[发明专利]一种用于化学需氧量检测的阶梯式加药方法与装置

摘要

本发明公开一种水质检测领域用于化学需氧量检测的阶梯式加药方法与装置，进出液总阀的上方是消解管模块，消解管模块下端通过消解管进出液口连接进出液总阀的上进出液口，进出液总阀的下端进出液口通过导管与进样蠕动泵的上端进出液口相连；消解模块包括消解管、加热丝、光接收器以及光源发射器，采用阶梯式分段分段加药反应，由每次分段检测出的COD值作为x和重铬酸钾药剂体积值作为y，建立直角坐标系，进行动态曲线拟合，根据动态曲线势能大小决定下一次是否添加药剂和添加药剂量的多少，动态地控制加药，从而达到控制氧化剂重铬酸钾剂量的目的，避免过量添加氧化剂，浪费药剂，有效地减少药剂的使用，降低水质COD检测成本。

主权项

1.一种用于化学需氧量检测的阶梯式加药方法，采用阶梯式加药装置，该阶梯式加药装置具有进出液总阀（3）、进样蠕动泵（5）和多路切换阀（7），进出液总阀（3）的上方是消解管模块（2），消解管模块（2）下端通过消解管进出液口（32）连接进出液总阀（3）的上进出液口，进出液总阀（3）的下端进出液口通过导管与进样蠕动泵（5）上端进出液口相连；多路切换阀（7）有7个进出液口，进样蠕动泵（5）下端进出液口用导管连接多路切换阀（7）的第1号进出液口，多路切换阀（7）的第2号到第6号进出液口用导管分别一一对应地连接到硫酸汞药剂瓶（18）、重铬酸钾药剂瓶（17）、硫酸银药剂瓶（16）、浓硫酸药剂瓶（15）以及废液瓶（12），多路切换阀（7）的第7号进出液口通过导管与两路切换电磁阀（8）上端第一个进出液口相连，两路切换电磁阀（8）的中间进出液口用导管连接蒸馏水瓶（11），两路切换电磁阀（8）的下端进出液口用导管连接水样瓶（10）；多路切换阀（7）由液路切换步进电机（48）带动切换，液路切换步进电机（48）每转动一次，第2号至第7号进出液口这6个进出液口只有一个进出液口与第1号进出液口相连通；消解模块（2）包括消解管（27）、加热丝（39）、光接收器（29）以及光源发射器（37），消解管（27）的左侧是光接收器（29），右侧是与光接收器（29）面对面设置的光源发射器（37），消解管（27）内设有加热丝（39）和NTC型温度传感器（36）；所述进出液总阀（3）、进样蠕动泵（5）、两路切换电磁阀（8）、液路切换步进电机（48）、加热丝（39）、NTC型温度传感器（36）、光接收器（29）分别连接MCU控制模块，其特征是包括以下步骤：步骤1：MCU控制模块控制液路切换步进电机（48）顺时针旋转，使得多路切换阀（7）中第1号进出液口与第7号进出液口的液路导通，同时控制两路切换电磁阀（8）切换上端进出液口与水样瓶（10）导通，打开进出液总阀（3）和控制进样蠕动泵（5），从水样瓶（10）中抽取待测水样到消解管（27）内；步骤2：MCU控制模块控制液路切换步进电机（48）顺时针旋转，使得多路切换阀7的第1号进出液口分别与第2、3号、4号、5号进出液口的液路导通，控制进样蠕动泵（5）分别抽取硫酸汞、重铬酸钾、硫酸银、浓硫酸溶液至消解管（27）内，其中重铬酸钾溶液的体积抽取量是L1；步骤3：MCU控制模块控制加热丝（39）加热，同时NTC型温度传感器（36）检测消解管（27）内部温度，当检测温度达到MCU控制模块内设的温度范围时开始恒温控制，消解管（27）内部进行消解反应；步骤4：MCU控制模块接收光接收器（29）的数字信号，将接收到的数字信号转化成对应的COD值检测值C1，第一个采集点记为（L1，C1）；步骤5：重复上述步骤2至步骤4，所不同的仅是步骤2中重铬酸钾溶液的抽取量为2L1，步骤4中COD检测值为C2，第二个采集点记为（2L1，C2）；如此重复，直至获得第n个采集点记为（nL1，Cn），n小于10；步骤6：MCU控制模块将n个采集点进行动态曲线拟合，X轴为重铬酸钾体积，Y轴为水样品COD检测值，计算出第n个采集点（nL1，Cn）在动态曲线上的外切线倾斜角度αn；步骤7：MCU控制模块根据预设的曲线上点的外切线倾斜角度允许误差值S对外切线倾斜角度αn进行判断，如果0≤αn≤S，结束检测，Cn为水样检测的最终COD值。