专利名称：一种总砷在线分析仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境监测仪器，尤其是涉及一种在线连续监测水质中总砷浓度的总砷 在线分析仪。
背景技术：
砷(As)是人体非必需元素，元素砷的毒性较低而砷的化合物均有剧毒，三价砷化 合物比五价砷化合物毒性更强，且有机砷对人体和生物都有剧毒。砷通过呼吸道、消化道和 骨骼、肌肉等部位，特别是在毛发、指甲中蓄积，从而引起慢性砷中毒，潜伏期可长达几年甚 至几十年。慢性砷中毒有消化系统症状、神经系统症状和皮肤病变等。如果人类长期饮用 砷含量高的水会引起砷中毒进而导致多种健康问题，例如皮肤颜色发生变化，脚掌和手掌 皮肤会变硬，容易患上皮肤癌、膀胱癌、肺癌和肾病以及脚和腿的血管病变、糖尿病、高血压 和内分泌紊乱症，严重的会引起死亡。在一般情况下，土壤、水、空气、植物和人体都含有微 量的砷。砷的污染主要来源于采矿、冶金、化工、化学制药、农药生产、纺织、玻璃、制革等部 门的工业废水。砷是我国实施排放总量控制的重要指标之一。水中砷的测定目前可采用原子吸收法、原子荧光法、等离子发射光谱法、比色法和 电化学方法等。原子吸收法、原子荧光法和等离子发射光谱法具有灵敏度高、简便、快速、干 扰较少的优点，但由于这些方法用于在线监测的开发成本高、技术难度大，目前仍难以大范 围实现砷的自动在线监测，所以水质总砷的自动在线监测主要是利用比色法实现的，目前 采用比色法的重金属系列水质在线监测仪器在监测灵敏度方面仍然不够理想，尤其是总砷 在线分析仪，由于其显色过程及控制过程尚存在众多缺陷，使得检测下限不能很好的满足 综合污水排放标准(GB8978-1996)规定的不得检出限0. 5mg/L，明显满足不了生活饮用水 卫生标准(GB5749-2006)规定的不得检出限0. 01mg/L。
发明内容
针对上述提出的问题，本发明目的在于提供一种高可靠性、低成本和极低检测下 限的总砷在线分析仪。本发明是这样实现的，一种总砷在线分析仪，包括处理器主板以及电连接在处理 器主板上的多通道选择阀、蠕动泵和阳极溶出电极，所述多通道选择阀的一个通道接口与 阳极溶出电极的进样通道管接，所述多通道选择阀的另一个通道接口通过混合瓶与蠕动泵 管接，所述多通道选择阀的其它通道接口上还分别管接有样品瓶、标准溶液瓶、试剂瓶和废 液瓶，其中处理器主板控制多通道选择阀各通道的开合和蠕动泵的启动，并采集和处理阳 极溶出电极的数据。为了与外界计算机进行数据交换，在处理器主板上电连接有通讯�？�。其中通讯�？橛叛S232接口、RS485接口、无线通讯�？橹械娜我庖恢只蚣钢值�
纟口口。上述中的阳极溶出电极包括活动设置在阳极溶出电极中部的工作电极环、将工作电极环卡紧在阳极溶出电极内的工作电极紧固螺丝、设置在阳极溶出电极中部的反应池、 设置在阳极溶出电极内部与反应池相互隔离的参比腔和连通反应池与外界的废液通道；所 述工作电极紧固螺丝中间为中空的进样通道，进样通道、工作电极环的环洞、反应池和废液 通道依次灌通；其中工作电极环的中间供样液流通的环洞内设置有一工作电极，反应池内 靠近废液通道处设置有一辅助电极，参比腔内设置有一参比电极。作为一种优选方式，工作电极为Au电极，辅助电极为Pt电极，参比电极为Ag/AgCl 电极。作为一种优选方式，工作电极环为一个透明的硅胶树脂0型环，在工作电极环的 顶部有两金触点，工作电极固定电连接在硅胶树脂0型环的金触点之间，金触点通过阳极 溶出电极内的金质连接器电连接固定在阳极溶出电极外表面的工作电极连接器来与处理 器主板连通。作为一种优选方式，多通道选择阀为六通道选择阀。本发明还公开了使用这种总砷在线分析仪的分析方法，其分析步骤为(1)、首先，在反应池和参比腔内注入2/3的电解液；(2)、然后，处理器主板控制多通道选择阀和蠕动泵将待测的样品或标准溶液从样 品瓶或标准溶液瓶内吸入混合瓶中，再由处理器主板控制多通道选择阀和蠕动泵将试剂从 试剂瓶内吸入混合瓶中，以消除干扰物或对样品或标准溶液进行适当稀释；(3)、接下来，准备就绪的样品或标准溶液经蠕动泵抽入阳极溶出电极的反应池， 反应物以最基本的形式沉积，这些沉淀被固定电流的电解质溶液去除，因此工作电极电动 势就会发生改变，该电动势的改变就会被处理器主板监测到并经一系列的滤波放大、模数 转换后交由处理器主板的核心处理器处理，并将反应后的废液由废液通道排至废液瓶。在上述步骤后还可包括(4)、最后，与处理器主板电连接的通讯�？榻嗖獾降氖菟透行募扑慊� 并处理。其中的电解液优选饱和氯化钾溶液或饱和氯化银溶液。本发明采用改善的阳极溶出法阳极溶出伏安法是一种将恒电位电解富集法和伏 安法相结合的极谱分析方法。它首先将待测物质在适当电位下进行恒电位电解，并富集在 固定表面积的特殊电极上，经过一定的休止期，然后反向改变电位，让富集在电极上的物质 重新溶出，同时记录电流一电压曲线。在一定实验条件下，根据溶出峰电流的大小进行定 量分析，在溶出伏安法中，由于将待测物由稀释液中富集到极微小体积的电极中或表面上， 使其浓度得到极大的增加，因而使溶出时的法拉第电流大大增加，所以它是一种极为灵敏 的分析方法。阳极溶出伏安法对重金属离子进行检测，它具有灵敏度高、速度快、可同时测 定包括砷的多种微量元素、仪器简单等优点。
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明阳极溶出电极的剖面结构示意图；图3为本发明阳极溶出电极结构示意图；图4为本发明阳极溶出电极的工作电极环的结构示意图。
具体实施例方式下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。一种总砷在线分析仪，包括处理器主板9以及电连接在处理器主板9上的六通道 选择阀2、蠕动泵8和阳极溶出电极3，所述六通道选择阀2的一个通道接口与阳极溶出电 极3的进样通道309管接，所述六通道选择阀2的另一个通道接口通过混合瓶7与蠕动泵8 管接，所述六通道选择阀2的其它通道接口上还分别管接有样品瓶4、标准溶液瓶5、试剂瓶 6和废液瓶1，其中处理器主板9控制六通道选择阀2各通道的开合和蠕动泵8的启动，并 采集和处理阳极溶出电极3的数据。在处理器主板9上电连接有GPRS通讯�？�10。GPRS 通讯�？�10将阳极溶出电极3采集的数据通过GPRS发送给远方的中心计算机。阳极溶出电极3包括活动设置在阳极溶出电极3中部的工作电极环307、将工作电 极环307卡紧在阳极溶出电极3内的工作电极紧固螺丝308、设置在阳极溶出电极3中部的 反应池305、设置在阳极溶出电极3内部与反应池305相互隔离的参比腔302和连通反应 池305与外界的废液通道303 ；所述工作电极紧固螺丝308中间为中空的进样通道309，进 样通道309、工作电极环307的环洞、反应池305和废液通道303依次灌通；其中作电极环 307为一个透明的硅胶树脂0型环，在工作电极环307的顶部有两金触点310，Au工作电极 306固定电连接在硅胶树脂0型环的金触点310之间，金触点310通过阳极溶出电极3内 的金质连接器电连接固定在阳极溶出电极3外表面的工作电极连接器316来与处理器主板 9连通，反应池305内靠近废液通道303处设置有一 Pt辅助电极304，参比腔302内设置有 一 Ag/AgCl参比电极301。Au工作电极306、Pt辅助电极304、Ag/AgCl参比电极301三者是独立分开的，并 分别通过工作电极连接器316、辅助电极连接器314和参比电极连接器311与处理器主板 9电连通，因此Pt辅助电极304的反应产物对Au工作电极306没有影响，而且只需通过松 动工作电极紧固螺丝308即可更换Au工作电极306，后面维护操作十分简单。阳极溶出电 极3还可通过一个简单的连接器固定在仪器的主板上，阳极溶出电极3也可以让电极之间 进行电接触，管道连接器由一种灵活旋转的固定器做成，这样做的目的是能够更加简便快 速更换电极。一种利用这种总砷在线分析仪的分析方法，其分析步骤为(1)、首先，在反应池305和参比腔内302注入2/3的饱和氯化钾溶液；(2)、然后，处理器主板9控制六通道选择阀2和蠕动泵8将待测的样品或标准溶 液从样品瓶4或标准溶液瓶5内吸入混合瓶7中，再由处理器主板9控制六通道选择阀2 和蠕动泵8将试剂从试剂瓶6内吸入混合瓶7中，以消除干扰物或对样品或标准溶液进行 适当稀释；(3)、接下来，在混合瓶7中准备就绪的样品或标准溶液经蠕动泵8抽入阳极溶出 电极3的反应池305，反应物以最基本的形式沉积，这些沉淀被固定电流的电解质溶液去 除，因此Au工作电极306电动势就会发生改变，该电动势的改变就会被处理器主板9监测 到并经一系列的滤波放大、模数转换后交由处理器主板9的核心处理器处理，并将反应后 的废液由废液通道303排至废液瓶1 ；(4)、最后，与处理器主板9电连接的GPRS通讯�？�10将监测到的数据送给中心计算机贮存并处理。 以上是对本发明一种总砷在线分析仪及其分析方法进行了阐述，用于帮助理解本 发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明原理下所 作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之 内。
权利要求
一种总砷在线分析仪，其特征在于包括处理器主板以及电连接在处理器主板上的多通道选择阀、蠕动泵和阳极溶出电极，所述多通道选择阀的一个通道接口与阳极溶出电极的进样通道管接，所述多通道选择阀的另一个通道接口通过混合瓶与蠕动泵管接，所述多通道选择阀的其它通道接口上还分别管接有样品瓶、标准溶液瓶、试剂瓶和废液瓶，其中处理器主板控制多通道选择阀各通道的开合和蠕动泵的启动，并采集和处理阳极溶出电极的数据。
2.根据权利要求1所述的一种总砷在线分析仪，其特征在于所述处理器主板上电连 接有通讯�？�。
3.一种利用权利要求2所述的一种总砷在线分析仪，其特征在于所述通讯�？槲� RS232接口、RS485接口、无线通讯�？橹械娜我庖恢只蚣钢值慕岷�。
4.根据权利要求1或2所述的一种总砷在线分析仪，其特征在于所述阳极溶出电极 包括活动设置在阳极溶出电极中部的工作电极环、将工作电极环卡紧在阳极溶出电极内的 工作电极紧固螺丝、设置在阳极溶出电极中部的反应池、设置在阳极溶出电极内部与反应 池通过膜相互隔离的参比腔和连通反应池与外界的废液通道；所述工作电极紧固螺丝中间 为中空的进样通道，进样通道、工作电极环的环洞、反应池和废液通道依次灌通；其中工作 电极环的中间供样液流通的环洞内设置有一工作电极，反应池内靠近废液通道处设置有一 辅助电极，参比腔内设置有一参比电极。
5.根据权利要求4所述的一种总砷在线分析仪，其特征在于所述工作电极为Au电 极，辅助电极为Pt电极，参比电极为Ag/AgCl电极。
6.根据权利要求4所述的一种总砷在线分析仪，其特征在于所述工作电极环为一个 透明的硅胶树脂0型环，在工作电极环的顶部有两金触点，工作电极固定电连接在硅胶树 脂0型环的金触点之间，金触点通过阳极溶出电极内的金质连接器电连接固定在阳极溶出 电极外表面的工作电极连接器来与处理器主板连通。
7.根据权利要求4所述的一种总砷在线分析仪，其特征在于所述多通道选择阀为六 通道选择阀。
8.使用权利要求1所述的一种总砷在线分析仪的分析方法，其特征在于其分析步骤为(1)、首先，在反应池和参比腔内注入2/3的电解液；(2)、然后，处理器主板控制多通道选择阀和蠕动泵将待测的样品或标准溶液从样品瓶 或标准溶液瓶内吸入混合瓶中，再由处理器主板控制多通道选择阀和蠕动泵将试剂从试剂 瓶内吸入混合瓶中，以消除干扰物或对样品或标准溶液进行适当稀释；(3)、接下来，准备就绪的样品或标准溶液经蠕动泵抽入阳极溶出电极的反应池，反应 物以最基本的形式沉积，这些沉淀被固定电流的电解质溶液去除，因此工作电极电动势就 会发生改变，该电动势的改变就会被处理器主板监测到并经一系列的滤波放大、模数转换 后交由处理器主板的核心处理器处理，并将反应后的废液由废液通道排至废液瓶。
9.根据权利要求8所述的一种总砷在线的分析方法，其特征在于步骤(3)后还包括(4)、最后，与处理器主板电连接的通讯�？榻嗖獾降氖菟透行募扑慊娌⒋怼�
10.根据权利要求8或9所述的一种总砷在线的分析方法，其特征在于所述步骤(1)2的电解液为饱和氯化钾溶液或饱和氯化银溶液。
全文摘要
本发明公开了一种总砷在线分析仪，包括处理器主板以及电连接在处理器主板上的多通道选择阀、蠕动泵和阳极溶出电极，所述多通道选择阀的一个通道接口与阳极溶出电极的进样通道管接，所述多通道选择阀的另一个通道接口通过混合瓶与蠕动泵管接，所述多通道选择阀的其它通道接口上还分别管接有样品瓶、标准溶液瓶、试剂瓶和废液瓶，其中处理器主板控制多通道选择阀各通道的开合和蠕动泵的启动，并采集和处理阳极溶出电极的数据。为了与外界计算机进行数据交换，在处理器主板上电连接有通讯�？�。本发明还公开了使用这种总砷在线分析仪的分析方法。本发明具有灵敏度高、速度快、可同时测定包括砷的多种微量元素、仪器简单等优点。
文档编号G01N27/413GK101900703SQ20101021568
公开日2010年12月1日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者张�：�, 王小仙, 王木立, 罗桥水 申请人:宇星科技发展(深圳)有限公司
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