[发明专利]一种智能水样加速蒸发-加酸-浓缩装置

说明书

本发明专利涉及智能样品制备领域，具体公开了一种水样加速蒸发‑加酸‑浓缩装置，采用重量传感器实时监控水样加入、加热蒸发和加酸消解过程的质量变化，具备定量酸自动添加功能，同时还具备微量吹气加速蒸发功能，实现了大体积水样的全自动化快速制备，减少了人工操作，对加热温度、添加水量、添加酸体积和吹气流速的精准控制，将以往繁琐的实验过程实现无人值守自动化操作，使实验精度和重复性都大大提高。

技术领域

本发明属于智能样品制备领域，具体涉及一种智能水样加速蒸发-加酸-浓缩装置。

背景技术

水质监测过程中往往涉及到大量体积的蒸发浓缩过程，为了达到去除水中有机物和硫酸盐化的目的，需要对浓缩的水样加硫酸或硝酸进行消解。该过程要求操作人员在浓缩过程要更换不同的器皿，同时加热板要准确控温保持微沸，要人工多次添水，并手动加入浓硫酸或浓硝酸。例如环境行业标准HJ898-2017、HJ899-2017和生活饮用水检测标准GB5750.13对水中放射性指标的检测过程中，需要将多达1-5L的水样保持微沸，浓缩到100mL，需要手动加入浓硫酸1mL，进行温和加热，进行消解和赶酸，整体过程需要实验员准确调节加热板温度，清洗多个玻璃器皿，最终将水样浓缩到150mL的瓷蒸发皿中。这种样品制备过程耗费大量人工，耗时长，无法实时了解蒸发量和剩余水样，而且一旦温度控制不准确，很容易产生暴沸现象，造成样品制备过程不够精确，使实验结果的准确度大打折扣，因此严重制约了大体积水样的样品制备通量和效率。

发明内容

本发明是为了解决目前蒸发过程速度慢，无自动加酸功能等诸多不足之处，为实验室提供带有加速蒸发、自动加酸赶酸且符合标准方法要求的蒸发浓缩装置，为地表水、地下水、工业废水、生活饮用水中放射性指标，如总α、总β的检测提供全自动化的样品前处理装备和方法。

本发明的技术方案如下：

一种智能水样加速蒸发-加酸-浓缩装置，其特征在于，该装置由自动加样模块、自动加酸模块、加热称重模块和吹气模块组成，用于大体积水样品的自动加速蒸发、加酸、赶酸和浓缩等过程，实现水样中放射性指标样品制备过程的自动化。

所述自动加样模块，由水样瓶(101)、进样泵(102)、样品液位开关(103)和样管端头(104)组成，各部件间由管路连接，样品液位开关(103)靠近样管端头(104)。

所述自动加酸模块，由试剂泵(201)、上液位传感器(202)、盘管(203)、下液位传感器(204)、三通电磁阀(205)、试剂瓶(206)、排阀(207)、试剂液位开关(208)和试剂管端头(209)组成，各部件间由耐酸碱管路密封连接，试剂液位开关(103)靠近样管端头(104)。

所述加热称重模块，由重量传感器(301)、隔热层(302)、传热块(303)、加热感温模块(304)、瓷蒸发皿(305)、直臂(306)和立柱(307)组成。重量传感器(301)可以测量水样和酸液加入的准确质量，也可测量蒸发过程中剩余水样质量；传热块(303)与瓷蒸发皿(305)紧密接触，加热感温模块提供稳定的热源，确保蒸发过程的精准控制。

所述立柱(307)支撑直臂(306)，各液体管路和气体管路通过立柱，连接到直臂(306)内，并与各端头连接；直臂(306)置于瓷蒸发皿(305)上方，样管端头(104)、试剂管端头(209)和气路端头(403)通过螺纹连接在直臂(306)下方。

所述吹气模块由微型气泵(401)、稳流稳压器(402)和气路端头(403)组成，各部件有气路管连接，为蒸发的水样提供0.1-100mL/min的气流，可加快水样蒸发速度。

所述的一种智能水样加速蒸发-加酸-浓缩装置，其特征在于：所述进样泵(102)可为蠕动泵、注射泵或隔膜泵，管路外径为0.1-10mm；样品液位开关(103)可为电容感应式或光折射式，可指示管内液体存在。