亚星游戏官网-www.yaxin868.com

在线toc监测仪的检测方法
【专利摘要】为了提高TOC测量准确性，本发明提供了一种在线TOC监测仪的检测方法，该在线TOC监测仪包括第一总碳测量系统、第二总碳测量系统、数据处理系统、网络传输系统、清洗系统、控制系统；该检测方法包括：当数据处理系统判断第一总碳测量系统的测量值大于预设阈值时，启动第二总碳测量系统进行测量，同时利用清洗系统对第一总碳测量系统进行清洗，并且当第二总碳测量系统的测量值仍然超出预设阈值时，再次利用第一总碳测量系统进行测量，当该第一总碳测量系统和第二总碳测量系统的测量值均超过预定阈值时，再将第一总碳测量系统最后一次测量的测量值通过网络传输系统进行传输。本发明有利于在线地、长时间地工作，并且提高了远程监控端数据采集的准确度。
【专利说明】在线TOC监测仪的检测方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及水质分析【技术领域】，更具体地，涉及一种在线TOC监测仪的检测方法。

【背景技术】
[0002]有机碳是指岩石中存在于有机物中的碳。它不包括碳酸盐岩、石墨中的碳。通常用岩石质量的百分比来表示。从原理上讲，岩石中有机质的量还应该包括H、0、N、S等所有存在于有机质中的元素的总量
[0003]Total Organic Carbon(TOC)总有机碳是指水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量。水中有机物的种类很多，目前还不能全部进行分离鉴定。常以“T0C”表示。TOC是一个快速检定的综合指标，它以碳的数量表示水中含有机物的总量。但由于它不能反映水中有机物的种类和组成，因而不能反映总量相同的总有机碳所造成的不同污染后果。通常作为评价水体有机物污染程度的重要依据。
[0004]某种工业废水的组分相对稳定时，可根据废水的总有机碳同生化需氧量和化学需氧量之间的对比关系来规定TOC的排放标准，这样能够大大提高监测工作的效率。测定时，先用催化燃烧或湿法氧化法将样品中的有机碳全部转化为二氧化碳，生成的二氧化碳可直接用红外线检测器测量，亦可转化为甲烷，用氢火焰离子化检测器测量，然后将二氧化碳含量折算成含碳量。是指在900°c高温下，以铂作催化剂，使水样氧化燃烧，测定气体中C02的增量，从而确定水样中总的含碳量，表示水样中有机物总量的综合指标。由于TOC的测定采用高温燃烧，因此能将有机物全部氧化，它比B0D5或COD更能直接表示有机物的总量。因此常被用来评价水体中有机物污染的程度。
[0005]现有技术中，申请号为CN201110393659.4的发明专利申请公开了一种红外TOC分析仪，其特征在于，包括总碳测量系统、无机碳测量系统、数据处理系统、控制系统组成；所述控制系统对总碳测量系统、无机碳测量系统进程进行控制，并将输出信号传给所述数据处理系统。然而，在只关心总碳测量结果的环境中，当利用其长期工作时，由于仪器传感器的稳定性限制，无法确保数据的真实可靠性。尤其是在实践中，其使用了无机碳测量系统，这种测量系统与有机测量系统一同工作会使TOC分析仪极容易受到污染，进而导致数据测量不准确的概率较大。


【发明内容】

[0006]为了克服现有技术的上述不足之处，本发明提供了一种在线TOC监测仪的检测方法，该在线TOC监测仪包括第一总碳测量系统、第二总碳测量系统、数据处理系统、网络传输系统、清洗系统、控制系统组成；所述控制系统对总碳测量系统进行控制，第一总碳测量系统和第二总碳测量系统均用于TOC检测，且第一总碳测量系统比第二总碳测量系统的测量精度低，该检测方法包括:当数据处理系统判断第一总碳测量系统的测量值大于预设阈值时，启动第二总碳测量系统进行测量，同时利用清洗系统对第一总碳测量系统进行清洗，并且当第二总碳测量系统的测量值仍然超出预设阈值时，再次利用第一总碳测量系统进行测量，当该第一总碳测量系统和第二总碳测量系统的测量值均超过预定阈值时，再将第一总碳测量系统最后一次测量的测量值通过网络传输系统进行传输。
[0007]进一步地，所述总碳测量系统包括:测温探头、自动进样单元、加热燃烧单元、光学测量单元。
[0008]进一步地，所述自动进样单元包括:气路移动机构、水样连接机构、坩祸燃烧机构；所述加热燃烧单元由高频电压产生电路、高压电子管、高频电磁控制电路、高频加热螺旋管、石英管燃烧室构成；预吹扫单元由压力控制机构、燃烧室、除水管、吸附管、光学吸收管、气阀、连接管路构成；光学测量单元由红外光源、光学吸收管、红外接收传感器、光电转化电路、信号调制系统、信号放大电路构成。
[0009]进一步地，所述数据处理系统包括信号处理及放大电路、模数转换电路、单片机电路。
[0010]进一步地，所述气路移动机构由空气阀、移动气缸、气缸支架和连接管路组成；所述水样连接机构由水样嘴、电磁阀、水样泵、水样预排、连接管路组成；燃烧坩祸机构由铂金材料的杯状坩祸、坩祸托架、上升气缸组成。
[0011]进一步地，所述加热燃烧单元为燃烧炉。
[0012]进一步地，所述燃烧炉包括:加热部件和燃烧管，所述加热部件为电热丝，所述燃烧管为石英玻璃。
[0013]进一步地，当测量值未超过预定阈值时，则清洗系统清除在线TOC监测仪的管路中沉积的杂质和燃烧炉燃烧后附着的杂质。
[0014]本发明的有益效果如下:能够有利于系统在线地、连续长时间地工作，并且提高了远程监控端数据采集的准确度。

【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1示出了根据本发明的TOC监测仪的检测方法的流程图。

【具体实施方式】
[0016]如图1所示，在线TOC监测仪包括第一总碳测量系统、第二总碳测量系统、数据处理系统、网络传输系统、清洗系统、控制系统组成；所述控制系统对总碳测量系统进行控制，第一总碳测量系统和第二总碳测量系统均用于TOC检测，且第一总碳测量系统比第二总碳测量系统的测量精度低，该检测方法包括:当数据处理系统判断第一总碳测量系统的测量值大于预设阈值时，启动第二总碳测量系统进行测量，同时利用清洗系统对第一总碳测量系统进行清洗，并且当第二总碳测量系统的测量值仍然超出预设阈值时，再次利用第一总碳测量系统进行测量，当该第一总碳测量系统和第二总碳测量系统的测量值均超过预定阈值时，再将第一总碳测量系统最后一次测量的测量值通过网络传输系统进行传输。
[0017]所述总碳测量系统均包括:测温探头、自动进样单元、加热燃烧单元、光学测量单元。其中测温探头用于检测加热燃烧单元的温度，以便于在适当的、基本不变的温度下才进行检测，以提高检测准确度。自动进样单元包括三部分，一是气路移动机构，二是水样连接机构，三是坩祸燃烧机构。
[0018]气路移动机构由空气阀、移动气缸、气缸支架和连接管路组成；水样连接机构由水样嘴、电磁阀、水样泵、水样预排系统、连接管路组成；燃烧坩祸机构由钼金材料的杯状坩祸、坩祸托架、上升气缸组成。
[0019]因为水样的燃烧是在高温下进行的，进样嘴和燃烧系统如果放在一起，容易变形和堵塞；考虑到上述因素，决定把进样系统设计成分离结构，开始进样时先由气路系统推动气缸把进样嘴送到坩祸的上方，再启动水样连接系统的进样泵把水样加入到坩祸中，加水样完成后，气路系统推动气缸把水样嘴送回到原来的位置，由坩祸托架把坩祸送到燃烧系统中进行燃烧。
[0020]自动进样单元的优点是:自动完成进样；进样嘴和燃烧池分离保证了进样嘴不变形，且进样嘴不容易堵塞；进样嘴的直径比较大，进样时不用形成雾状，不用对水样高速粉碎、过滤，更有利于有机物的测量。
[0021 ] 加热燃烧单元主要由高频电压产生电路、高压电子管、高频电磁控制电路、高频加热螺旋管、石英管燃烧室组成。根据水样的量和燃烧温度(1200度)调整高频电磁的频率；石英管燃烧室要保证密封性，不允许漏气。
[0022]当水样加入坩祸后，控制系统启动高频电磁炉，产生的高频电压通过螺旋管加在钼金坩祸上，根据涡流效应，坩祸在几秒内温度升高到1200度，水样会快速燃烧，其中的碳和氧反应生成二氧化碳，产生的二氧化碳送到光学测量单元进行测量。加热燃烧单元是密闭的，燃烧是在石英管制成的燃烧室中进行，燃烧开始前就进行吹氧，燃烧产生的二氧化碳气体送到测量室中。
[0023]加热燃烧单元的优点是:使用钼金材料制造坩祸，燃烧过程中能起到催化氧化的作用，更有利于燃烧；水样是液体形式加入到坩祸中，加入的体积大，一般是喷雾形式的十倍，可以加入100微升，水样代表性强，测量的准确性更高；坩祸可以重复利用，有利于不同水样的快速测量。
[0024]预吹扫单元由压力控制机构、燃烧室、除水管、吸附管、光学吸收管、气阀、连接管路组成。
[0025]压力控制机构主要是控制整个吹氧气路的压力，使压力保持在一个稳定的水平，保证气流的稳定性，有利于测量的稳定性。燃烧室是气路的一部分，是水样燃烧的地方。除水管接在燃烧室的后部，燃烧产生的二氧化碳气体含有大量的水蒸气，采用电子制冷产生零度以下的低温区，将除水管放置其中，二氧化碳气体经过除水管时水蒸气遇冷凝结成水排出去，达到除水的目的。吸附管接在除水管的后部，经过除水管后，二氧化碳气体中大部分水被除去，还存在微量的水蒸气，再经过吸附管中的干燥剂吸附后完全干净了。光学吸收管是二氧化碳气体吸收红外光的地方，光学吸收管一端连接红外光源，另一端连接红外接收传感器，光源产生的红外光经过光学吸收管照射到另一端的红外传感器上，二氧化碳气体从一端进入，从另一端除去，期间一部分红外光被吸收。气阀的作用是控制气体的通断。连接管路的作用是把燃烧室、除水管、吸附管、光学吸收管、气阀连接在一起，形成一个密闭的气路系统，使产生的二氧化碳气体经过各部分后排出。
[0026]光学测量单元包括红外光源、光学吸收管、红外接收传感器、光电转化电路、信号调制系统、信号放大电路。
[0027]红外光源是产生红外光的器件，能够产生所需要特定波长的红外光，要求产生光的波长中心频率稳定，光的功率稳定。光学吸收管由玻璃管表面镀金制成，要求表面光滑、洁净，减少光信号的损耗和折射，使信号以直线方式传播。红外接收传感器的作用是把光信号转变成电信号，传感器接收信号的范围要符合二氧化碳的吸收频率。光电转化电路的作用是把传感器转换的电流信号转换成电压信号，并对电信号进行滤波、稳定处理。信号调制系统把直流电信号转换成交流信号。信号放大电路的作用是对电信号进行初级放大，以适应数据处理系统的要求。
[0028]数据处理系统包括:数据的放大及采集、数据计算、数据显示及输出。
[0029]电信号要经过放大和滤波，达到对信号的要求，对模拟信号进行数字信号转换，由单片机对信号进行采集。
[0030]数据计算要完成数据运算，根据光学定律，计算所测溶液的浓度。
[0031]数据显示及输出主要完成数据的显示、打印、存储，由液晶显示器显示测量的数据，由微型打印机实现数据的即时打印，数据可由仪器自身存储，也可以向PC机传送数据。
[0032]信号处理及放大电路主要是对前置放大电路送来的信号进行滤波和信号放大，来适应电路要求。模数转换电路把处理后的电信号由模拟信号转换成数字信号，来适应单片机的要求。单片机电路主要作用是对信号进行简单的计算和处理，制作成数据包，送外接电脑进行计算；单片机还对电脑送来的控制指令进行处理，执行相应的动作。外接电脑的主要作用是对仪器送来的数据进行分类、计算、处理，对结果进行输出和存储，显示数据波形。
[0033]控制系统由两部分组成，一是仪器操作的控制，二是仪器各电磁阀和电机的控制。
[0034]仪器操作控制通过电脑指令完成，对仪器的单项控制，通过操作仪器的相应菜单来执行。对仪器各个电磁阀和电机的控制，由电脑把控制指令传送给仪器的单片机，由单片机把指令解释后，转换成控制信号，进行相应动作的控制。智能控制信号由单片机采集后送电脑处理，电脑处理后送仪器执行。
[0035]以上述依据本发明的优选实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种在线TOC监测仪的检测方法，其特征在于，该在线TOC监测仪包括第一总碳测量系统、第二总碳测量系统、数据处理系统、网络传输系统、清洗系统、控制系统组成；所述控制系统对总碳测量系统进行控制，第一总碳测量系统和第二总碳测量系统均用于TOC检测，且第一总碳测量系统比第二总碳测量系统的测量精度低，该检测方法包括:当数据处理系统判断第一总碳测量系统的测量值大于预设阈值时，启动第二总碳测量系统进行测量，同时利用清洗系统对第一总碳测量系统进行清洗，并且当第二总碳测量系统的测量值仍然超出预设阈值时，再次利用第一总碳测量系统进行测量，当该第一总碳测量系统和第二总碳测量系统的测量值均超过预定阈值时，再将第一总碳测量系统最后一次测量的测量值通过网络传输系统进行传输。
2.根据权利要求1所述的在线TOC监测仪的检测方法，其特征在于，所述总碳测量系统包括:测温探头、自动进样单元、加热燃烧单元、光学测量单元。
3.根据权利要求2所述的在线TOC监测仪的检测方法，其特征在于，所述自动进样单元包括:气路移动机构、水样连接机构、坩祸燃烧机构；所述加热燃烧单元由高频电压产生电路、高压电子管、高频电磁控制电路、高频加热螺旋管、石英管燃烧室构成；预吹扫单元由压力控制机构、燃烧室、除水管、吸附管、光学吸收管、气阀、连接管路构成；光学测量单元由红外光源、光学吸收管、红外接收传感器、光电转化电路、信号调制系统、信号放大电路构成。
4.根据权利要求1所述的在线TOC监测仪的检测方法，其特征在于，所述数据处理系统包括信号处理及放大电路、模数转换电路、单片机电路。
5.根据权利要求3所述的在线TOC监测仪的检测方法，其特征在于，所述气路移动机构由空气阀、移动气缸、气缸支架和连接管路组成；所述水样连接机构由水样嘴、电磁阀、水样泵、水样预排、连接管路组成；燃烧坩祸机构由铂金材料的杯状坩祸、坩祸托架、上升气缸组成。
6.根据权利要求3所述的在线TOC监测仪，其特征在于，所述加热燃烧单元为燃烧炉。
7.根据权利要求6所述的在线TOC监测仪，其特征在于，所述燃烧炉包括:加热部件和燃烧管，所述加热部件为电热丝，所述燃烧管为石英玻璃。
8.根据权利要求6所述的在线TOC监测仪，其特征在于，当测量值未超过预定阈值时，则清洗系统清除在线TOC监测仪的管路中沉积的杂质和燃烧炉燃烧后附着的杂质。
【文档编号】G01N33/18GK104459075SQ201410839950
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月30日 优先权日:2014年12月30日
【发明者】李金强, 王雪鹏 申请人:成都蓝宇科维科技有限公司