一种气体吸收检测单元及水质检测装置的制作方法

1.本技术属于水质检测技术领域，更具体地说，是涉及一种气体吸收检测单元及水质检测装置。


背景技术：

2.分光光度法是一种较为常见的水质检测法，是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度，以对物质进行定性和定量分析的方法。对于某些特定元素的测量，例如砷，则需要通过氧化还原反应将水样中的砷还原成气体砷化氢，然后通过吸收液吸收砷化氢的方式进行砷含量的检测。传统水质检测中，经常会将气体和吸收液通过同一流路流向比色容器，进完吸收液的管路中会残余大量的吸收液，这些残留吸收液会对后进入的目标气体进行没有规律的吸收和吸附，从而导致测量值降低和重复性变差。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于提供一种气体吸收检测单元及水质检测装置，以解决现有技术中存在的气体和吸收液同路输送导致测量准确度低的技术问题。
4.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种气体吸收检测单元，包括：
5.比色容器；
6.第一管路，所述第一管路的一端用于与气体发生单元连接，所述第一管路的另一端自所述比色容器的顶端插入并向下延伸至靠近底端的位置；所述第一管路上设有第一开关阀；
7.第二管路，所述第二管路的一端用于与进样单元连接，所述第二管路的另一端与所述比色容器的底端连通；所述第二管路上设有第二开关阀；
8.第三管路，所述第三管路的一端用于与所述进样单元连通，所述第三管路的另一端自所述比色容器的顶端插入并向下延伸至靠近底端的位置，且所述第一管路和所述第三管路至少插入所述比色容器中的部分共用；所述第三管路上设有第三开关阀。
9.在一种可能的设计中，所述气体吸收检测单元还包括第四管路，所述第四管路的一端用于与所述进样单元连通，所述第四管路的另一端分别与所述第二管路的一端及所述第三管路的一端连通。
10.在一种可能的设计中，所述气体吸收检测单元还包括第二支路，所述第二支路的一端分别与所述第一管路的另一端及所述第三管路的另一端连通，所述第二支路的另一端自所述比色容器的顶端插入并向下延伸至靠近底端的位置。
11.在一种可能的设计中，所述第二支路包括外置软管和插入管，所述外置软管的一端分别与所述第一管路的另一端及所述第三管路的另一端连通，所述插入管的一端与所述外置软管的另一端连接，所述插入管的另一端插入所述比色容器中并延伸至所述比色容器靠近底端的位置。
12.在一种可能的设计中，所述插入管的另一端与所述比色容器的下端内壁之间的距离为1mm-10mm。
13.在一种可能的设计中，所述插入管的出气口的内径为0.2mm-2mm。
14.在一种可能的设计中，所述气体吸收检测单元还包括加热丝、风扇及温度传感器；所述加热丝缠绕于所述比色容器外，所述温度传感器设于所述比色容器上并用于检测所述比色容器的内腔温度，所述风扇正对所述比色容器设置。
15.在一种可能的设计中，所述气体吸收检测单元还包括固定座、光源发射端和光源接收端；所述比色容器、所述光源发射端及所述光源接收端分别安装于所述固定座上，所述光源发射端及所述光源接收端设于所述比色容器的相对两侧，所述光源发射端用于向所述光源接收端发射预设波长的光线。
16.在一种可能的设计中，所述第一开关阀、所述第二开关阀及所述第三开关阀均为两通阀，所述两通阀为隔膜阀或夹管阀。
17.本技术提供的气体吸收检测单元的有益效果在于：本技术实施例提供的气体吸收检测单元，通过将气体和吸收液分别通过第一管路及第二管路流入比色容器中，从而可以避免在第二管路中残余大量的吸收液会对气体进行没有规律的吸收和吸附，进而能够提高测量准确度，也使得该气体吸收检测单元可以多次重复使用。同时，通过自比色容器的顶端加入气体，相对于传统技术中从比色容器底端进入的方式，可以避免因比色容器内压力过大而造成的液体回流现象，避免吸收液和气体在第一管路中反应而吸附在第一管路中，从而避免影响测量准确度。此外，由于第一管路与第三管路插入比色容器的部分共用，使得当清洗液自上而下流入比色容器时，也能将第三管路中位于比色容器部分的内壁清洗干净，减少第三管路中吸收液的残留，提高检测精度和提高实验重复率。
18.另一方面，本技术还提供了一种水质检测装置，包括进样单元、气体发生单元及上述气体吸收检测单元；所述进样单元与所述气体发生单元连接，所述气体发生单元通过所述第一管路连接至所述气体吸收检测单元，所述气体吸收检测单元分别通过所述第二管路及所述第三管路与所述进样单元连接。
19.本技术提供的水质检测装置的有益效果在于：本技术实施例提供的水质检测装置，通过上述气体吸收检测单元的设置，使得该水质检测装置的检测精度提高了，且可重复使用率提高了。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，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技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本技术实施例提供的水质检测装置的结构示意图；
22.图2为本技术实施例提供的气体吸收检测单元的结构示意图；
23.图3为图2中气体吸收检测单元的局部结构示意图。
24.其中，图中各附图标记：
25.100、控制单元；200、进样单元；300、气体发生单元；400、气体吸收检测单元；410、
固定座；420、比色容器；430、加热丝；440、温度传感器；450、风扇；460、光源发射端；470、光源接收端；480、第一管路；481、第一支路；482、第二支路；4821、外置软管；4822、插入管；490、第二管路；500、第三管路；501、第三支路；510、第四管路；520、第一开关阀；530、第二开关阀；540、第三开关阀。
具体实施方式
26.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
27.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
28.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
29.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.请参阅图1，本技术提供了一种水质检测装置，该水质检测装置用于自动检测水样中的砷含量。当然，在本技术的其他实施例中，该水质检测装置也可以用于其他元素的测量，只要是通过产生气体并吸收检测的原理进行检测，均可以使用该水质检测装置。
31.下面以检测在水样中的砷含量为例进行说明。
32.水质检测装置包括控制单元100、进样单元200、气体发生单元300及气体吸收检测单元400；进样单元200分别与气体发生单元300及气体吸收检测单元400连接；进样单元200用于向气体发生单元300定量输送水样、消解液及还原试剂，进样单元200用于向气体吸收检测单元400定量输送吸收液；气体发生单元300用于为将水样中的高分子有机物消解的消解反应提供场所，气体发生单元300还用于为将水样中的砷还原成气体的还原反应提供场所；气体发生单元300与气体吸收检测单元400连接，气体发生单元300中还原产生的气体能够被输送至气体吸收检测单元400中，气体吸收检测单元400用于接收气体发生单元300输送过来的气体并检测气体；控制单元100分别与进样单元200、气体发生单元300及气体吸收检测单元400通信连接。
33.其中，因为现在很多污水处理工艺中使用大量新型的有机絮凝剂等高分子有机物，而高分子有机物的存在会影响水样中砷含量测量的准确性，因此在测量前需要对高分子有机物进行消解。另外，砷为非金属元素，需要通过还原的方式将砷还原成气态砷化氢，然后通过吸收液吸收砷化氢，最后通过光源检测结构检测吸收液对光的光强值，并进行计算，从而获得水样中砷的含量。
34.需要说明的是，控制单元100对进样单元200、气体发生单元300及气体吸收检测单
元400的工作顺序进行控制，使得水质检测的进样、消解反应、还原反应、比色检测及清洗等步骤有序进行，使得水质检测的整套流程能够连续不断地进行，提高了水质检测的检测效率；同时，也使得水质检测的流程不再繁琐。
35.请参阅图1及图2，现对本技术实施例提供的气体吸收检测单元400进行说明。该气体吸收检测单元400用于水质检测装置中，以通过吸收液吸收气体，并进行分光测量。
36.气体吸收检测单元400包括比色容器420、第一管路480、第二管路490、第三管路500、第一开关阀520、第二开关阀530及第三开关阀540；第一管路480的一端用于与气体发生单元300连接，第一管路480的另一端自比色容器420的顶端插入并向下延伸至靠近底端的位置；第一管路480上设有第一开关阀520；第二管路490的一端用于与进样单元200连接，第二管路490的另一端与比色容器420的底端连通；第二管路490上设有第二开关阀530；第三管路500的一端用于与进样单元200连通，第三管路500的另一端自比色容器420的顶端插入并向下延伸至靠近底端的位置，且第一管路480与第三管路500至少插入比色容器420中的部分共用；第三管路500上设有第三开关阀540。
37.其中，第一开关阀520、第二开关阀530及第三开关阀540均为二通阀，也即是只有开或关这两种状态。第一开关阀520、第二开关阀530及第三开关阀540可以为隔膜阀或夹管阀。
38.在进行水质检测时，首先打开第二开关阀530，关闭其他阀，通过第二管路490向比色容器420的底端加入吸收液，通过对该吸收液的吸光度进行测量，获取第一光强值；然后打开第一开关阀520，关闭其他阀，气体发生单元300中产生的气体通过第一管路480并经由比色容器420的顶端流入比色容器420的底端，气体由下向上流动，气体与吸收液充分混合，气体在吸收液中被吸收液吸收；接着通过对该吸收气体后的吸收液的吸光度进行测量，或者第二光强值；最后，通过对第一光强值和第二光强值进行分析计算，获得水样中的砷含量。
39.在进行清洗时，打开第三开关阀540，关闭其他阀，进样单元200通过第三管路500向比色容器420的顶端自上而下加入清洗液以对比色容器420进行清洗，清洗完后，清洗液经由比色容器420的底端并从第二管路490流向进样单元200，最后与进样单元200连接的废液单元流出。同时，在清洗时，由于第一管路480与第三管路500插入比色容器420的部分共用，使得当清洗液自上而下流入比色容器420时，也能将第三管路500中位于比色容器420部分的内壁清洗干净，减少第三管路500中吸收液的残留，提高检测精度和提高实验重复率。
40.本实施例中的气体吸收检测单元400，通过将气体和吸收液分别通过第一管路480及第二管路490流入比色容器420中，从而可以避免第二管路490中残余大量的吸收液会对气体进行没有规律的吸收和吸附，进而能够提高第二光强值的测量准确度，同时也使得该气体吸收检测单元400可以多次重复使用。同时，通过自比色容器420的顶端加入气体，相对于传统技术中从比色容器420底端进入的方式，可以避免因比色容器420内压力过大而造成的液体回流现象，避免吸收液和气体在第一管路480中反应而吸附在第一管路480中，从而避免影响测量准确度。此外，通过第三管路500自比色容器420的顶端加入清洗液，从而可以提高清洗干净度，可以将第二管路490伸入比色容器420的部分清洗干净。
41.在一个实施例中，请参阅图1及图2，气体吸收检测单元400还包括第四管路510，第四管路510的一端用于与进样单元200连通，第四管路510的另一端分别与第二管路490的一
端及第三管路500的一端连通，也即是第二管路490及第三管路500均通过第四管路510与进样单元200连接。当需要向比色容器420中加入吸收液时，吸收液自进样单元200经由第四管路510及第二管路490流向比色容器420的底端。当需要向比色容器420中加入清洗液时，清洗液自进样单元200经由第四管路510及第三管路500流向比色容器420的顶端；清洗后，清洗液经由第二管路490及第四管路510流回进样单元200。如此，可以将进样单元200、第四管路510、第三管路500、比色容器420、第二管路490、第四管路510及进样单元200形成清洗液的回路，结构简单，且易于清洗控制。
42.具体的，气体吸收检测单元400还包括第一接头，第一接头呈“y”字型，第一接头具有三个第一接口，第一接头的三个第一接口分别与第一管路480、第二管路490及第四管路510连接。
43.在一个实施例中，请参阅图1及图2，第一管路480包括第一支路481及第二支路482，第三管路500包括第二支路482及第三支路501，第二支路482为第一管路480和第三管路500的共同管路；第二支路482的一端分别与第一支路481及第三支路501连接，第二支路482的另一端自比色容器420的顶端插入并向下延伸至靠近底端的位置。第一支路481背离第二支路482的一端用于与气体发生单元300连接，第三支路501背离第二支路482的一端用于与进样单元200连接。也即是第一管路480及第三管路500均通过第二支路482连接至比色容器420，当需要向比色容器420加入气体时，气体从气体发生单元300经由第一支路481及第二支路482进入比色容器420；当需要对比色容器420进行清洗时，清洗液从进样单元200经由第四管路510、第三支路501及第二支路482进入比色容器420。其中，由于第二支路482是清洗液和气体进入比色容器420的共同路段，因此当清洗液自第二支路482流入比色容器420时，还可以将第二支路482中内壁清洗干净，从而避免传统技术中由于清洗液从比色容器420底端进入而导致第二支路482的内壁清洗不完全的情况。
44.具体的，气体吸收检测单元400还包括第二接头，第二接头呈“y”字型，第二接头具有三个第二接口，第二接头的三个第二接口分别与第一支路481、第三支路501及第二支路482连接。
45.在一个实施例中，请参阅图2，第二支路482包括外置软管4821和插入管4822，外置软管4821的一端分别与第一支路481及第三支路501连通，插入管4822的一端与外置软管4821的另一端连接，插入管4822的另一端插入比色容器420中并延伸至比色容器420靠近底端的位置。其中，插入管4822为硬质管，且插入管4822采用化学性质稳定的材料制成，通过插入管4822将气体送入比色容器420的底部，气体的密度小于吸收液的密度，气体将会自比色容器420的底部向上流动，从而使得气体与吸收液充分接触，使得气体能够尽可能被吸收，进而提高了测量准确度。同时，插入管4822自上而下延伸，从而也避免了比色容器420液体回流至插入管4822的情况。此外，清洗液也可从插入管4822自上而下流向比色容器420，从而可以将插入管4822清洗干净。
46.在一个实施例中，插入管4822的另一端与比色容器420的下端内壁之间的距离为1mm-10mm，也即是插入管4822自比色容器420的上端插入并延伸至靠近比色容器420下端的位置，如此可使得气体在比色容器420能够自下向上流动，从而使得硼化氢与吸收液充分接触，硼化氢吸收效果好，则比色检测结果准确度更高。
47.其中，插入管4822的另一端与比色容器420的下端内壁之间的距离不能太大，太大
会导致气体与吸收液接触不充分，当然距离也不能太小，太小会导致气体无法正常排入比色容器420中，因此本技术对插入管4822的另一端与比色容器420的下端内壁之间的距离进行限定，其中，该距离可以为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等。
48.在一个实施例中，插入管4822的出气口内径为0.2mm-2mm，也即是插入管4822的下端内径为0.2mm-2mm，具体的，可以是0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm及2mm。插入管4822的内径过大则会导致气体的气泡过大来不及被吸收，而插入管4822的内径过细导致气体来不及排出，导致插入管4822内部压力过大而损坏插入管4822，因此，本技术通过对插入管4822的出气口内径进行限定，以保证插入管4822中的气体能够以能够被吸收液及时吸收的速度进入比色容器420，且防止插入管4822因为压力过大而破坏。
49.在一个实施例中，请参阅图3，气体吸收检测单元400包括加热丝430、温度传感器440及风扇450；加热丝430缠绕于比色容器420上，温度传感器440设于比色容器420上并用于检测比色容器420的内腔温度，风扇450正对比色容器420设置。加热丝430、温度传感器440及风扇450分别与控制单元100通信连接，控制单元100、加热丝430、温度传感器440及风扇450共同形成比色容器420的恒温控制，使得比色容器420中的吸收及比色测试在恒温环境中进行，从而提高了检测准确度。
50.请参阅图3，气体吸收检测单元400还包括固定座410，固定座410为框架结构；比色容器420安装于固定座410，具体是，比色容器420的顶端和底端分别固定安装于固定座410上。
51.请参阅图3，气体吸收检测单元400还包括光源发射端460和光源接收端470，光源发射端460及光源接收端470分别安装于固定座410上，光源发射端460和光源接收端470分别设于比色容器420的相对两侧，光源发射端460和光源接收端470分别与控制单元100通信连接，光源发射端460用于向光源接收端470发射预设波长的光线。首先，在吸收液中加入砷化氢之前，通过光源发射端460向光源接收端470发射预设波长的光线，测算出吸收液对光波的第一光强值；当砷化氢被吸收液完全吸收后，通过光源发射端460向光源接收端470发射预设波长的光线，光线经过比色容器420的吸收液然后被光源接收端470接收，测算出吸收砷化氢后的吸收液对光波的第二光强值，控制单元100根据第一光强值和第二光强值可以计算出吸收液中硼化氢的含量，最后计算出水样中的砷含量。
52.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种气体吸收检测单元，其特征在于，包括：比色容器；第一管路，所述第一管路的一端用于与气体发生单元连接，所述第一管路的另一端自所述比色容器的顶端插入并向下延伸至靠近底端的位置；所述第一管路上设有第一开关阀；第二管路，所述第二管路的一端用于与进样单元连接，所述第二管路的另一端与所述比色容器的底端连通；所述第二管路上设有第二开关阀；第三管路，所述第三管路的一端用于与所述进样单元连通，所述第三管路的另一端自所述比色容器的顶端插入并向下延伸至靠近底端的位置，且所述第一管路和所述第三管路至少插入所述比色容器中的部分共用；所述第三管路上设有第三开关阀。2.如权利要求1所述的气体吸收检测单元，其特征在于，所述气体吸收检测单元还包括第四管路，所述第四管路的一端用于与所述进样单元连通，所述第四管路的另一端分别与所述第二管路的一端及所述第三管路的一端连通。3.如权利要求1所述的气体吸收检测单元，其特征在于，所述第一管路包括第一支路及第二支路，所述第三管路包括第二支路及第三支路，所述第二支路为所述第一管路和所述第三管路的共同管路；所述第二支路的一端分别与所述第一支路及所述第三支路连接，所述第二支路的另一端自所述比色容器的顶端插入并向下延伸至靠近底端的位置。4.如权利要求3所述的气体吸收检测单元，其特征在于，所述第二支路包括外置软管和插入管，所述外置软管的一端分别与所述第一支路及所述第三支路连通，所述插入管的一端与所述外置软管的另一端连接，所述插入管的另一端插入所述比色容器中并延伸至所述比色容器靠近底端的位置。5.如权利要求4所述的气体吸收检测单元，其特征在于，所述插入管的另一端与所述比色容器的下端内壁之间的距离为1mm-10mm。6.如权利要求4所述的气体吸收检测单元，其特征在于，所述插入管的出气口的内径为0.2mm-2mm。7.如权利要求1至6任一项所述的气体吸收检测单元，其特征在于，所述气体吸收检测单元还包括加热丝、风扇及温度传感器；所述加热丝缠绕于所述比色容器外，所述温度传感器设于所述比色容器上并用于检测所述比色容器的内腔温度，所述风扇正对所述比色容器设置。8.如权利要求7所述的气体吸收检测单元，其特征在于，所述气体吸收检测单元还包括固定座、光源发射端和光源接收端；所述比色容器、所述光源发射端及所述光源接收端分别安装于所述固定座上，所述光源发射端及所述光源接收端设于所述比色容器的相对两侧，所述光源发射端用于向所述光源接收端发射预设波长的光线。9.如权利要求1至6任一项所述的气体吸收检测单元，其特征在于，所述第一开关阀、所述第二开关阀及所述第三开关阀均为两通阀，所述两通阀为隔膜阀或夹管阀。10.一种水质检测装置，其特征在于，包括进样单元、气体发生单元及如权利要求1至9任一项所述的气体吸收检测单元；所述进样单元与所述气体发生单元连接，所述气体发生单元通过所述第一管路连接至所述气体吸收检测单元，所述气体吸收检测单元分别通过所述第二管路及所述第三管路与所述进样单元连接。

技术总结
本申请提供了一种气体吸收检测单元及水质检测装置，水质检测装置包括进样单元、气体发生单元及气体吸收检测单元；气体吸收检测单元包括：比色容器；第一管路，一端与气体发生单元连接，另一端自比色容器的顶端插入并向下延伸至靠近底端的位置；第一管路上设有第一开关阀；第二管路，一端与进样单元连接，另一端与比色容器的底端连通；第二管路上设有第二开关阀；第三管路，一端与进样单元连通，另一端自比色容器的顶端插入并向下延伸至靠近底端的位置，第一管路和第三管路至少插入比色容器中的部分共用；第三管路上设有第三开关阀。本申请将比色容器的气体流入和吸收液流入分开，从而避免吸收液的残留对气体检测的影响。避免吸收液的残留对气体检测的影响。避免吸收液的残留对气体检测的影响。


技术研发人员：王明波 李桂娟 蔡翔宇
受保护的技术使用者：深圳世绘林科技有限公司
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/9/16