[发明专利]一种基于流动分析技术的氨氮自动化分析系统及仪器

权利要求书

1.一种氨氮自动化分析系统所使用的流动分析技术，其特征在于：利用微型双柱塞泵（1、2）作为流体动力传输单元，且每个柱塞泵单次仅控制单路液体流动，再配合三通电磁阀组（3~12）来控制流路的选择、以及将连接两个三通电磁阀的公共端（a）与断电连通端（b）之间的管路作为样品或试剂定量环；在此基础上，通过设定柱塞泵的抽吸/推出动作、速度与时长，以及特定序号列的三通电磁阀通断电，来控制样品和各试剂的装载、注入、汇合、反应、检测等过程；在氨氮的标准曲线建立和测定程序中，柱塞泵（1~2）吸取一定体积的载流溶液（22）进入泵腔体，三个试剂溶液（26~28）由对应的柱塞泵定量吸入并充满各自试剂定量环（15~17），标准溶液（24）或实际水样（23）在三通电磁阀（5）的通断电状态下进行选择、且在柱塞泵（2）的抽吸作用下进入样品储存盘管（13），其中的样品溶液随后又在该柱塞泵（2）的推动作用下充满样品定量环（14）、并将多余部分排废（25），至此该系统完成了样品和试剂的装载操作；两个柱塞泵（1、2）腔体中载流溶液在各自柱塞泵推动作用下，分别顺序地推动样品定量环（14）中标准溶液或实际水样、试剂一定量环（15）中试剂一溶液与试剂二定量环（16）中试剂二溶液、试剂三定量环（17）中试剂三溶液在三通处合并，在混合试样带流经反应盘管（18）时发生显色反应，随后进入流通式检测器（20）获得了吸光度响应信号峰，用其峰顶端吸光度（也可以用峰面积）作为定量信号，最后溶液从废液二（29）排出，至此完成了样品/试剂注入与化学分析操作。

2.一种氨氮自动化分析仪器的组成，其特征在于：用微型双柱塞泵（1~2）作为流体动力传输单元，以实现化学分析过程的一键式启动，且在使用时无需预热、无需人工额外操作、无需更换耗材，其液体流量可始终保持一致；用三通电磁阀组（3~12）与它们之间连接的固定长度的聚四氟乙烯管路作为样品溶液、试剂溶液的体积定量单元，该方案具备造价成本低、流路切换响应速度快、积木式组装灵活度高等特点；用单色LED灯作为光源而设计的单波长光学检测模组（20），具有无需预热、响应速度快、使用寿命长、体积小巧等特点；配套设计开发的盘管式反应恒温单元（19），为化学反应提供稳定的温度，进一步提高了反应速率、加快了分析速度；在与仪器一体的触摸屏（21）中内置了基于STM32单片机微控制器而开发的控制及交互软件，在该软件中可设定不同的测定程序参数，包括了柱塞泵的抽吸/推出动作与速度、步骤时长、电磁阀的通断电序列、恒温控制单元的温度、循环测定次数、测定间隔的休眠时长、响应峰值自动寻找或在特定时刻读取响应吸光度等。

3.如权利要求1所述的氨氮自动化分析系统，其特征在于：在每次测定结束后，在泵的抽吸作用下将一段空气（30）吸入流动比色皿（20）与反应盘管（18）中，随后再在泵的推动作用下将该空气段排出（29），通过该操作来自动地去除偶发性吸附在流通池内壁的微小气泡。

4.如权利要求1所述的氨氮自动化分析系统，其特征在于：当该分析系统测定若干次（次数进行自主设定）实际水样（23）后，将定时、定期地由“水样测量程序”自动切换为“标液核查程序”（也可手动进行选择执行该程序），此时固定浓度的标准溶液（24）将被注入分析系统后进行浓度测定，并与其理论浓度进行相对偏差比较，以此来判断分析系统、标准曲线和反应试剂的稳定性，当发现该相对偏差超出容忍范围后（5%），将按照其比例关系对标准曲线进行更新、替换。

5.如权利要求1所述的氨氮自动化分析系统，其特征在于：在建立标准曲线的过程中，当检测范围上限浓度的标准溶液被柱塞泵（2）抽吸进入样品储存盘管（13）后、再在柱塞泵（2）推动下流经样品定量环（14）、排废口一（25）时，可设定柱塞泵（1）按一定速度同步推出，那么，当此时柱塞泵（1）和（2）被设定为不同的速度比时，充满样品定量环（14）的标准溶液将是按照该对应的比例稀释过后的标准溶液，随着该一系列不同浓度的标准溶液进入分析系统并获得响应吸光度后，从而实现了通过一个浓度的标准溶液经过系统自动在线稀释建立了标准曲线的功能。