高錳酸鹽指數(shù)在線自動監(jiān)測儀器的研制.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展，世界各國在環(huán)境保護與監(jiān)測工作中普遍把對水質的監(jiān)測放在非常重要的位置?？蓪λw實現(xiàn)現(xiàn)場實時監(jiān)測的新型水質監(jiān)測儀器的研發(fā)，正逐步成為國內外科研工作者們工作的重點。
　　 本課題是一項多門類跨學科的應用性研究，從分析方法、化學試劑的配方及檢測系統(tǒng)軟硬件的整體設計都投入了大量的時間和精力，建立了較完整的高錳酸鹽指數(shù)（以下簡稱CODMn）值在線檢測方法。并以CODMn的常用分析方法為基礎，將光度分析的高靈敏度和高準確度

2、的特點與蠕動泵的自動取樣及自動分析特點相結合，通過單片機來自動控制這一分析過程，成功研制成CODMn在線自動監(jiān)測系統(tǒng)。
　　 文章分別從化學、機械、光學、電子以及通信等幾個方面介紹了該分析儀器研制開發(fā)的全過程。首先根據(jù)酸性高錳酸鉀法的光度滴定分析原理、當代分析儀器的發(fā)展方向，吸取國內外現(xiàn)有水質在線分析儀的優(yōu)點，并結合本儀器的工作條件和使用要求，提出該CODMn在線自動分析儀的整體設計方案。
　　 儀器整體分為液路系統(tǒng)模塊

3、、光度檢測系統(tǒng)模塊、控制系統(tǒng)模塊、人機交互界面模塊、供電電源模塊、恒溫控制系統(tǒng)模塊、數(shù)據(jù)存儲/打印/傳輸模塊等主要模塊。液路系統(tǒng)采用世界先進技術的高精度蠕動泵，泵速可由控制程序設定，泵速均勻穩(wěn)定，保證了進樣精度；光電檢測系統(tǒng)采用光度滴定法進行終點檢測，較直觀且易于判斷；儀器的電路控制部分應用了低功耗、高性能的微控制器80C196KC和外圍芯片，實現(xiàn)采樣和進樣的自動化；在整個測量循環(huán)中，通過對各蠕動泵運行的時間計量轉換成對應消耗的各種試劑

4、及水樣的量，由微處理器對其進行計算處理，同時軟件也進行了歷史數(shù)據(jù)的顯示與存儲；具有智能化處理和中英文操作的功能，選用點陣式圖形液晶顯示，建立了良好的用戶交互界面；考慮了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實用性的兩個角度，設計出8路輸出的穩(wěn)壓電源電路；為滿足反應室中消解反應對溫度的較高要求，特設計了一套加熱驅動及恒溫控制系統(tǒng)；同時，為了滿足不同客戶的要求，采用標準RS-232/485串行通訊接口和4～20mA模擬通訊接口，實現(xiàn)了將分析結果自動或有選擇的同時傳

5、送到60m以外的功能。總體設計使整個系統(tǒng)具有精度高、功耗低、功能強、穩(wěn)定性好和操作方便等特點。
　　 經過試驗與調試表明，該儀器既可用于在線分析，又可直接用于隨時來樣的檢測分析，其整個過程為自動完成，再加上取樣量和分析速度的可調整性，真正實現(xiàn)了過程分析的智能化，整個樣品的分析過程可控制在35min內完成，標準偏差不超過±0.5mg/L，相對誤差不超過±5％，切實達到了省時，省力的效果。通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，討論了儀器的某些相關性