全文摘要
本实用新型公开了一种可控溶解氧测定装置，包括：气体供给单元、测试单元和控制单元；其中，所述气体供给单元包括净化空气储存容器和无氧气体储存容器，所述净化空气储存容器和所述无氧气体储存容器通过气体切换阀门与气路相连，所述气路与所述测试单元相连；所述测试单元包括氧传感器、溶解氧电极和吹气针，所述溶解氧电极与所述氧传感器相连，所述吹气针与所述气路相连；所述控制单元用于对各个单元进行控制以自动测试溶解氧。本实用新型的可控溶解氧测定装置通过增氧或除氧来调节样品中的溶解氧，用溶解氧电极测定，并控制装置的自动运行。
主设计要求
1.一种可控溶解氧测定装置，其特征在于，包括：气体供给单元、测试单元和控制单元；其中，所述气体供给单元包括净化空气储存容器和无氧气体储存容器，所述净化空气储存容器和所述无氧气体储存容器通过气体切换阀门与气路相连，所述气路与所述测试单元相连；所述测试单元包括氧传感器、溶解氧电极和吹气针，所述溶解氧电极与所述氧传感器相连，所述吹气针与所述气路相连；所述控制单元用于对各个单元进行控制以自动测试溶解氧。
设计方案
1.一种可控溶解氧测定装置，其特征在于，包括：气体供给单元、测试单元和控制单元；
其中，所述气体供给单元包括净化空气储存容器和无氧气体储存容器，所述净化空气储存容器和所述无氧气体储存容器通过气体切换阀门与气路相连，所述气路与所述测试单元相连；
所述测试单元包括氧传感器、溶解氧电极和吹气针，所述溶解氧电极与所述氧传感器相连，所述吹气针与所述气路相连；
所述控制单元用于对各个单元进行控制以自动测试溶解氧。
2.根据权利要求1所述的可控溶解氧测定装置，其中，所述净化空气储存容器和所述无氧气体储存容器设置有泄气口，所述气路设置有气体压力调节阀。
3.根据权利要求1所述的可控溶解氧测定装置，其中，所述可控溶解氧测定装置还包括支架，所述测试单元设置在所述支架上。
4.根据权利要求3所述的可控溶解氧测定装置，其中，所述支架上设置有横梁，所述横梁上设置有滑轨，一滑杆能够沿着所述横梁水平滑动，所述滑杆与所述横梁相互垂直，所述滑杆上设置有滑轨，一伸缩杆能够沿着所述滑杆滑动，所述伸缩杆的下端与所述测试单元相连。
5.根据权利要求1所述的可控溶解氧测定装置，其中，所述可控溶解氧测定装置还包括清洗装置，所述清洗装置包括清洗液容器，所述清洗液容器中的清洗液通过清洗液输送管输送到测试单元中，清洗液输送管上设置有输送泵。
6.根据权利要求5所述的可控溶解氧测定装置，其中，所述测试单元包括分配器，所述分配器包括清洗喷头并与所述清洗液输送管相连。
7.根据权利要求1所述的可控溶解氧测定装置，其中，所述测试单元还包括搅拌器。
8.根据权利要求1所述的可控溶解氧测定装置，其中，所述可控溶解氧测定装置还包括样品盘，所述样品盘上设置有多个凹槽，样品容器设置在所述凹槽内。
9.根据权利要求8所述的可控溶解氧测定装置，其中，所述样品盘上还设置有清洗容器，所述清洗容器设置在所述凹槽内。
10.根据权利要求9所述的可控溶解氧测定装置，其中，所述样品盘上还设置有溶解氧采样容器，用于校准溶解氧的浓度，所述溶解氧采样容器通过独立控温单元进行温度控制。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及实验仪器技术领域，更具体地涉及一种可控溶解氧测定装置。
背景技术
溶解氧测定仪是实验室一种常用的仪器，其工作原理是待测水中的氧透过隔膜被工作电极还原，产生与氧浓度成正比的扩散电流，通过测量此电流，得到待测水中溶解氧的浓度。在工作中，溶解氧测定仪被用于测定水中溶解氧和五日生化需氧量。《水质五日生化需氧量(BOD5)的测定稀释与接种法》(HJ 505-2009)中规定的五日生化需氧量方法检出下限为2mg\/L，非稀释法测定浓度应不大于6mg\/L。BOD5的测定公式为：ρ＝ρ1-ρ2；式中ρ为五日生化需氧量质量浓度，mg\/L；ρ1为水样在培养前的溶解氧质量浓度，mg\/L；p2为水样在培养后的溶解氧质量浓度，mg\/L。第一天溶解氧的浓度应控制在8mg\/L以上，且小于当时(20±2)℃时的饱和溶解氧浓度，如：20℃时纯水饱和溶解氧浓度为9.08mg\/L。
目前根据HJ 505-2009对于实际样品的准备要求，若样品中溶解氧浓度低，需要用曝气装置曝气15min，充分振摇赶走样品中残留的空气泡；若样品中氧过饱和，将容器2\/3体积充满样品，用力振荡赶出过饱和氧，然后根据试样中微生物含量情况确定测定方法。而由于实际水样基体复杂，稀释或非稀释的实际水样在曝气15min或振摇后使用溶解氧测定仪测试时，样品中溶解氧浓度仍可能无法满足测定要求(8～9mg\/L)。故需要重复曝气或振摇过程，再次测定溶解氧。操作过程时间较长，操作繁琐，且溶解氧浓度不易控制。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种可控溶解氧测定装置，以期解决上述技术问题中的至少之一。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本实用新型公开了一种可控溶解氧测定装置，包括：气体供给单元、测试单元和控制单元；
其中，所述气体供给单元包括净化空气储存容器和无氧气体储存容器，所述净化空气储存容器和所述无氧气体储存容器通过气体切换阀门与气路相连，所述气路与所述测试单元相连；
所述测试单元包括氧传感器、溶解氧电极和吹气针，所述溶解氧电极与所述氧传感器相连，所述吹气针与所述气路相连；
所述控制单元用于对各个单元进行控制以自动测试溶解氧。
在一些实施例中，所述净化空气储存容器和所述无氧气体储存容器设置有泄气口，所述气路设置有气体压力调节阀。
在一些实施例中，所述可控溶解氧测定装置还包括支架，所述测试单元设置在所述支架上。
在一些实施例中，所述支架上设置有横梁，所述横梁上设置有滑轨，一滑杆能够沿着所述横梁水平滑动，所述滑杆与所述横梁相互垂直，所述滑杆上设置有滑轨，一伸缩杆能够沿着所述滑杆滑动，所述伸缩杆的下端与所述测试单元相连。
在一些实施例中，所述可控溶解氧测定装置还包括清洗装置，所述清洗装置包括清洗液容器，所述清洗液容器中的清洗液通过清洗液输送管输送到测试单元中，清洗液输送管上设置有输送泵。
在一些实施例中，所述测试单元包括分配器，所述分配器包括清洗喷头并与所述清洗液输送管相连。
在一些实施例中，所述测试单元还包括搅拌器。
在一些实施例中，所述可控溶解氧测定装置还包括样品盘，所述样品盘上设置有多个凹槽，样品容器设置在所述凹槽内。
在一些实施例中，所述样品盘上还设置有清洗容器，所述清洗容器设置在所述凹槽内。
在一些实施例中，所述样品盘上还设置有溶解氧采样容器，用于校准溶解氧的浓度，所述溶解氧采样容器通过独立控温单元进行温度控制。
(三)有益效果
基于上述技术方案可知，本实用新型具有如下有益效果：在于使用自动化设备代替手工配置试剂的过程，通过自动曝气或除氧来调节样品中的溶解氧，用溶解氧电极测定，并控制装置的自动运行。
附图说明
图1是本实用新型实施例中可控溶解氧测定装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中测试单元的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1和2所示，本实用新型的可控溶解氧测定装置包括：支架1、气体供给单元2、测试单元3、清洗单元4、样品盘5和控制单元6。
支架1上设置有横梁11，横梁11上设置有滑轨，滑杆12可以沿着横梁11水平滑动，滑杆12与横梁11相互垂直，滑杆12上也设置有滑轨，竖直的伸缩杆13可以沿着滑杆12滑动，伸缩杆13的下端与测试单元3相连。
气体供给单元2包括净化空气储存容器21和无氧气体储存容器22，净化空气储存容器21和无氧气体储存容器22通过气体切换阀门23与气路24相连，气路24与测试单元3相连。净化空气储存容器21和无氧气体储存容器22可以设置有泄气口25，气路24还可以设置有气体压力调节阀26。
清洗单元4包括清洗液容器41，清洗液容器41中的清洗液通过清洗液输送管输送到测试单元3中，清洗液输送管上设置有注射泵42。
测试单元3包括氧传感器30、溶解氧电极31、吹气针32和分配器33，溶解氧电极31上设置有溶解氧电极膜34且与氧传感器30相连，吹气针32与气路24相连，分配器33与清洗液输送管相连。测试单元3还可以包括搅拌器35，分配器33包括清洗喷头36，用于喷洒清洗液，对溶解氧电极31、吹气针32和搅拌器35进行清洗。
样品盘5上设置有多个凹槽51，多个凹槽51按照所处位置分为清洗位、溶解氧校准位和测试位，清洗位设置有清洗容器52，溶解氧校准位设置有溶解氧采样容器53并设置有独立控温单元，测试位设置有样品容器54，测试单元3在清洗位进行清洗，在溶解氧校准位校准溶解氧的浓度，在测试位测试待测样品中的溶解氧。凹槽51的底部可以与废液排口55相连，用于排出溢出的液体。
控制单元6用于对各个单元进行控制，使装置自动进行溶解氧测试步骤。
本实用新型提供的可控溶解氧测定装置通过在样品中通入净化空气或高纯氮气的方法达到改变试样中溶解氧浓度，由溶解氧测定仪自动测量，将浓度的测定数值反馈至软件系统，由软件主控测定步骤(是否继续执行通净化空气或高纯氮气步骤)及判断测定终点。
在一实施例中，本实用新型的可控溶解氧测定装置的运行过程如下：
1、自清洗步骤：装置开启后及两个样品测定之间，装置执行自清洗功能，对装置的测试单元3执行清洗程序。测试单元3进入清洗位，由清洗液容器41通过注射泵42将去离子水泵入清洗喷头36，清洗喷头36将去离子水均匀冲淋至测试单元上的吹气针32、溶解氧电极31及搅拌器35。
其中：注射泵最大量程为20ml，0～100ml\/min，清洗管路内径为0.8mm，材质为聚四氟乙烯。
清洗位的清洗容器52材质可以为聚四氟乙烯，内径为5-10cm(例如8cm)，高为10-20cm(例如15cm)，壁厚1-5mm(例如3mm)，底座与样品盘为一体无拼接压制工艺。
2、溶解氧校准步骤：溶解氧(DO)校准位中放置溶解氧采样容器53，装置正常待机和关机时，测定单元3停留在溶解氧采样容器53中。溶解氧采样容器53中装有一半体积(150ml)的去离子水，用于保护溶解氧电极膜。待装置开机自检时，溶解氧电机启动，软件控制单元记录在溶解氧校准位中的溶解氧测定值，当20℃时，饱和溶解氧浓度在9.08±0.15mg\/ml范围内时，装置进入对样品溶解氧的调控、测试程序。如不在响应范围内，软件控制程序会启动停止工作程序，并记录错误信息。
其中：样品盘5的溶解氧校准位为独立控温单元，控温方式为电控温度，设定温度为20℃。装置为通电状态时，独立控温单元为独立供电方式，功率为100W，以保证校准杯内水温长期保持20±1℃。
3、测试步骤：
3.1增氧步骤：将稀释接种后的水样(除清洗位)码放至样品位中，测试单元3插入样品容器54，搅拌器35进行搅拌，同时溶解氧电极31测定水中的溶解氧浓度。待10s内测定的溶解氧数值波动小于0.05mg\/L后，装置将数据自动记录于软件控制单元中。当数据低于软件控制单元设定阈值(溶解氧浓度设定为8mg\/L～8.5mg\/L)时，气体供给单元2启动，净化空气储存容器21中的净化空气由气路至吹气针32中，对样品进行曝气程序。由气体压力调节阀26调节气体流速，每次曝气过程为10s，10s停止曝气程序后再次启动溶解氧电极测定，循环此过程至溶解氧浓度达到阈值范围内。
3.2除氧步骤：将稀释接种后的水样(除清洗位)码放至样品位中，测试单元3插入样品容器54，搅拌器35进行搅拌，同时溶解氧电极测定水中的溶解氧浓度。待10s内测定的溶解氧数值波动小于0.05mg\/L后，装置将数据自动记录于软件控制单元中。当数据高于软件控制单元设定阈值(溶解氧浓度设定为8mg\/L～8.5mg\/L)时，气体供给单元2启动，无氧气体储存容器22中的无氧气体(例如氮气、惰性气体等)由气路至吹气针32中，对样品进行除氧程序。由气体压力调节阀26调节气体流速，每次除氧过程为10s，10s停止除氧程序后再次启动溶解氧电极测定，循环此过程至溶解氧浓度达到阈值范围内。
其中：当净化空气储存容器21和无氧气体储存容器22中气体压力大于25.0MPa时，由泄气口25自动泄压。
在一些实施例中，吹气针32长10-20cm(例如15cm)，内径1-3mm(例如2mm)，外径2-5mm(例如3mm)，材质为硅烷化材质。
样品容器54可以为石英材质，内径为5-10cm(例如8cm)，高为10-20cm(例如15cm)，壁厚为2-5mm(例如3mm)。
本实用新型提供的可控溶解氧测定装置可替代传统手工曝氧或振摇改变样品中溶解氧浓度，并通过溶解氧仪测定。该装置能通过自动测定溶解氧，得到溶解氧测定值判断是否需要继续加空气或氮气从而达到溶解氧预定值。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920074203.3
申请日:2019-01-16
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209784381U
授权时间:20191213
主分类号:G01N35/00
专利分类号:G01N35/00;G01N27/26
范畴分类:31E;
申请人:北京市环境保护监测中心
第一申请人:北京市环境保护监测中心
申请人地址:100048 北京市海淀区车公庄西路14号
发明人:常淼;栾晓佳;刘思铭
第一发明人:常淼
当前权利人:北京市环境保护监测中心
代理人:崔亚松
代理机构:11021
代理机构编号:中科专利商标代理有限责任公司 11021
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：溶解氧论文;