一种水质在线监测设备的动态质量控制系统论文和设计-魏峰

全文摘要

本发明公开了一种水质在线监测设备的动态质量控制系统，包括：用于为水质在线监测设备提供加标样品和质控样品的配样单元、与配样单元连接的控制装置；配样单元包括用于定量抽取纯水和母液的第一蠕动泵以及对第一蠕动泵抽取的纯水和母液进行定量的光耦，第一蠕动泵和光耦均与控制装置连接，控制装置用于接收第一蠕动泵和光耦定量的纯水和母液的体积信息以及水质在线监测设备的检测结果判断水质在线监测设备的监测数据是否准确，并用于控制配样单元配置质控样品或进行水样加标操作；第一蠕动泵与光耦组合的定量方式可以有效避免因温度过低或自身腐蚀等原因而使监测结果不准确，可以有效提高水质在线监测设备数据的精准度。

主设计要求

1.一种水质在线监测设备的动态质量控制系统，其特征在于，包括：用于为水质在线监测设备(1)提供加标样品和质控样品的配样单元、与所述配样单元连接的控制装置；所述配样单元包括用于定量抽取纯水和母液的第一蠕动泵(15)以及对所述第一蠕动泵(15)抽取的所述纯水和所述母液进行定量的光耦，所述第一蠕动泵(15)和所述光耦均与所述控制装置连接，所述控制装置用于接收所述第一蠕动泵(15)和所述光耦定量的所述纯水和所述母液的体积信息以及所述水质在线监测设备(1)的检测结果，判断所述水质在线监测设备(1)的监测数据是否准确，并控制所述配样单元配制所述质控样品或进行水样加标操作；所述光耦包括第一光耦(20)和第二光耦(21)，且所述第一光耦(20)和所述第二光耦(21)间隔设置于连接所述第一蠕动泵(15)与所述纯水以及所述母液的抽取管路上；所述配样单元设置有用于配制加标样品或质控样品的配样杯(12)，所述配样杯(12)与所述第一蠕动泵(15)以及水样盛放装置连接，所述配样杯(12)设置有用于定量第一容积的第一溢流口(5)以及用于定量第二容积的排液口(6)，且第一容积大于第二容积；所述配样单元还包括用于对流入所述配样杯(12)中的纯水进行定量的纯水定量流路，所述纯水定量流路包括第二三通阀(19)、与所述配样杯(12)连接的纯水定量模块(17)和与所述纯水定量模块(17)连接的可变向蠕动泵(18)；所述第二三通阀(19)的常开端、常闭端和公共端依次连接于所述配样杯(12)、用于盛放所述纯水的装置和所述可变向蠕动泵(18)，所述第二三通阀(19)和所述可变向蠕动泵(18)均与所述控制装置连接；所述控制装置设置有用于检测所述第一蠕动泵(15)精度是否合格的控制器，所述配样单元设置有与所述控制器连接的第一蠕动泵精度报警设备，所述控制器根据所述第一蠕动泵(15)抽取定量体积的所述纯水或所述母液所用时间判断所述第一蠕动泵(15)的精准度是否合格，以便在所述第一蠕动泵(15)精准度不合格时控制所述第一蠕动泵精度报警设备报警，并根据流经所述第一光耦(20)、第二光耦(21)之间的液体所需的不同时间比例对所述第一蠕动泵(15)进行自动校准。

设计方案

1.一种水质在线监测设备的动态质量控制系统，其特征在于，包括：用于为水质在线监测设备(1)提供加标样品和质控样品的配样单元、与所述配样单元连接的控制装置；

所述配样单元包括用于定量抽取纯水和母液的第一蠕动泵(15)以及对所述第一蠕动泵(15)抽取的所述纯水和所述母液进行定量的光耦，所述第一蠕动泵(15)和所述光耦均与所述控制装置连接，所述控制装置用于接收所述第一蠕动泵(15)和所述光耦定量的所述纯水和所述母液的体积信息以及所述水质在线监测设备(1)的检测结果，判断所述水质在线监测设备(1)的监测数据是否准确，并控制所述配样单元配制所述质控样品或进行水样加标操作；

所述光耦包括第一光耦(20)和第二光耦(21)，且所述第一光耦(20)和所述第二光耦(21)间隔设置于连接所述第一蠕动泵(15)与所述纯水以及所述母液的抽取管路上；

所述配样单元设置有用于配制加标样品或质控样品的配样杯(12)，所述配样杯(12)与所述第一蠕动泵(15)以及水样盛放装置连接，所述配样杯(12)设置有用于定量第一容积的第一溢流口(5)以及用于定量第二容积的排液口(6)，且第一容积大于第二容积；

所述配样单元还包括用于对流入所述配样杯(12)中的纯水进行定量的纯水定量流路，所述纯水定量流路包括第二三通阀(19)、与所述配样杯(12)连接的纯水定量模块(17)和与所述纯水定量模块(17)连接的可变向蠕动泵(18)；

所述第二三通阀(19)的常开端、常闭端和公共端依次连接于所述配样杯(12)、用于盛放所述纯水的装置和所述可变向蠕动泵(18)，所述第二三通阀(19)和所述可变向蠕动泵(18)均与所述控制装置连接；

所述控制装置设置有用于检测所述第一蠕动泵(15)精度是否合格的控制器，所述配样单元设置有与所述控制器连接的第一蠕动泵精度报警设备，所述控制器根据所述第一蠕动泵(15)抽取定量体积的所述纯水或所述母液所用时间判断所述第一蠕动泵(15)的精准度是否合格，以便在所述第一蠕动泵(15)精准度不合格时控制所述第一蠕动泵精度报警设备报警，并根据流经所述第一光耦(20)、第二光耦(21)之间的液体所需的不同时间比例对所述第一蠕动泵(15)进行自动校准。

2.根据权利要求1所述的水质在线监测设备的动态质量控制系统，其特征在于，所述配样杯(12)通过混匀管路与用于向所述配样杯(12)中鼓入气泡的空气泵(14)连通，所述混匀管路设置有用于避免所述配样杯(12)中液体流入所述空气泵(14)的单向阀(13)，所述单向阀(13)和所述空气泵(14)均与所述控制装置连接。

3.根据权利要求1或2所述的水质在线监测设备的动态质量控制系统，其特征在于，所述配样单元设置有用于排出所述加标样品或所述质控样品的排液流路以及用于排出所述纯水的排水流路。

4.根据权利要求3所述的水质在线监测设备的动态质量控制系统，其特征在于，所述配样单元设置有缺液报警设备和用于接收液体反射所述光耦发出的光信号所产生的反射光的光探测器，所述缺液报警设备和所述光探测器均与所述控制装置连接，所述控制装置根据所述光探测器接收光信号的变化得到所述纯水或所述母液流经光耦的时间，判断所抽取的所述纯水或所述母液是否处于缺液状态，以便在缺液状态时控制所述缺液报警设备报警。

5.根据权利要求4所述的水质在线监测设备的动态质量控制系统，其特征在于，还包括用于放置所述纯水和所述母液的试剂储存单元，所述试剂储存单元包括用于盛放所述纯水的纯水试剂瓶(27)和若干用于盛放所述母液的母液试剂瓶，所述纯水试剂瓶(27)和所述母液试剂瓶均通过穿板接头与外界管路连接。

6.根据权利要求5所述的水质在线监测设备的动态质量控制系统，其特征在于，所述试剂储存单元设置有温度传感器和制冷报警设备，所述温度传感器和所述制冷报警设备均连接于所述控制装置，所述控制装置根据所述温度传感器测试的温度数值判断制冷温度是否合适，以便在所述制冷温度不合适时控制所述制冷报警设备报警。

设计说明书

技术领域

本发明涉及环保水质检测质量控制技术领域，更具体地说，涉及一种水质在线监测设备的动态质量控制系统。

背景技术

在水质环境监测行业，防范数据造假、保障数据质量是一个重要难题，所以各类水质在线质控仪应运而生。水质在线监测设备的质控手段，相比手工分析来讲，更加具有时效性和高效性。

为了使水质监测所进行的质量管理和控制达到水质监测的公信度，一般通过质控和加标回收的方法对原有水质监测仪工作是否正常做出精确判断。现有技术中，水质在线监测设备的控制系统一般通过注射泵和多通阀的组合对试剂进行抽取，以完成动态质控和加标回收，但是注射泵成本高，集成体积大，而且使用后期会存在本体被腐蚀、液体管路渗漏、内腔中存在气泡等问题，影响对水质在线监测设备工作是否正常的判断；另外，注射泵在气温环境低的情况下使用时，内部注射器上的橡胶头会收缩，可能导致漏液现象，造成抽取液体不精准，进而影响监测结果。

综上所述，如何提供一种可保证监测数据准确性的水质在线监测设备的动态质量控制系统，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种水质在线监测设备的动态质量控制系统，使水质在线监测设备的监测数据更加精准。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水质在线监测设备的动态质量控制系统，包括：用于为水质在线监测设备提供加标样品和质控样品的配样单元、与所述配样单元连接的控制装置；所述配样单元包括用于定量抽取纯水和母液的第一蠕动泵以及对所述第一蠕动泵抽取的所述纯水和所述母液进行定量的光耦，所述第一蠕动泵和所述光耦均与所述控制装置连接，所述控制装置用于接收所述第一蠕动泵和所述光耦定量的所述纯水和所述母液的体积信息以及所述水质在线监测设备的检测结果，判断所述水质在线监测设备的监测数据是否准确，并控制所述配样单元配置所述质控样品或进行水样加标操作。

优选的，所述光耦包括第一光耦和第二光耦，且所述第一光耦和所述第二光耦间隔设置于连接所述第一蠕动泵与所述纯水以及所述母液的抽取管路上。

优选的，所述配样单元设置有用于配置加标样品或质控样品的配样杯，所述配样杯与所述第一蠕动泵以及水样盛放装置连接，所述配样杯设置有用于定量第一容积的第一溢流口以及用于定量第二容积的排液口，且第一容积大于第二容积。

优选的，所述配样杯通过混匀管路与用于向所述配样杯中鼓入气泡的空气泵连通，所述混匀管路设置有用于避免所述配样杯中液体流入所述空气泵的单向阀，所述单向阀和所述空气泵均与所述控制装置连接。

优选的，所述配样单元还包括用于对流入所述配样杯中的纯水进行定量的纯水定量流路，所述纯水定量流路包括第二三通阀、与所述配样杯连接的纯水定量模块和与所述纯水定量模块连接的可变向蠕动泵；

所述第二三通阀的常开端、常闭端和公共端依次连接于所述配样杯、用于盛放所述纯水的装置和所述可变向蠕动泵，所述第二三通阀和所述可变向蠕动泵均与所述控制装置连接。

优选的，所述配样单元设置有用于排出所述加标样品或所述质控样品的排液流路以及用于排出所述纯水的排水流路。

优选的，所述配样单元设置有缺液报警设备和用于接收液体反射所述光耦发出的光信号所产生的反射光的光探测器，所述缺液报警设备和所述光探测器均与所述控制装置连接，所述控制装置根据所述光探测器接收光信号的变化得到所述纯水或所述母液流经光耦的时间，判断所抽取的所述纯水或所述母液是否处于缺液状态，以便在缺液状态时控制所述缺液报警设备报警。

优选的，还包括用于放置所述纯水和所述母液的试剂储存单元，所述试剂储存单元包括用于盛放所述纯水的纯水试剂瓶和若干用于盛放所述母液的母液试剂瓶，所述纯水试剂瓶和所述母液试剂瓶均通过穿板接头与外界管路连接。

优选的，所述试剂储存单元设置有温度传感器和制冷报警设备，所述温度传感器和所述制冷报警设备均连接于所述控制装置，所述控制装置根据所述温度传感器测试的温度数值判断制冷温度是否合适，以便在所述制冷温度不合适时控制所述制冷报警设备报警。

优选的，所述控制装置设置有用于检测所述第一蠕动泵精度是否合格的控制器，所述配样单元设置有与所述控制器连接的第一蠕动泵精度报警设备，所述控制器根据所述第一蠕动泵抽取定量体积的所述纯水或所述母液所用时间判断所述第一蠕动泵的精准度是否合格，以便在所述第一蠕动泵精准度不合格时控制所述第一蠕动泵精度报警设备报警。

本发明提供的水质在线监测设备的动态质量控制系统，包括：用于为水质在线监测设备提供加标样品和质控样品的配样单元、与配样单元连接的控制装置；配样单元包括用于定量抽取纯水和母液的第一蠕动泵以及对第一蠕动泵抽取的纯水和母液进行定量的光耦，第一蠕动泵和光耦均与控制装置连接，控制装置用于接收第一蠕动泵和光耦定量的纯水和母液的体积信息以及水质在线监测设备的检测结果，判断水质在线监测设备的监测数据是否准确，控制配样单元配置质控样品或进行水样加标操作。

在使用的过程中，可以通过第一蠕动泵对所需体积较大的纯水和母液进行定量抽取，对所需体积较小的纯水和母液通过光耦进行定量，然后在配样单元中形成加标样品或不同浓度的质控样品，使用水质在线监测设备对不同浓度的质控样品进行检测，与标准溶液的检测结果进行对比；或者可以通过对加标样品进行检测，并把检测结果传递给控制装置，控制装置通过检测结果判断水质在线监测设备的检测数据是否准确。相比于现有技术，第一蠕动泵与光耦组合的定量方式可以有效避免因温度过低或自身腐蚀等原因而使监测结果不准确，可以有效提高水质在线监测设备数据的精准度。

另外，相比于注射泵，第一蠕动泵的体积小、成本低，可以有效降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的水质在线监测设备的动态质量控制系统的具体实施例的结构示意图。

图1中：

1为水质在线监测设备、2为第一三通阀、3为第二蠕动泵、4为水样杯、5为第一溢流口、6为排液口、7为第三蠕动泵、8为废液口、9为废水口、10为排液阀、11为排水阀、12为配样杯、13为单向阀、14为空气泵、15为第一蠕动泵、16为第二溢流口、17为纯水定量模块、18为可变向蠕动泵、19为第二三通阀、20为第一光耦、21为第二光耦、22为多通阀组件、23为第一母液通道、24为第二母液通道、25为空气通道、26为纯水通道、27为纯水试剂瓶、28为第一母液试剂瓶、29为数显制冷设备、30为第二母液试剂瓶、31为第四蠕动泵。

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。

本发明的核心是提供一种水质在线监测设备的动态质量控制系统，可以为水质在线监测设备提供体积精准的加标样品和不同浓度的质检样品。

请参考图1，图1为本发明所提供的水质在线监测设备的动态质量控制系统的具体实施例的结构示意图。

本实施例提供的水质在线监测设备的动态质量控制系统，包括用于为水质在线监测设备1提供加标样品和不同浓度质控样品的配样单元、与配样单元连接的控制装置；配样单元包括用于定量抽取纯水和母液的第一蠕动泵15以及对第一蠕动泵15抽取的纯水和母液进行定量的光耦；第一蠕动泵15和光耦均与控制装置连接，控制装置用于接收第一蠕动泵15和光耦所定量的纯水和母液的体积信息以及水质在线监测设备1的检测结果，判断水质在线监测设备1的监测数据是否准确，控制配样单元配置质控样品或进行水样加标操作。

需要进行说明的是，本实施例中的第一蠕动泵15主要用于对体积较大的纯水或母液进行定量，光耦主要用于对体积较小的纯水和母液进行定量，可以实现对体积较小的溶液定量的灵活性，以节约配样时间；此处所说的体积较大和体积较小具有相对性，会根据使用者的不同而发生变化具体的判断依据需要根据实际情况确定。

当配样单元中使用配样杯12配置质控样品或进行水样加标操作时，小于配样杯12中用于排出液体的排液口6所在位置定义的体积的1％的体积，则为体积较小；例如，当排液口6所在位置定义的体积为300ml时，3ml以下为体积较小。

另外，光耦的数量可以是1个、2个或3个，也可以是多个，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。

水质监测质量控制常用的方法是将水质在线监测设备1对标准溶液进行检测得到一个数据结果，再将这一数据结果与标准溶液的标准值对比。如果水质在线监测设备1用标准溶液检测得出的数据结果在标准值的误差范围内，则说明水质在线监测设备1工作正常，其日常监测得出的监测数据有效，可作为环保部门管理的依据；若水质在线监测设备1用标准溶液检测得出的数据结果不在标准值的误差范围内，则说明水质在线监测设备1工作异常，其日常监测得出的监测数据无效，不可以作为环保部门管理的依据。

加标回收就是在原有的水质监测的基础上在原水样中添加母液进行检测。加标过程中应满足以下要求：首先，加标浓度一般为原水样浓度的0.1～2倍；其次，加标后仪器的测量值不能超量程；加标体积相比于总水样体积可以忽略不计，一般体积不超过原水样体积的1％。然后根据加标回收率的定义得出加标回收率；加标回收率的定义为：p＝(c_{1<\/sub>-c_{2<\/sub>)v_{1<\/sub>\/(c_{0<\/sub>*v_{0<\/sub>)，其中p为加标回收率，c_{2<\/sub>为加标后水质监测设备的测量值，c_{1<\/sub>为加标前设备的测量值，v_{1<\/sub>为原水样的体积，c_{0<\/sub>为母液的浓度，v_{0<\/sub>为加标体积。}}}}}}}}}}

在使用的过程中，首先，在控制装置的控制下，第一蠕动泵15对纯水和母液进行抽取，第一蠕动泵15或光耦对抽取的纯水和母液进行定量，配样单元为水质在线监测设备1提供加标样品或不同浓度的质控样品，水质在线监测设备1对加标样品或不同浓度的质控样品进行检测，并把检测结果传递给控制装置，控制装置接收第一蠕动泵15所抽取的纯水或母液的体积信息以及水质在线监测设备1的检测结果判断水质在线监测设备1是否处于正常工作状态。若水质在线监测设备1处于正常工作状态，则其监测数据可以作为环保部门管理的依据，若水质在线监测设备1处于非正常工作状态，则其监测数据不可以作为环保部门管理的依据。

需要进行说明的是，控制装置可以包括工控机和控制器，控制器用于控制配样单元配置质控样品和进行水样加标的操作，工控机与水质在线监测设备和控制器均连接，水质在线监测设备将检测结果传输给工控机，控制器将水样值、质控样品浓度、加标水样浓度等信息传递给工控机，工控对获取的信息进行显示。控制器可以包括若干个人机操作界面，用于控制阀体或泵体的开关等；当然，控制装置也可以是其它结构形式，具体根据实际情况确定。

另外，有关如何判断水质在线监测设备的监测数据是否合格，可以人为通过工控机显示的数据进行判断，也可以在控制装置中设置判断单元，用于判断水质在线监测设备的检测结果是否合格，从而判断水质在线监测设备是否出问题。

因此，本实施例中的水质在线监测设备的动态质量控制系统可以通过控制装置控制配样单元实现自动配置加标样品或不同浓度的质控样品，并且第一蠕动泵15与光耦的定量组合方式可以有效避免因温度过低或自身腐蚀等原因而使监测结果不准确，从而提高水质在线监测设备1监测数据的精准度。

另外，相比于现有技术中的注射泵，第一蠕动泵15的体积小、成本低，可以有效降低生产成本。

优选的，第一蠕动泵15为高精度蠕动泵。

在上述实施例的基础上，为了使光耦能够对抽取的纯水和母液进行不同体积的定量，可以使光耦包括第一光耦20和第二光耦21，且第一光耦20和第二光耦21间隔设置于连接第一蠕动泵15和纯水以及母液的抽取管路上。

需要进行说明的是，抽取管路指连接第一蠕动泵15与用于盛放纯水的装置和连接第一蠕动泵15与用于盛放母液的装置的所有管路，其数量可以是1条，也可以是2条、3条或多条，具体根据实际情况确定。

优选的，抽取管路上设置有用于连接纯水和不同母液的多通阀组件22，多通阀组件22通过不同的试剂连接管路与纯水和不同母液连接，且多通阀组件22中设置有空气通道25，空气管道25可用于将定量之后的纯水和母液排出；多通阀组件22与第一蠕动泵15之间设置有光耦管路，第一光耦20和第二光耦21间隔设置于光耦管路上。

在使用过程中，可以将第二光耦21设置于靠近多通阀组件22的一侧，第一光耦20设置于与第二光耦21位于同一光耦管路的靠近第一蠕动泵15的一侧；如果只抽取同一种试剂，则有两种定量体积，第一种定量体积为试剂抽取至第一光耦20所在位置时抽取管路中试剂的体积，第二种定量体积为试剂抽取至第二光耦21所在位置时抽取管路中试剂的体积；当抽取两种不同的试剂时，例如一种为纯水、一种为母液时，可以将纯水抽取至第二光耦21所在位置，然后继续抽取母液，直至液面到达第一光耦20所在位置，则可以定量母液的体积为第一光耦20与第二光耦21之间光耦管路所能容纳试剂的体积。

光耦定量过程如下：打开多通阀组件22中的相关试剂的通道，第一蠕动泵15开始启动，当检测对象的表面对第二光耦21的一端发出的光进行反射，使光探测器接收到的光信号发生变化，即试剂液面到达第二光耦21时，蠕动泵停止，完成一次定量；当第一蠕动泵15继续启动，试剂液面经过第一光耦20时，便完成了对试剂的二次定量。定量体积与光耦管路的内径尺寸以及第一光耦20或第二光耦21到多通阀组件22的光耦管路距离以及第一光耦20到第二光耦21的光耦管路距离有关，最小定量体积可以低至0.1ml。试剂定量完成后，打开空气通道25，启动第一蠕动泵15，使光耦管路中的试剂全部排出。

光耦定量的方式实现了对体积较小的溶液定量的灵活性，节约配样时间。

为了使配样单元能够提供加标样品或不同浓度的质控样品，可以使配样单元包括用于配置加标样品或质控样品的配样杯12，配样杯12与第一蠕动泵15、用于盛放水样的装置连接，配样杯12设置有用于定量第一容积的第一溢流口5以及用于定量第二容积的排液口6，且第一容积大于第二容积。

在使用的过程中，首先向配样杯12中加入水样或纯水，当水样或纯水到达第一容积处时，多余的水样或纯水会从第一溢流口5流出，然后打开第三蠕动泵7，使第一溢流口5与排液口6之间的水样或纯水由排液口6流出，直至排液口6不再有水样或纯水流出，关闭第三蠕动泵7，通过第一蠕动泵15向配样杯12中加入一定体积的母液，并混合均匀，形成加标样品或不同浓度的质控样品。

该种定容方式可以使水样除执行加标回收流程外，其他时间段水样不通过配样杯12，可以避免成分复杂的实际水样长时间滞留在配样杯12中，而污染配制好的加标样品或质控样品。另外，该定容方式可以避免鼓泡混匀阶段配制样品从溢流口鼓出，而导致的加标样品以及不同浓度的质控样品配制不准确的情况。

在上述实施例的基础上，为了使配样杯12中的试剂能够混合均匀，可以使配样杯12通过混匀管路与空气泵14连接，空气泵14向配样杯12中鼓入气泡，使配样杯12中的试剂混合均匀，且混匀管路设置有用于避免配样杯12中的试剂流入空气泵14的单向阀13，单向阀13的一端与配样杯12连接，另一端与空气泵14连接。

使用过程中，当需要向配样杯12中鼓入气泡时，可以将单向阀13打开，不需要向配样杯12中鼓入气泡时，单向阀13处于关闭状态，单向阀13与空气泵14均与控制装置连接，控制装置控制单向阀13和空气泵14的开闭。

优选的，单向阀13为设置有倒钩的塑料单向阀，可以防止气体或液体的回流。

此实施例中的单向阀13的设置，可以有效避免配样杯12中的试剂流入空气泵14中，避免空气泵14发生故障。

在上述实施例的基础上，考虑到配样杯12的体积较大，为了减少第一蠕动泵15的使用频次，可以设置用于对流入配样杯12中的纯水进行定量的纯水定量流路，纯水定量流路包括纯水定量模块17、第二三通阀19和与纯水定量模块17连接的可变向蠕动泵18，第二三通阀19的常开端、常闭端和公共端依次连接于配样杯12、试剂储存单元中用于盛放纯水的装置和可变向蠕动泵18，第二三通阀19和可变向蠕动泵18均与控制装置连接。

优选的，纯水定量模块17设置有用于定量纯水的第二溢流口16。

在对管路进行清洗的过程中，可以打开第二三通阀19，启动可变向蠕动泵18，将纯水抽取至纯水定量模块17，直至纯水从第二溢流口16流出，然后关闭第二三通阀19，使可变向蠕动泵18反转，将纯水抽入配样杯12。

优选的，可变向蠕动泵18为大流量蠕动泵。

当稀释水的量小于纯水定量模块17的容积时，先加入纯水定量模块17中所定量的纯水，然后多于的纯水按照比例通过第一蠕动泵15加入母液。

为了减少废液的产生量，降低运维成本，可以设置用于排出加标样品或质控样品的排液流路以及用于排出纯水的排水流路。

优选的，可以使排水流路的一端连接于配样杯12和纯水定量模块17，另一端连接于废水口9，并且设置有用于控制排水流路开闭的排水阀11，废水口9的端部设置有用于盛放废水的废水桶；排液流路的一端连接于配样杯12，另一端连接于废液口8，并设置有用于控制废液流路开闭的排液阀10，废液口8的端部设置有用于盛放废液的废液桶。

在上述实施例的基础上，为了使水质在线监测设备的动态质量控制系统具有自检功能，可以使配样单元设置有缺液报警设备和用于接收液体反射光耦发出的光信号所产生的反射光的光探测器，缺液报警设备和光探测器均与控制装置连接，控制装置根据光探测器接收光信号的变化判断试剂流经光耦的时间是否合适，从而判断所抽取的试剂是否已用完。

例如，可以在控制装置中设置试剂通过第二光耦21的最大时间，当试剂流经第二光耦21时，试剂液面会对第二光耦21发出的光进行反射，使相应的光探测器接收到光信号，当光探测器接收到的光信号发生变化时，则表示定量抽取的体积已完成，通过控制装置控制第一蠕动泵15停止工作。当抽取时间超过最大时间上限，并且第一蠕动泵15并没有停止工作，则说明抽取的纯水或母液处于缺水或缺液状态，控制装置控制缺液报警设备报警。

为了方便对纯水或母液进行存放，可以设置用于放置纯水和母液的试剂储存单元，试剂储存单元包括用于盛放纯水的纯水试剂瓶27和若干用于盛放母液的母液试剂瓶，纯水试剂瓶27和母液试剂瓶均通过穿板接头与外界管路连接。

在使用的过程中，由于无需需要打开设备门，试剂储存单元与外界不会发生大面积的热传导，保证了纯水和母液的低温性能。

也可以在试剂储存单元中设置温度传感器和制冷报警设备，温度传感器和制冷报警设备均连接于控制装置，控制装置根据温度传感器的温度数值判断制冷温度是否合适，当温度传感器所检测到的制冷温度不符合控制装置中原先设定的温度时，控制装置控制制冷报警设备报警，工作人员可以根据报警提示对温度进行调整。

当然，也可以是制冷报警设备报警的同时，控制装置控制制冷设备升温或降温，当温度到达合适范围时，制冷报警设备自动解除报警。

在上述实施例的基础上，为了对试剂储存单元中的试剂进行更好的保存，可以在试剂储存单元中设置用于根据试剂种类自动进行温度调节的制冷设备，且制冷设备与控制装置连接，控制装置根据当前制冷温度与所需制冷温度之间的差值控制制冷设备温度的变化。

在上述实施例的基础上，第一蠕动泵15长时间使用会造成精度下降，为了避免因第一蠕动泵15的精度问题而使监测结果不准确，可以在控制装置中设置用于检测第一蠕动泵15是否合格的控制器，配样单元设置有与控制器连接的第一蠕动泵精度报警设备。

具体检测过程如下，例如，可以将第一光耦20与第二光耦21之间所能容纳的试剂体积输入控制器，打开纯水通道26，启动第一蠕动泵15，控制器内的计时器从试剂经过第二光耦21开始计时，试剂到达第一光耦20停止计时，记录时间，并与之前的时间进行比较；当第一蠕动泵15长期运行后，由于第一蠕动泵15的泵管的衰减，导致液体从第二光耦21过渡至第一光耦20的时间延长，此时需要根据相同的量，不同的时间比例对第一蠕动泵15进行自动校准，更新校正系数。

在另一具体实施例中，如图1所示，水质在线监测设备的动态质量控制系统包括配样单元、控制装置和用于储存纯水和母液的试剂储存单元，配样单元和控制装置与水质在线监测设备1连接，试剂储存单元中放置有纯水试剂瓶27、第一母液试剂瓶28、数显制冷设备29、第二母液试剂瓶30，纯水试剂瓶27与多通阀组件22中的纯水通道26连接，第一母液试剂瓶28与多通阀组件22中的第一母液通道23连接，第二母液试剂瓶30与多通阀组件22中的第二母液通道24连接，多通阀组件22中还设置有空气通道25，多通阀组件22的一端与第二光耦21连接，第二光耦21与第一光耦20连接，第一蠕动泵15的一端与第一光耦20连接另一端与配样杯12连接；配样杯12上设置有第一溢流口5和排液口6，第一溢流口5和排液口6均与废水流路连接，废水流路中的排水阀11的一端连接配样杯12的底部，另一端连接废水口9，废液流路中的排液阀10的一端连接于配样杯12的底部，另一端连接于废液口8，配样杯12的底部还设置有单向阀13，单向阀13的一端连接配样杯12的底部，另一端连接于空气泵14；水质在线监测设备1通过第一三通阀2与配样杯12连接，第一三通阀2的常闭端、常开端、公共端依次连接于配样杯12、水样杯4、水质在线监测设备1，水质在线监测设备1通过第四蠕动泵31与废液口8连接；水样杯4通过第二蠕动泵3与配样杯12连接；第二三通阀19的常闭端、常开端和公共端依次连接于纯水试剂瓶27、配样杯12、可变向蠕动泵18，可变向蠕动泵18的另一端连接于纯水定量模块17，纯水定量模块17设置有与废水流路连接的第二溢流口16。

优选的，第四蠕动泵31设置于尽量靠近水质在线监测设备1的一端，可以保证不会由于样品输送距离的延长而导致采样失真。

在工作的过程中，首先，对水质在线监测设备的动态质量控制系统中的管路进行清洗，打开多通阀组件22中的纯水通道26，启动第一蠕动泵15，将纯水排入配样杯12中，充分清洗管路。但是由于配样杯12的体积相对较大，要实现充分清洗的目的，及后续样品的稀释，需要的纯水相对较多，故为了减少第一蠕动泵15的使用频次，延长使用寿命，同时提高配样效率，大体积的纯水进样则可选择系统内的另外一个流路；具体流程为：打开第二三通阀19，启动可变向蠕动泵18，将纯水抽取至纯水定量模块17，直到纯水从第二溢流口16处溢流至废水口9。然后关闭第二三通阀19，使可变向蠕动泵18反转，将纯水送至配样杯12中。打开空气泵14，充分鼓泡清洗完成后，打开排水阀11直接排空清洗水。然后抽取水样并对水样进行检测分析，打开第一三通阀2，直接启动水质在线监测设备1，对水样杯4中的水样进行检测分析；接着启动加标流程，启动第二蠕动泵3，将水样从水样杯4抽取到配样杯12中，直到水样从第一溢流口5溢流，关闭第二蠕动泵3，打开第三蠕动泵7将配样杯12中的水样从排液口6排出，实现定容，再关闭第三蠕动泵7。这种定容的方式使除了执行加标回收流程外，其它时间段水样不通过配样杯12，可以避免成分复杂的实际水样长时间滞留在配样杯12中，而污染配制好的质控样品。根据加标回收率的原则，加标的体积一般不超过原体积的1％，才认为加标体积可以忽略不计。故加标的体积属于体积较小，可以通过第一光耦20和第二光耦21灵活的定量。根据目标加标浓度，自动切换选择母液的通道，选择合适的光耦进行定量。定量完成后，打开多通阀组件22中的空气通道25，启动第一蠕动泵15，将管路中定量完成的母液全部排入配样杯12中，打开空气泵14鼓泡混匀。打开第一三通阀2，启动第二蠕动泵3，将加标后的水样充分润洗管路。停止第二蠕动泵3，启动水质在线监测设备1取样进行分析。

控制装置用于控制水质在线监测设备的动态质量控制系统中所有阀体以及蠕动泵等相关元件的动作，并对得到的信息进行检测分析。

需要进行说明的是，本发明中提供的水质在线监测设备的动态质量控制系统通过第一光耦20和第二光耦21、第一蠕动泵15、纯水定量模块17以及配样杯12的结构定量共四种定量方式，使质控样品以及加标样品的配制过程一步到位，无需进行二级甚至三级稀释，有效的降低了设备成本，同时避免了定量设备误差的叠加，使配样的结果更加准确。量取纯水加入的方式进行稀释，避免了现有技术中二级甚至三级稀释的过程，使稀释误差减小。

需要进行说明的是，本发明中提到的试剂包括纯水和不同浓度的母液，当然也可以是加标样品或质控样品等其他液体，具体根据实际情况确定。

另外，本发明中提到的第一蠕动泵15、第二蠕动泵3、第三蠕动泵7、第四蠕动泵31、第一三通阀2、第二三通阀19、第一光耦20、第二光耦21、第一母液通道23、第二母液通道24、第一溢流口5和第二溢流口16中的第一、第二、第三和第四只是为了说明位置的不同，并没有先后顺序之分。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本发明所提供的水质在线监测设备的动态质量控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

设计图

一种水质在线监测设备的动态质量控制系统论文和设计

一种水质在线监测设备的动态质量控制系统论文和设计-魏峰

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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