在線聯氨分析儀通常由以下核心部分組成:
一、進樣與預處理系統
采樣接口:通過管道或探頭連接被測水樣,確保連續穩定的樣品輸入。
過濾裝置:采用微孔濾膜(如 0.45μm)或機械過濾器,去除水樣中的懸浮物和顆粒雜質,避免堵塞流路或干擾檢測。
壓力 / 流量調節組件:通過減壓閥、流量計或蠕動泵控制水樣的壓力和流速,確保測量條件穩定。
溫度調節模塊:部分儀器配備冷卻器或加熱器,將水樣溫度控制在適宜范圍(如 10-30℃),避免溫度波動影響化學反應或傳感器性能。
脫氣裝置(可選):對于含溶解氣體的水樣,采用超聲真空脫氣或化學脫氣法去除干擾物質(如溶解氧),確保檢測準確性。
二、化學流路系統
試劑儲存與輸送:
試劑箱:存放顯色劑(如對二甲氨基苯甲醛)、酸 / 堿調節劑、掩蔽劑等,通常采用耐腐蝕的塑料容器。
泵與閥門:使用高精度隔膜泵、蠕動泵或注射泵定量輸送試劑和水樣,通過電磁閥或旋轉閥控制流路切換,實現進樣、混合、清洗等操作。
反應單元:
反應器:提供水樣與試劑充分混合和反應的空間,例如通過盤管式或微流控通道設計,確保顯色反應全(如聯氨與顯色劑生成黃色絡合物)。
反應時間控制:通過計時器或流量控制,確保反應時間穩定(如靜置 14 分鐘),避免因反應不充分導致測量誤差。
三、檢測與信號處理模塊
檢測單元:
分光光度法:
光源:采用單色冷光源(如 LED 或鹵鎢燈),發射特定波長的光束(如 460nm),穿透顯色溶液。
比色皿:用于盛放反應后的溶液,通過測量透射光或吸光度計算聯氨濃度,通常采用石英或光學玻璃材質以保證透光性。
光電傳感器:將光信號轉換為電信號,常見的有光電池、光電二極管或 CCD 陣列。
電化學法:
電極組件:包含工作電極(如鉑陽極)、參比電極和對電極,通過施加極化電壓(如 480mV)測量聯氨氧化產生的電流,電流強度與聯氨濃度成正比。
pH 調節模塊:通過添加二乙胺等堿性試劑將水樣 pH 調節至 10.2 以上,優化電極反應條件。
信號處理電路:
放大器:放大傳感器輸出的微弱電信號,提高信噪比。
模數轉換器(ADC):將模擬信號轉換為數字信號,便于微處理器處理。
溫度補償電路:根據溫度傳感器數據調整測量值,消除溫度對化學反應或電極性能的影響。
四、控制系統與用戶界面
微處理器與嵌入式系統:
核心控制單元:通過單片機或 PLC 實現對泵閥動作、反應時間、數據采集等過程的自動化控制,同時執行校準、清洗、報警等邏輯功能。
數據存儲與處理:存儲歷史測量數據(如一個月內的記錄)、校準曲線和操作日志,支持數據查詢、導出或打印。
人機交互界面(HMI):
顯示屏:采用液晶觸摸屏或 LED 顯示器,實時顯示聯氨濃度、測量狀態、報警信息等,支持中文菜單和圖形化操作。
輸入設備:通過按鍵、旋鈕或觸摸屏輸入參數(如量程、校準值、報警閾值),設置測量周期或手動觸發測量。
五、校準與維護模塊
自動校準功能:
零點校準:定期注入高純水或空白溶液,消除背景噪聲和光學系統漂移。
多點校準:使用標準聯氨溶液建立校準曲線,通常采用兩點或多點校準法,確保測量線性度和準確性。
清洗與維護:
自動清洗:測量結束后,通過清水或清洗劑沖洗流路,防止殘留物質污染后續測量。
故障診斷:通過傳感器監測泵閥狀態、試劑余量、漏液情況等,實時報警并提示維護(如 “試劑不足"“管路堵塞")。
耗材更換提示:提醒用戶定期更換濾芯、泵管、電極膜等易損件。
六、電源與通信模塊
供電系統:支持 AC 220V 或 DC 24V 電源輸入,部分儀器內置備用電池,確保斷電時數據不丟失或維持短時間運行。
通信接口:
模擬輸出:提供 4-20mA 電流信號或 0-5V 電壓信號,連接 PLC、DCS 系統或記錄儀。
數字通信:通過 RS485、RS232 或 Modbus 協議實現遠程監控和數據傳輸,支持與上位機軟件或云平臺對接。
報警輸出:通過繼電器觸點輸出高低限報警信號,觸發外部聲光報警器或聯鎖設備。
七、機械與防護結構
外殼設計:采用耐腐蝕的金屬或塑料材質,防護等級通常為 IP55 或 IP65,適用于工業現場的防塵、防水和抗沖擊需求。
安裝方式:支持壁掛式、機柜式或面板開孔安裝,便于集成到現有水處理系統中。
散熱與降噪:通過散熱孔或風扇設計,確保內部電子元件在適宜溫度下工作;采用低噪音泵和隔音材料降低運行噪聲。
工作流程概述
采樣與預處理:水樣經過濾、溫度調節后進入化學流路。
試劑混合與反應:水樣與顯色劑、酸 / 堿等試劑在反應器中混合,生成可檢測的化合物。
檢測與信號轉換:通過分光光度或電化學方法測量反應產物的特征信號,轉換為電信號。
數據處理與顯示:微處理器對信號進行校準、溫度補償和濃度計算,結果顯示在界面上并存儲。
校準與清洗:定期自動執行零點和曲線校準,清洗流路以準備下一次測量。
通信與報警:將數據上傳至控制系統,異常時觸發報警并記錄故障信息。
不同品牌和型號的在線聯氨分析儀可能在具體組件配置(如是否集成脫氣裝置)或技術細節(如電極類型、光源穩定性)上有所差異,但上述模塊構成了其核心功能框架。通過模塊化設計和自動化控制,在線聯氨分析儀可實現長期穩定運行,滿足工業過程中對聯氨含量的實時監測需求。