高錳酸鹽指數(shù)在線自動(dòng)監(jiān)測儀器的研制.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界各國在環(huán)境保護(hù)與監(jiān)測工作中普遍把對(duì)水質(zhì)的監(jiān)測放在非常重要的位置?？蓪?duì)水體實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)時(shí)監(jiān)測的新型水質(zhì)監(jiān)測儀器的研發(fā)，正逐步成為國內(nèi)外科研工作者們工作的重點(diǎn)。
　　 本課題是一項(xiàng)多門類跨學(xué)科的應(yīng)用性研究，從分析方法、化學(xué)試劑的配方及檢測系統(tǒng)軟硬件的整體設(shè)計(jì)都投入了大量的時(shí)間和精力，建立了較完整的高錳酸鹽指數(shù)（以下簡稱CODMn）值在線檢測方法。并以CODMn的常用分析方法為基礎(chǔ)，將光度分析的高靈敏度和高準(zhǔn)確度

2、的特點(diǎn)與蠕動(dòng)泵的自動(dòng)取樣及自動(dòng)分析特點(diǎn)相結(jié)合，通過單片機(jī)來自動(dòng)控制這一分析過程，成功研制成CODMn在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)。
　　 文章分別從化學(xué)、機(jī)械、光學(xué)、電子以及通信等幾個(gè)方面介紹了該分析儀器研制開發(fā)的全過程。首先根據(jù)酸性高錳酸鉀法的光度滴定分析原理、當(dāng)代分析儀器的發(fā)展方向，吸取國內(nèi)外現(xiàn)有水質(zhì)在線分析儀的優(yōu)點(diǎn)，并結(jié)合本儀器的工作條件和使用要求，提出該CODMn在線自動(dòng)分析儀的整體設(shè)計(jì)方案。
　　 儀器整體分為液路系統(tǒng)模塊

3、、光度檢測系統(tǒng)模塊、控制系統(tǒng)模塊、人機(jī)交互界面模塊、供電電源模塊、恒溫控制系統(tǒng)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/打印/傳輸模塊等主要模塊。液路系統(tǒng)采用世界先進(jìn)技術(shù)的高精度蠕動(dòng)泵，泵速可由控制程序設(shè)定，泵速均勻穩(wěn)定，保證了進(jìn)樣精度；光電檢測系統(tǒng)采用光度滴定法進(jìn)行終點(diǎn)檢測，較直觀且易于判斷；儀器的電路控制部分應(yīng)用了低功耗、高性能的微控制器80C196KC和外圍芯片，實(shí)現(xiàn)采樣和進(jìn)樣的自動(dòng)化；在整個(gè)測量循環(huán)中，通過對(duì)各蠕動(dòng)泵運(yùn)行的時(shí)間計(jì)量轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)消耗的各種試劑

4、及水樣的量，由微處理器對(duì)其進(jìn)行計(jì)算處理，同時(shí)軟件也進(jìn)行了歷史數(shù)據(jù)的顯示與存儲(chǔ)；具有智能化處理和中英文操作的功能，選用點(diǎn)陣式圖形液晶顯示，建立了良好的用戶交互界面；考慮了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)用性的兩個(gè)角度，設(shè)計(jì)出8路輸出的穩(wěn)壓電源電路；為滿足反應(yīng)室中消解反應(yīng)對(duì)溫度的較高要求，特設(shè)計(jì)了一套加熱驅(qū)動(dòng)及恒溫控制系統(tǒng)；同時(shí)，為了滿足不同客戶的要求，采用標(biāo)準(zhǔn)RS-232/485串行通訊接口和4～20mA模擬通訊接口，實(shí)現(xiàn)了將分析結(jié)果自動(dòng)或有選擇的同時(shí)傳

5、送到60m以外的功能。總體設(shè)計(jì)使整個(gè)系統(tǒng)具有精度高、功耗低、功能強(qiáng)、穩(wěn)定性好和操作方便等特點(diǎn)。
　　 經(jīng)過試驗(yàn)與調(diào)試表明，該儀器既可用于在線分析，又可直接用于隨時(shí)來樣的檢測分析，其整個(gè)過程為自動(dòng)完成，再加上取樣量和分析速度的可調(diào)整性，真正實(shí)現(xiàn)了過程分析的智能化，整個(gè)樣品的分析過程可控制在35min內(nèi)完成，標(biāo)準(zhǔn)偏差不超過±0.5mg/L，相對(duì)誤差不超過±5％，切實(shí)達(dá)到了省時(shí)，省力的效果。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，討論了儀器的某些相關(guān)性