征在于：所述气体吸收段的
最大内管径为10mm-30mm；所述第一段的最大内管径为10mm-50mm；所述第二段的最大内为5mm-10mm；所述分段吸收管沿第一方向上的长度为30mm-200mm；所述气体吸收段沿第一方向上的长度为30mm-100mm；所述第一段沿第一方向上的长度为30mm-100mm；第二段沿第一方向上的长度为第一段长度的0.2倍-3倍。
8.根据权利要求6中所述一种水样中砷含量检测装置，其特征在于：所述分段吸收管进一步包括第三段和第四段；所述第三段位于所述第一段远离第二段的一端，用于排气；所述第四段位于所述气体吸收段远
离第二段的一端用于进液或排液；所述第四段与所述气体缓冲段之间进一步设置第五段用于向所述分段吸收管中通入气体；所述第四段与所述第二段的最大内管径相同；所述第五段的最大内管径为1mm。
9.一种水样中砷含量检测方法，使用权利要求1-8中任一项所述的水样中砷含量检测装置测量，其特征在于：包括如下步骤：
S1：通过定量进样模块向消解模块中提供定量的待测水样；
S2：通过定量进样模块向消解模块中提供定量的第一试剂使待测水样发生消解；
S3：待步骤S2中消解反应完成后，通过定量进样模块向消解模块中注入第二试剂；
S4：通过定量进样模块向步骤S3中消解模块中注入第三试剂，与步骤S3中得到的水样发生反应并产生含有的混合气体；
S5：通过定量进样模块向测量模块中注入第四试剂，所述的混合气体进入所述测量模块之内，第四试剂吸收而显；
S6：光发射装置向分段吸收管提供特定波长的光线，光接收装置检测分段吸收管内液体的吸光度，以获得对应水样中的砷含量。
10.根据权利要求9所述一种水样中砷含量检测方法，其特征在于：在消解过程中对水样进行加热，温度维持在50℃-200℃；消解完成后，可使用散热组件对消解管进行降温，降温速率是5℃/min-20℃/min；所述第一试剂为硫酸；第二试剂为酒石酸；第三试剂为硼氢化钠；第四试剂可以为硝酸-硝酸银-聚乙烯醇-乙醇；所述步骤S1-S6中，每个所述步骤完成后都需要用对所述进样模块、消解模块及测量模块及各管路中注入去离子水清洗，以保证测量精确度。
一种水样中砷含量检测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水样检测领域，尤其涉及一种水样中砷含量检测装置及方法。
【背景技术】
[0002]砷，是一种非金属元素，广泛的存在于自然界。微量的砷对身体有益，但是过量就会中毒，甚至死亡。目前，随着大量含砷的生活污水的排放，对环境和人体造成极大危害。因此需要随时对水样中的砷含量进行检测。
[0003]现有的检测设备及方法通常对含砷污水进行消解然后直接通过显法测得，此种检测方法对水样要求较高，只能满足较清的含砷水样的检测；如果是浑浊的或者有颜的水样会对显过程造成干扰，
测量结果不准确。
[0004]因此急需一款适用范围广，检测精度高的含砷水样检测设备及方法。
【发明内容】
[0005]针对现有的含砷污水测量装置及方法中存在的技术问题，本发明提供了一种水样中砷含量检测装置及方法。
[0006]本发明解决技术问题的方案是提供一种水样中砷含量检测装置，所述水样中砷含量检测装置包括定量进样模块、消解模块及测量模块；所述定量进样模块同时与所述消解模块和测量模块连接，并利用光学定量模块分别定量提取待测水样及至少四种试剂进入消解模块或测量模块；所述消解模块进一步与所述测量模块相连，所述消解模块对待测水样进行消解并产生含的混合气体后，将所述含的混合气体通入所述测量模块；所述测量模块包括分段吸收管、光学测量发射组件及光学测量接收组件，所述分段吸收管内承载吸收液，吸收液吸收后形成显液；光学测量发射组件及光学测量接收组件位于分段吸收管的相对两侧并对显液进行测量，以获得对应水样中的砷含量。
[0007]优选地，所述定量进样模块包括依次连接的动力装置、光学定量装置、三通阀及多联阀；所述动力装置为液体的定量抽取和释放提供动力；所述光学定量装置包括定量管及至少一定量结构，所述定量
结构利用光学原理对液体进行精确定量；所述光学定量管为直管；或所述定量管包括间隔设置的储液段与量液段，所述定量结构相对设于所述量液段两侧。
[0008]优选地，所述定量结构包括设于定量管相对两侧的发光器、光准直器及传感器、通光器；在定量管的其中一侧，由近及远设置光准直器、发光器，光准直器与发光器设置在与定量管的径向方向平行的同一轴线上；在定量管的另一侧，由近及远共直线设置通光器与传感器，通光器与传感器偏离所述轴线；发光器发出的光依次经过光准直器、定量管后，经通光器被传感器接收，当传感器接收到入射光时，则定量管内待定量液体的液位未达到待定量数值对应的位置，当传感器无法接收到入射光时，则定量管内待定量液体的液位达到待定量数值对应的位置。
[0009]优选地，所述消解模块包括消解管及密封固定机构；所述密封固定机构为一端开
口的空腔，所述消解管收容于所述空腔内部；所述密封固定机构包括第一消解阀及第二消解阀；所述第一消解阀及第二消解阀用于控制所述消解管处于密封状态；所述消解管包括两端口，其中，第一端口为消解出气口，第二端口为液体进/出口；所述消解管进一步包括温度传感器及加热组件；所述加热组件设于所述消解管外壁；所述消解管向内凹陷形成内部凹槽，用于放置所述温度传感器，以检测所述消解管内液体的温度；所述消解管由两根内径不同的中空管套接形成，两根所述内径不同中空管之间存在间隙以容置加热组件及温度传感器。
[0010]优选地，所述消解管还包括温度开关，所述温度开关设置在所述温度传感器与所述加热组件之间，用于当所述温度传感器失效时，自动切断线路；所述加热组件为电热丝、加热套或加热管中任一种；所述消解管为石英玻璃。
[0011]优选地，界定所述分段吸收管内气体流动方向第一方向；所述分段吸收管包括气体吸收段及沿第一方向连接于所述气体吸收段的缓冲段；所述缓冲段包括连接贯通的第一段及第二段，所述第二段的最大内管径小于所述第一段的最大内管径；所述第二段与所述气体吸收段连接；光学测量发射组件及光学测量接收组件位于气体吸收段的相对两侧并对显液进行测量，以获得对应水样中的砷含量。
[0012]优选地，所述气体吸收段的最大内管径为10mm-30mm；所述第一段的最大内管径为10mm-50mm；所述第二段的最大内管径为5mm-10mm；所述分段吸收管沿第一方向上的长度为30mm-200mm；所述气体吸收段沿第一方向上的长度为30mm-100mm；所述第一段沿第一方向上的长度为30mm-100mm；第二段沿第一方向上的长度为第一段长度的0.2倍-3倍。[0013]优选地，所述分段吸收管进一步包括第三段和第四段；所述第三段位于所述第一段远离第二段的一端，用于排气；所述第四段位于所述气体吸收段远离第二段的一端用于进液或排液；所述第四段与所述气体缓冲段之间进一步设置第五段用于向所述分段吸收管中通入含有待测元素气体。
[0014]本发明提供一种水样中砷含量检测方法，使用上述任一项所述的水样中砷含量检测装置测量，包括如下步骤：
[0015]S1：通过定量进样模块向消解模块中提供定量的待测水样；
[0016]S2：通过定量进样模块向消解模块中提供定量的第一试剂使待测水样发生消解；[0017]S3：待步骤S2中消解反应完成后，通过定量进样模块向消解模块中注入第二试剂；[0018]S4：通过定量进样模块向步骤S3中消解模块中注入第三试剂，与步骤S3中得到的水样发生反应并产生含有的混合气体；
[0019]S5：通过定量进样模块向测量模块中注入第四试剂，所述的混合气体进入所述测量模块之内，第四试剂吸收而显；
[0020]S6：光发射装置向分段吸收管提供特定波长的光线，光接收装置检测分段吸收管内液体的吸光度，以获得对应水样中的砷含量。
[0021]优选地，在消解过程中对水样进行加热，温度维持在50℃-200℃；消解完成后，可使用散热组件对消解管进行降温，降温速率是5℃/min-20℃/min；所述第一试剂为硫酸；第二试剂为酒石酸；第三试剂为硼氢化钠；第四试剂可以为硝酸-硝酸银-聚乙烯醇-乙醇；所述步骤S1-S6中，每个所述步骤完成后都需要用对所述进样模块、消解模块及测量模块及各管路中注入去离子水清洗，以保证测量精确度。
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