[发明专利]一种水质硬度在线检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种水质硬度检测仪，特别是涉及一种水质硬度在线检测仪，可以在线监测水质硬度。

背景技术

水的硬度与我们的生活息息相关，人们也研发了各种测定水硬度的方法，通常有络合滴定法、分光光度法、原子吸收法、离子色谱法等，为了提高生产效率，研究者相继研发了各种各样的水硬度在线监测仪。所谓“在线”，体现在硬度监测仪的自动化，相对于传统的人工实验测定水硬度，硬度在线监测仪的产生，真正实现了无人看管智能运行。市场上售卖的硬度在线监测仪种类繁多，一般分为低量程硬度仪(测定范围0.5～10mg/L，以CaCO3计，下同)和高量程硬度仪(测定范围10～1000mg/L)。使用的测定硬度的方法一般为分光光度法。但是，目前这类水质硬度监测仪，其价格十分昂贵，制约了该类仪器的广泛应用。而且，由于分光光度法的局限性，当样品中含有某些特殊的物质时，在特定波长的光照射下不能得出准确的吸光度，这是限制该仪器应用的又一大重要因素。

发明内容

为了解决现有技术中水质硬度在线检测仪测量精度不高、测定范围小的不足，本发明的目的在于提供一种水质硬度在线检测仪。所述检测仪不仅能够实现在线监测水质硬度，而且具有高精确度、高灵敏度、量程大的特点，对水硬度的检测精度可以达到0.005mol/L。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种水质硬度在线检测仪，其特征在于，所述在线检测仪包括待测水样进料系统、进料系统、废液排除系统、PLC、以及显色测量系统；

所述显色测量系统包括隔膜泵、比色皿、光源、颜色传感器以及测控系统，所述隔膜泵的出口通过管路与比色皿的进口连接，比色皿的出口通过管路与废液排除系统连接，所述比色皿两侧相对设置两个透明孔，一个透明孔外侧设置光源，另一个透明孔的外侧设置颜色传感器，光源与颜色传感器通过信号线与测控系统连接；所述待测水样进料系统包括低硬度水缓冲罐和高硬度水缓冲罐，所述低硬度水缓冲罐和高硬度水缓冲罐上分别有设置电磁阀的进样管线，并分别通过管道连接至三通阀V1的两个入口，三通阀V1的出口通过管道连接至三通阀V2的一个入口；

所述的试剂进料系统包括缓冲液罐、低浓度配位剂罐、高浓度配位剂罐、指示剂罐和一组三通阀，其中缓冲液罐通过管道连接至三通阀V2的另一入口，所述高浓度配位剂罐、低浓度配位剂罐分别通过管道连接至三通阀V4的两个入口，三通阀V2和三通阀V4的出口分别通过管道连接至三通阀V3的两个入口，三通阀V3的出口通过管道连接三通阀V5的一个入口，指示剂罐通过管道连接三通阀V5的另一个入口，所述三通阀V5的出口通过管道连接至隔膜泵的进口；

所述废液排除系统包括蠕动泵、三通阀V6和废液罐；所述蠕动泵泵管的一端与比色皿的出口通过管路连接，蠕动泵泵管的另一端通过三通阀V6与废液罐连接；

所述PLC通过信号线与待测水样进料系统、试剂进料系统及显色测量系统中的电磁阀、三通阀、隔膜泵以及蠕动泵连接。

所述低硬度水缓冲罐上设有管路连接三通阀V6。

所述低硬度水缓冲罐、高硬度水缓冲罐的底部各设有一个带有电磁阀的排放管路。

所述缓冲液罐中的缓冲液为pH＝10的NH₃-NH₄Cl；高浓度配位剂罐中的配位剂为浓度为0.04mol/L的EDTA,低浓度配位剂罐中的配位剂为浓度为0.002mol/L的EDTA；所述指示剂罐中的指示剂为铬黑T。

所述高硬度水缓冲罐中高硬度水的硬度为0.2-5mg/L，低硬度水缓冲罐中低硬度水的硬度为0.005-0.2mg/L。

本发明所述在线监测仪中测控系统通过PLC控制三通阀V1、三通阀V2、三通阀V3、三通阀V4、三通阀V5及隔膜泵的闭合或者开关将所需的待测水样及对应的试剂(缓冲液、配位剂以及指示剂)泵入比色皿中反应，同时光源和颜色传感器配合工作采集比色皿中水样的颜色，并将颜色值以频率量输入测控系统，测控系统先将频率量转换成RGB值，再将RGB值转换成HSB值，以提高检测仪的精确度。因为，当比色皿中的反应达到滴定终点时，颜色(RGB值)依然在变化，但是，如果转换成HSB值后，HSB值在达到滴定终点后将保持不变。测控系统再将HSB值转换为4-20mA电流以RS485信号输出，电流值可反映水的硬度。检测仪外壳上的显示屏和控制面板与测控系统连接，使用者可以通过外壳上的显示屏和控制面板操作控制该水质硬度在线检测仪。