在线金属分析系统的制作方法

文档序号:9470094阅读:489来源:国知局
在线金属分析系统的制作方法
【专利说明】在线金属分析系统
[0001]MM
[0002] 本发明属于金属元素检测领域,具体涉及一种在线金属分析系统。
[0003] 置量
[0004] 根据测量原理的不同,现有的在线重金属分析仪最主要包括两种:一种是比色法 (或分光光度法),其是利用物质对紫外-可见光区某一特定波长的光具有的吸收,而吸光 度值(吸收的光)与物质的浓度呈一定的关系,从而对物质进行定量分析,但是存在检出限 较高的问题。另一种是阳极溶出法,是根据物质的氧化还原性质来进行定量和定性分析,这 类仪器的检出限可以做到很低,主要用于地表水的在线监测,但是仪器重复性较差,同时应 用范围受到限制,只能分析重金属元素。
[0005] 此外,还有少量的在线重金属分析仪采用冷原子荧光法和X射线荧光法,但冷原 子荧光法的仪器只能用来分析特定的元素,如汞,而X射线荧光法检出限高,无法满足地表 水水质监测的要求,这两类仪器的在线应用都非常有限,数量极少。
[0006] 而实验室的重金属分析仪器所使用的方法,除了前述的比色法和阳极溶出法之 外,主要还有原子吸收光谱法(AAS),微波等离子体发射光谱法(MP-AES),电感耦合等离子 体发射光谱法(ICP-AES)等光谱方法和质谱(MS)方法。这类仪器普遍具有稳定性好,而且 可以同时分析多个金属元素的优点,但由于光谱法仪器和质谱法仪器对操作者和样品的要 求都比较高,一般采用人工操作,因此不易实现在线化。

【发明内容】

[0007] 为了解决上述问题,本发明的目的是:提供一种在线金属分析系统,既可以在线对 所有金属元素进行检测,还具有检出限低的特点。
[0008] 为实现上述目的,本发明按以下方案予以实现:
[0009] 本发明所述的在线金属分析系统,用于金属元素的在线检测,包括顺次连通的样 品杯、光谱仪和供气装置;所述光谱仪与一工控机电连接,在所述样品杯与光谱仪之间的中 间通路上设置有用于消除影响待测金属元素含量检测的干扰物的一消解装置;在所述样品 杯与所述消解装置之间的中间通路上还并连有用于富集待测金属元素的一富集装置;所述 消解装置和富集装置分别与所述工控机电连接。
[0010] 进一步地,所述供气装置与所述光谱仪电连接。
[0011] 进一步地,所述供气装置与所述工控机电连接。
[0012] 进一步地,所述富集装置内设置有用于吸附金属元素的交换柱和用于提供洗脱吸 附金属元素的洗脱液洗脱机构;所述交换柱中采用的填充材料为离子交换树脂、螯合树脂 或合成改性树脂。
[0013] 进一步地,所述样品杯前端还连通有用于对待测样品粗过滤的一预处理装置。
[0014] 进一步地,所述预处理装置与所述工控机电连接。
[0015] 进一步地,所述供气装置包括氮气发生器和氩气钢瓶。
[0016] 进一步地,所述光谱仪为微波等离子体发射光谱仪。
[0017] 进一步地,所述微波等离子体发射光谱仪内设有微波磁控管,用以激发形成并维 持氮等尚子体。
[0018] 进一步地,所述消解装置用于消除干扰物的消解方式为高温酸解或紫外酸解。
[0019] 与现有相比,本发明的有益效果是:
[0020] 本发明所述的在线金属分析系统,通过增设消解装置和富集装置,并且匹配工控 机控制,其中,工控机可以控制所有装置或仪器按照预设程序执行检测,从而实现了在线 化;所述消解装置可以去除待测溶液中的干扰物,所述富集装置为了满足部分高检测要求 的金属元素,对待测液体经过吸附、洗脱,以提高待测金属元素的含量至检出限以上,最后 通过光谱仪进行分析,既保证了分析过程中免受其他干扰物的影响,也满足了检出限低的 要求。
【附图说明】
[0021] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明,其中:
[0022] 图1是本发明实施例1的所述的在线金属分析系统中管路连接示意框图;
[0023] 图2是本发明实施例1的所述的在线金属分析系统中电路连接示意框图;
[0024] 图3是本发明的所述的在线金属分析系统进行168小时连续监测后的检测统计 图;
[0025] 图4是本发明实施例2的所述的在线金属分析系统中电路连接示意框图。
[0026] 图中:
[0027] 1 :预处理装置2 :样品杯3 :富集装置4 :消解装置5 :光谱仪6、工控机7 :供气装置 71 :氮气发生器72 :氩气钢瓶
【具体实施方式】
[0028] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
[0029] 实施例1 :
[0030] 本发明所述的在线金属分析系统,既实现了在线检测,还能够一次即可检测所有 金属元素,不仅仅是重金属元素,还包括碱金属元素、碱土金属元素、类金属元素等,并且还 能满足检出限低的需求。其中,所述在线金属分析系统包括有样品杯2、消解装置4、光谱仪 5、供气装置7和工控机6,其中,所述样品杯2、消解装置4、光谱仪5和供气装置7顺次连 通。
[0031] 所述样品杯2用于装取待检测的样品(比如地表水等),其体积足够大,保证系统 检测所需的样品量;所述供气装置7用于提供光谱仪5所需的氮气和氩气。
[0032] 所述光谱仪5专门用于检测待测金属元素的含量;所述消解装置4用于消除影响 待测金属元素含量检测的干扰物,比如胶体等有机干扰物,通过加入不同类型的酸,并且调 节不同酸度,对各类不同性质水样进行消解,可以采取高温酸解的方式,也可以采用紫外酸 解的方式,目的在于去除有机干扰物。
[0033] 由以上结构可知,所述样品杯2与所述消解装置5之间的中间通路上还并连有一 富集装置3 ;所述富集装置3用于提高待检测金属元素含量值检出限以上,从而实现了较低 检出限的要求。所述检出限指的是某一分析方法在给定的可靠程度内可以从样品中检测待 测物质的最小浓度或最小量。因此对于样品中含量较低的某些金属元素,就其要求仪器的 检出限比较低,为了保证能达到该要求,富集装置3的目的就是先通过吸附待测金属元素, 然后洗脱,待检测样品与该洗脱液的体积比在10-100倍之间。
[0034] 所述富集装置3内设有用于吸附金属元素的交换柱和提供洗脱液的洗脱机构(图 中未示出),其中交换柱用于吸附待测金属元素,其内填充的材料可以为离子交换树脂,也 可以是螯合树脂或者合成改性树脂,以上树脂用于对样品中一些低含量的特定重金属元素 具有富集作用。所述洗脱机构用于提供洗脱液。在消解装置4空闲后,抽取至消解装置进 行消解。消解后的富集样品再送入到光谱仪5进行分析。
[0035] 在实际使用过程中,根据样品检测类型、样品性质以及检测要求被分成两部分,一 部分送入富集装置3中对样品进行富集处理后,再送入消解装置4中消解;另一部分则直接 送入消解装置4中对样品进行消解处理。
[0036] 以上所述供气装置7、光谱仪5、消解装置4和富集装置3分别都与工控机6连接, 从而保证了以上装置或设备能在工控机6的控制中自动运行,实现了无人值守的在线模 式。
[0037]
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