一种全自动便携式紫外测油装置及测油方法

摘要

本发明公开一种全自动便携式紫外测油装置及测油方法，涉及水质检测技术领域，采用现行标准HJ 970‑2018，可实现自动测量水样体积、自动添加试剂、自动萃取、自动转移、自动分离、自动紫外测量、自动排放清洗、自动计算水中石油类含量并形成测试报告，整个测量过程实现完全自动化。此外，本发明的便携式自动测油方法避免了有害试剂对人体的伤害，减少了劳动强度，减小了人工操作的误差，提高了测量的精密度和工作效率，整个装置可安装于拉杆行李箱内，在有紧急污染事故时，装置便于携带，可很快到达现场并迅速自动完成测量，实用性强。

说明书

技术领域

本发明涉及水质检测技术领域，特别是涉及一种全自动的便携式的测量方法。

背景技术

目前，水中油类污染比较广泛，石油类的监测尤其重要，我国现有测量地表水中石油类的方法为紫外分光光度法，要用到紫外分光光度计和一些前处理装置，这些设备都比较复杂，无法带到现场测量，在发生污染事故时，只能将水样带回实验室测量，这就错过了及时追查污染物来源的时机。在实验室测量水中石油类，首先需要用分液漏斗进行手工萃取，再经分层、转移、去除动植物油类等过程，操作人员都要接触有害的萃取试剂，无法避免。并且，由于人工操作的不一致性，测量的精密度也较差。已有的紫外分光光度计，都不能自动加试剂、也不能自动萃取和分离，还需要人工操作，仍然需要接触有毒害的试剂。因此，为解决上述问题，即需要有全自动的方法代替现有的手工操作，又要有能够方便及时带到现场的测量仪器和水样前处理设备。

发明内容

本发明的目的是提供的装置，即可以将全套设备安装于一个拉杆箱内，方便带到现场使用，又能对水样进行自动前处理、自动转移测量，可解决上述存在的技术问题，实现现场方便自动化检测。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供的全自动便携式紫外测油装置，将紫外分光光度计改装，在保证光路的前提下，缩小仪器体积，实现便携式的拉杆箱安装。试剂转移装置、自动萃取装置、分离装置、硅酸镁柱和控制系统等均安装于箱内；溶液转移装置由注射泵通过多通阀与试剂、萃取装置、紫外光度计相连。自动萃取装置通过搅拌或振荡萃取水样中的油类，分离装置将萃取后的混合溶液导入直径较小的容器，使萃取液的液层高度增加，便于分离。硅酸镁柱可吸附萃取液中的动植物油，紫外分光光度计用于检测萃取液的吸光度，并计算石油类浓度。控制系统用于控制装置的自动运行，装置可用蓄电池电源、车载电源和室内电源，整个装置能安装于拉杆箱内便于携带。

可选的，所述多通阀为一个中心口、多个出口的电磁阀，也可用多个单通电磁阀或三通电磁阀代替。

可选的，所述注射泵为带有电机驱动的自动注射器，或计量泵，都要与控制系统连接。

可选的，所述注射泵连接于多通阀的中心接口，多通阀其它口可连接萃取试剂、自动萃取装置、分离装置、紫外分光光度计、标准样品瓶或废液瓶。

可选的，所述自动萃取装置包括萃取瓶和自动萃取器，所述自动萃取器用于将所述萃取瓶中的样品与萃取试剂混合，可用带搅拌桨的搅拌电机、带搅拌子的磁搅拌电机；萃取瓶可以是专用瓶，也可以是装水样的采样瓶。

可选的，所述紫外分光光度计用于在225nm波长处测量萃取溶液的吸光度，也可调整其它测量波长。

同时，本发明公开一种基于上述全自动便携式紫外测油装置的测油方法，其特征在于：主要包括如下步骤：

步骤一：将自动萃取装置放在装水样的容器中，开始自动运行。

步骤二：注射器通过多通阀自动抽取一定体积的萃取试剂，注入到自动萃取装置中；

步骤三：自动萃取装置自动搅拌，将萃取瓶中的样品与萃取试剂充分混合萃取，然后静止分层，由于萃取试剂的比重较小，浮在水的上层。

步骤四：因为萃取试剂体积小，在萃取装置中的液层很薄，无法准确取出。用泵将自动萃取装置中底部已经分层的水的大部分排放，剩下萃取液和少部分水转移到直径较小的筒状分离装置中，体积较小的萃取液在较细的分离装置中的液层高度增加，便于吸取。

步骤五：试剂转移装置的注射泵将萃取液抽取到注射器中，经硅酸镁柱推向紫外分光光度计，萃取液中的动植物油类吸附到硅酸镁中。

步骤六：萃取液推入到紫外分光光度计的比色皿中，在紫外波长225nm处测量萃取溶液的吸光度，以标准溶液的吸光度和浓度为基准，按公式计算得出水样中石油类的浓度值。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1. 本发明提供的全自动便携式紫外测油装置及测油方法，将紫外光度计与自动萃取装置、分离装置，硅酸镁柱等相组装于拉杆箱内，实现便携式自动仪器，按标准HJ 970-2018方法，检测过程全部自动化，还可应用手机对装置进行远程操控，实用性强；

2. 本发明可对水样体积进行自动测量，省去了人工用量筒测量水样体积的步骤，也无需清洗采样瓶，减少了水样的污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明全自动便携式紫外测油装置的结构示意图；

其中，附图标记为：1-萃取瓶；2-萃取电机；3-注射泵；4-多通阀；5-试剂瓶；6-紫外分光光度计；7-分离装置；8-硅酸镁吸附柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

如图1所示，本实施例提供一种全自动便携式紫外测油装置，包括萃取瓶1、萃取电机2、注射泵3、多通阀4、盛有萃取试剂的试剂瓶5、紫外分光光度计6、分离装置7、硅酸镁吸附柱8，以及控制系统。装有待测水样的萃取瓶1中加入带搅拌电机2的搅拌杆，即为自动萃取装置，由注射泵3通过多通阀4抽取试剂瓶5内的萃取试剂，注入萃取瓶1，由萃取电机2对待测水样与萃取试剂进行充分混合萃取。由于萃取试剂比重比水小而浮于萃取瓶1的上面，但萃取溶液的体积小，萃取瓶1的直径较大，所以萃取液的液层高度比较小，无法准确从水中分离出来。将萃取瓶1中的大量水用泵经分离装置7排放，而萃取液和小量水留在分离装置7中，因分离装置7为直径较小的筒状容器，萃取液的液层高度明显比其在萃取瓶1中增高（图1分离装置7中的阴影部分），便于准确抽取。用注射泵3通过多通阀4抽取分层的萃取溶液，推经硅酸镁吸附柱8，到紫外光度计6的比色皿中进行吸光度的测量，由于吸光度与浓度成正比，从而可计算出水中石油类的浓度。

于本具体实施例中，紫外分光光度计6为现有装置。

本实施例中，自动萃取装置可用萃取电机2搅拌，也可用振荡或气流方法，将待测水样与萃取试剂充分混合，使水中油类被萃取到有机萃取试剂中。上述自动萃取装置为一种现有结构，在此不再赘述。

本实施例中，注射泵3为带有电机的自动注射器，用于移取试剂和转移萃取溶液。如图1所示，注射泵3连接于多通阀4的中心口，可抽入和推出试剂或溶液，抽入或推出的方向由多通阀4控制，多通阀4也可以使用多个单通或三通的电磁阀代替，用作试剂和萃取溶液在萃取瓶和紫外光度计之间传输的导向。同时，多通阀4的多个接口同时连通萃取瓶1、试剂瓶5、紫外光度计6的比色皿、标准样品瓶或废液瓶等。

同时，本实施例提供一种全自动紫外测油的方法，应用于上述的全自动便携式紫外测油装置，主要包括以下步骤：

1、将自动萃取装置放置装水样的容器中，开始自动运行。

2、注射器通过多通阀自动抽取一定体积的萃取试剂，注入到自动萃取装置中；

3、自动萃取装置自动搅拌，将萃取瓶中的样品与萃取试剂充分混合萃取，然后静止分层，由于试剂比重较小，浮在水的上层。

4、因为萃取试剂体积小，在萃取装置中的液层高度很小，无法准确取出。用泵将自动萃取装置中分层的水大部分排放，剩下萃取液和少部分水由泵转移到直径较小的筒状分离装置中，体积较小的萃取液在较细的分离筒中的液层高度增加，便于吸取。

5、试剂转移装置的注射泵将萃取液抽取到注射器中，经硅酸镁柱推向紫外分光光度计，萃取液中的动植物油类吸附到硅酸镁中。

6、萃取液推入到紫外光度计的比色皿中，在紫外波长225nm处测量萃取溶液的吸光度，以标准溶液的吸光度和浓度为基准，按公式计算得出水样中石油类的浓度值。

由此可见，本发明采用现行标准HJ 970-2018，可实现自动测量水样体积、自动添加试剂、自动萃取、自动分离、自动转移、自动吸附动植物油、自动紫外测量、自动排放清洗、自动计算水中油类含量并形成测试报告，整个测量过程实现完全自动化。此外，本发明的自动测油方法避免了有害试剂对人体的伤害，减少了劳动强度，减小了人工操作的误差，提高了测量的精密度，实用性强。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。