一种液体样本自动蒸发浓集装置及其方法制造方法及图纸

本申请属于环境监测领域，涉及一种液体样本自动蒸发浓集装置，包括进样机构、样品监控机构、中央控制器和至少一个加热盘；所述进样机构包括进样管路和设置于所述进样管路之间的定量蠕动泵；所述样品监控机构包括超声波传感器，通过所述中央控制器实现样品蒸发浓集过程的监控；其中，在向所述加热盘上的蒸发容器中加入样品时，所述进样管路的出水管嘴和所述样品监控机构的超声波传感器位于所述蒸发容器上方；在检测所述蒸发容器中样品的当前液面高度时，所述样品监控机构的超声波传感器的中轴线与蒸发容器中样品的液面垂直。本申请还涉及一种液体样品自动蒸发浓集方法。本申请提供的技术方案能够提高浓集效率，保证浓集过程安全可控。全可控。全可控。

【技术实现步骤摘要】
一种液体样本自动蒸发浓集装置及其方法


[0001]本申请涉及环境监测
，更具体地，涉及一种液体样品自动蒸发浓集装置及方法。

技术介绍

[0002]在环境监测领域，尤其是辐射环境监测领域，对于大部分液体样品，如雨水、环境地表水、地下水、湿沉降等，其中有些分析指标的浓度远低于测量仪器的探测下限，为了准确测量，需对样品进行浓集处理。加热蒸发减容是浓集液体样品常用的处理方法之一。
[0003]蒸发减容可将样品放置在烧杯、蒸发皿等容器中，直接使用普通电热板加热蒸发，但无法控制液体的蒸发温度，即使技术人员经常巡查，还是难以避免出现沸腾溅射而出现样品损失或者污染临近样品的情况，最终蒸发剩余样品的体积也较难控制，对于蒸发容器一次不能满足样品处理量，还需要技术人员手动多次增加样品。处理过程不可控因素较多，导致样品处理的一致性难以保证。

技术实现思路

[0004]本申请实施例所要解决的技术问题是如何实现在样品浓集中自动定量进样自由控制样品最终剩余体积，提高浓集精准度的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种液体样品自动蒸发浓集装置，采用了如下所述的技术方案：
[0006]一种液体样品自动蒸发浓集装置，其特征在于，包括：
[0007]进样机构、蒸发容器、样品监控机构、中央控制器和至少一个加热盘；
[0008]所述进样机构包括进样管路和设置于所述进样管路之间的至少一个定量蠕动泵；
[0009]所述样品监控机构通过所述中央控制器与所述进样机构的定量蠕动泵连通；
[0010]其中，所述样品监控机构包括至少一个超声波传感器、至少一个非接触式测温传感器；
[0011]所述超声波传感器布置于所述蒸发容器上方，用于测定蒸发容器中样品的当前液面高度；
[0012]所述非接触式测温传感器布置于所述蒸发容的侧壁，用于实时测量所述加热盘上的蒸发容器侧壁温度，所述中央控制器根据非接触式测温传感器反馈的蒸发容器侧壁温度，对溶液实时蒸发温度进行修正处理，得到准确的样品蒸发温度；
[0013]所述中央控制器用于根据所述非接触式测温传感器反馈的蒸发容器的侧壁温度，修正得到样品蒸发实际温度，进而控制所述加热盘的工作温度，保证样品在预设的温度下蒸发浓集；所述中央控制器根据超声波传感器反馈的液面高度比较预设液面高度的值，进而确定定量蠕动泵的是否进样。
[0014]所述修正方法如下：当非接触式测温传感器选择为热电堆测温传感器时，S1：获取热电堆测温传感器、蒸发容器、加热面板的相对位置，获取热电堆测温传感器光斑高度数
据，获取热电堆测温传感器的反射率，获取液面高度数据h，根据液面高度数据进行修正数据分段，定义光斑高度数据竖直方向上光斑最低点高度为h
00
，光斑最高点高度为h
01
；
[0015]S2：定义热电堆测温传感器反馈给处理器的温度x1，加热面板温度x2，液体样品液面高度h，液体样品实际温度Y；
[0016]当h大于h
01
，获取热电堆测温传感器反馈给处理器的温度x1，获取加热面板温度x2，则Y＝f(x1)f(x2)，在确定的蒸发容器材质和厚度的情况下，定义f(x1)＝ax1，在x1获取时刻加热面板处于待机状态，Y低于100摄氏度，且准确已知情况下，同种材质等厚度蒸发容器下，测试并计算获得30组以上x1和Y/x1值，多项式拟合Y/x1组求得a值；对于同材质不同厚度蒸发容器，增加补偿系数b，此时f(x1)＝ax1+b，在获得上述a值后，通过测试同材质不同厚度蒸发容器实际温度和x1线性拟合求得b；
[0017]f(x2)与x1测量时刻加热面板是否工作有关，当加热面板处于待机状态时，f(x2)＝1；当加热面板工作时，在上述数据a和b拟合数据获取过程中，在一定x2范围值内，例如200到400摄氏度，同时获取加热面板工作时的x1’
，多项式拟合x1/x1’
组求得f(x2)；
[0018]当h小于h
01
且h大于h
00
，则Y＝f(x1)f(x2)f(h)；f(x1)和f(x2)的获得方法如上所述，Y低于100摄氏度，且准确已知情况下，通过测试液面高度从h
01
到h
00
至少7个点f(h)计算值，通过两个变量的多项式拟合获得f(h)表达式；
[0019]当h小于h
00
，则Y＝k*f(x1)f(x2)f(h)，其中k为经验修正因子，该参数通过加热面板低温且恒温状态下测试获得，可以测试3个以上加热面板温度相应k值，在这个温度范围内的其他温度值的k可通过内插法得到。
[0020]所述进样机构、所述样品监控机构、所述中央控制器以及所述加热盘设置于所述浓集主机内；
[0021]所述进样机构包括进水管嘴，定量蠕动泵，出水管嘴；
[0022]所述超声波传感器和所述出水管嘴与所述浓集主机上的滑动机械臂滑动连接，实现所述超声波传感器与所述出水管嘴能够同时在各所述蒸发容器的上方；
[0023]所述超声波传感器和所述出水管嘴与所述滑动机械臂之间的连接处通过耐酸乳胶密封。
[0024]在向所述蒸发容器中加入样品时，所述进样管路的出水管嘴和所述超声波传感器位于所述蒸发容器上方；在检测所述蒸发容器中样品的当前液面高度时，所述超声波传感器中心轴线与所述蒸发容器中样品的液面垂直。
[0025]所述进样机构还包括滤嘴；
[0026]所述滤嘴与进样管路的进水管嘴可拆卸连接。
[0027]所述滤嘴的内径不大于所述定量蠕动泵内径的三分之一。
[0028]在所述加热盘的数量为一个以上时，各所述加热盘联排固定；
[0029]在蒸发浓集过程中，所述中央控制器通过所述滑动机械臂控制所述超声波传感器和所述出水管嘴在各所述加热盘上的蒸发容器上方移动，以监控各所述蒸发容器的样品的当前液面高度。
[0030]所述液体样品自动蒸发浓集装置还包括集液盘，所述加热盘包括加热圆盘、热电偶测温传感器、导电式漏水传感器；
[0031]所述热电偶测温传感器安装在所述加热圆盘的中部；
[0032]所述中央控制器用于通过所述热电偶测温传感器测定的温度和非接触式测温传感器反馈的蒸发容器的侧壁温度进而控制所述加热圆盘的工作温度；
[0033]所述集液盘底部有凹槽，安装在加热圆盘的下方；
[0034]所述集液盘与所述加热圆盘之间设有隔热材料；
[0035]所述导电式漏水传感器安装在所述集液盘底部连通漏电开关。
[0036]所述加热盘还包括防爆垂直导热面板；
[0037]所述防爆垂直导热面板安装在所述加热圆盘的上方；
[0038]所述加热圆盘的边缘通过隔热材料与所述防爆垂直导热面板接触；
[0039]所述液体样品自动蒸发浓集装置还包括无线通信模块，手持控制终端，所述无线通信模块连通浓集主机、中央控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液体样品自动蒸发浓集装置，其特征在于，包括：进样机构(20)、蒸发容器(00)、样品监控机构(30)、中央控制器(40)和至少一个加热盘(10)；所述进样机构(20)包括进样管路(200)和设置于所述进样管路(200)之间的至少一个定量蠕动泵(210)；所述样品监控机构(30)通过所述中央控制器(40)与所述进样机构的定量蠕动泵(210)连通；其中，所述样品监控机构(30)包括至少一个超声波传感器(300)、至少一个非接触式测温传感器(301)；所述超声波传感器(300)布置于所述蒸发容器(00)上方，用于测定蒸发容器(00)中样品的当前液面高度；所述非接触式测温传感器(301)布置于所述蒸发容器(00)的侧壁，用于实时测量所述加热盘(10)上的蒸发容器(00)侧壁温度，所述中央控制器根据非接触式测温传感器(301)反馈的蒸发容器(00)侧壁温度，对溶液实时蒸发温度进行修正处理，得到准确的样品蒸发温度；所述中央控制器(40)用于根据所述非接触式测温传感器(301)反馈的蒸发容器(00)的侧壁温度，修正得到样品蒸发实际温度，进而控制所述加热盘的工作温度，保证样品在预设的温度下蒸发浓集；所述中央控制器(40)根据超声波传感器(300)反馈的液面高度比较预设液面高度的值，进而确定定量蠕动泵(210)的是否进样。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进样机构(20)、所述样品监控机构(30)、所述中央控制器(40)以及所述加热盘(10)设置于所述浓集主机(60)内；所述进样机构(20)包括进水管嘴(202)，定量蠕动泵(210)，出水管嘴(201)；所述超声波传感器(300)和所述出水管嘴(201)与所述浓集主机(60)上的滑动机械臂(600)滑动连接，实现所述超声波传感器(300)与所述出水管嘴(201)能够同时在各所述蒸发容器(00)的上方；所述超声波传感器(300)和所述出水管嘴(201)与所述滑动机械臂(600)之间的连接处通过耐酸乳胶密封。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在向所述蒸发容器(00)中加入样品时，所述进样管路(200)的出水管嘴(201)和所述超声波传感器(300)位于所述蒸发容器(00)上方；在检测所述蒸发容器(00)中样品的当前液面高度时，所述超声波传感器(300)中心轴线与所述蒸发容器(00)中样品的液面垂直。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进样机构(20)还包括滤嘴；所述滤嘴与进样管路(200)的进水管嘴(202)可拆卸连接。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述加热盘(10)的数量为一个以上时，各所述加热盘(10)联排固定；在蒸发浓集过程中，所述中央控制器(40)通过所述滑动机械臂(600)控制所述超声波传感器(300)和所述出水管嘴(201)在各所述加热盘(10)上的蒸发容器(00)上方移动，以监控各所述蒸发容器(00)的样品的当前液面高度。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的装置，其特征在于，所述液体样品自动蒸发浓集装置
还包括集液盘(80)，所述加热盘(10)包括加热圆盘(110)、热电偶测温传感器(120)、导电式漏水传感器(130)；所述热电偶测温传感器(120)安装在所述加热圆盘(110)的中部；所述中央控制器(40)用于通过所述热电偶测温传感器(120)测定的温度和非接触式测温传感器(301)反馈的蒸发容器(00)的侧壁温度进而控制所述加热圆盘(110)的工作温度；所述集液盘(80)底部有凹槽，安装在加热圆盘(110)的下方；所述集液盘(80)与所述加热圆盘(110)之间设有隔热材料；所述导电式漏水传感器(130)安装在所述集液盘(80)底部连通漏电开关(140)。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述加热盘(10)还包括防爆垂直导热面板(100)；所述防爆垂直导热面板(100)安装在所述加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文涛，郭小敏，周睿东，梁贵渊，吴桂标，邓颖诗，
申请(专利权)人：广东省环境辐射监测中心，
类型：发明
国别省市：