一种高锰酸钾指数的在线自动监测装置，包括依次连接的混合管路、反应管路和测试管路，混合管路包括依次连接的四通阀、第一混合器和第二混合器，用于泵入空气的第一泵管与四通阀的第一输入端连接，用于泵入样品的第二泵管与四通阀的第二输入端连接，用于泵入高锰酸钾溶液的第三泵管的输出端与四通阀的第三输入端连接，四通阀的输出端与第一混合器的输入端连接，用于泵入载流液的第四泵管的输出端分别与第一混合器的输出端、第二混合器的输入端连接；反应通道包括依次连接的加热器和冷凝器，加热器的输入端与第二混合器的输出端连接；测试通道包括流通池，流通池的输出端连接有用于排废的第五泵管。本装置提高了测试的响应值，测试结果准确。
1.一种高锰酸钾指数的在线自动监测装置，包括依次连接的混合管路、反应管路和测试管路，其特征在于：所述混合管路包括依次连接的四通阀(8)、第一混合器(9)和第二混合器(10)，用于泵入空气的第一泵管(1)的输出端与所述四通阀(8)的第一输入端连接，用于泵入样品的第二泵管(2)的输出端与所述四通阀(8)的第二输入端连接，用于泵入高锰酸钾溶液的第三泵管(3)的输出端与所述四通阀(8)的第三输入端连接，所述四通阀(8)的输出端与第一混合器(9)的输入端连接，用于泵入载流液的第四泵管(4)的输出端分别与第一混合器(9)的输出端、第二混合器(10)的输入端连接；
所述反应通道包括依次连接的加热器和冷凝器，所述加热器的输入端与第二混合器(10)的输出端连接；
所述测试通道包括流通池(17)，所述流通池(17)的输出端连接有用于排废的第五泵管(5)；
所述载流液包括浓硫酸、浓磷酸、二价锰离子以及蒸馏水，所述浓硫酸、浓磷酸、蒸馏水的体积比为60～65:5～15:450～550，所述二价锰离子与蒸馏水的比例为0.0009～
2.根据权利要求1所述的高锰酸钾指数的在线自动监测装置，其特征在于：所述浓硫酸、浓磷酸、蒸馏水的体积比为62.5:10:500，所述二价锰离子与蒸馏水的比例为
3.根据权利要求1所述的高锰酸钾指数的在线自动监测装置，其特征在于：所述二价锰离子的存在形式为硫酸锰。
4.根据权利要求1所述的高锰酸钾指数的在线自动监测装置，其特征在于：所述加热器包括第一加热器(11)和第二加热器(15)，所述冷凝器包括第一冷凝器(12)和第二冷凝器(16)，所述第一加热器(11)的输入端与第二混合器(10)的输出端连接，所述第一加热器(11)的输出端与第一冷凝器(12)的输入端连接，所述第一冷凝器(12)的输出端通过第一三通阀(18)与第六泵管(6)的输入端连接，所述第六泵管(6)的输出端通过第二三通阀(13)与第三混合器(14)的输入端连接，所述第三混合器(14)的输出端与第二加热器(15)的输入端连接，所述第二加热器(15)的输出端与第二冷凝器(16)的输入端连接，所述第二冷凝器(16)的输出端与流通池(17)连接，用于泵入空气的第七泵管(7)的输出端与第二三通阀(13)的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的高锰酸钾指数的在线自动监测装置，其特征在于：所述第一加热器(11)、第二加热器(15)分别为温度为90～100℃的热浴池，所述第一冷凝器(12)、第二冷凝器(16)的温度分别为5～15℃。
6.根据权利要求5所述的高锰酸钾指数的在线自动监测装置，其特征在于：所述热浴池的温度为95℃，所述第一冷凝器(12)、第二冷凝器(16)的温度分别为10℃。
7.根据权利要求4所述的高锰酸钾指数的在线自动监测装置，其特征在于：所述第一混合器(9)、第二混合器(10)、第三混合器(14)分别为玻璃圈。
8.根据权利要求4所述的高锰酸钾指数的在线自动监测装置，其特征在于：所述第四泵管(4)的流速为0.1～0.3ml/min，内径为0.5～0.7mm；所述第一泵管(1)、第五泵管(5)、第七泵管(7)的流速分别为0.3～0.4ml/min，内径为0.7～0.8mm；所述第三泵管(3)的流速为0.6～0.7ml/min，内径为1.0～1.1mm；所述第二泵管(2)、第六泵管(6)的流速分别为0.7～0.8ml/min，内径为1.1～1.2mm。
9.根据权利要求8所述的高锰酸钾指数的在线自动监测装置，其特征在于：所述第四泵管(4)的流速为0.24ml/min，内径为0.64mm；所述第一泵管(1)、第五泵管(5)、第七泵管(7)的流速分别为0.32ml/min，内径为0.76mm；所述第三泵管(3)的流速为0.62ml/min，内径为1.02mm；所述第二泵管(2)、第六泵管(6)的流速分别为0.78ml/min，内径为1.14mm。
高锰酸盐指数的在线自动监测装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于测试水质中高锰酸盐指数的在线自动监测装置。
背景技术
[0002] 高锰酸盐指数，是指在一定条件下，以高锰酸钾为氧化剂，处理水样时所消耗的量，表示单位为氧的毫克/升（O2，mg/l）。水中的亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等还原性无机物和在此条件下可被氧化的有机物，匀可消耗高锰酸钾。因此，高锰酸盐指数常被作为水体受还原性有机（和无机）物质污染程度的综合指标。
[0003] 高锰酸盐指数的分析方法标准参见《GB 11892-1989 水质高锰酸盐指数的测定》。国家标准的方法为手工分光光度法，其原理为：向样品中加入已知量的高锰酸钾和硫酸，在沸水浴中加热30min，高锰酸钾将样品中的某些有机物和无机还原性物质氧化，反应后加入过量的草酸钠还原剩余的高锰酸钾，再用高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠；最后通过计算得到样品中的高锰酸盐指数。
[0004] 之后，采用自动湿化学分析仪模拟手工分光光度计，从而将高锰酸盐指数的分析自动化。和国家标准方法相比，本方法高效、快速、试剂消耗量少，自动化程度高、环境友好，在大批量环境样品的分析中有显著优势。
[0005] 但是，在自动湿化学分析仪分析测试高猛酸盐指数时，存在分析响应值低，标准曲线不成线性的问题，主要是由于高锰酸钾在氧化过程是一个自引发的反应，前期过程反应缓慢，导致分析方法的难度较大。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对技术现状提供一种能自动化测试水质中高锰酸盐指数的在线自动监测装置，由该在线自动监测装置测试高锰酸盐指数时，其测试相应值高、测试准确。
[0007] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高锰酸钾指数的在线自动监测装置，包括依次连接的混合管路、反应管路和测试管路，所述混合管路包括依次连接的四通阀、第一混合器和第二混合器，用于泵入空气的第一泵管的输出端与所述四通阀的第一输入端连接，用于泵入样品的第二泵管的输出端与所述四通阀的第二输入端连接，用于泵入高锰酸钾溶液的第三泵管的输出端与所述四通阀的第三输入端连接，所述四通阀的输出端与第一混合器的输入端连接，用于泵入载流液的第四泵管的输出端分别与第一混合器的输出端、第二混合器的输入端连接；
[0008] 所述反应通道包括依次连接的加热器和冷凝器，所述加热器的输入端与第二混合器的输出端连接；
[0009] 所述测试通道包括流通池，所述流通池的输出端连接有用于排废的第五泵管。
[0010] 其中，所述载流液包括浓硫酸、浓磷酸、二价锰离子以及蒸馏水，所述浓硫酸、浓磷酸、蒸馏水的体积比为60~65:5~15:450~550，所述二价锰离子与蒸馏水的比例为0.0009~0.001mol/L。
[0011] 其中，所述浓硫酸、浓磷酸、蒸馏水的体积比为62.5:10:500，所述二价锰离子与蒸馏水的比例为0.00095mol/L。
[0012] 其中，所述二价锰离子的存在形式为硫酸锰。
[0013] 其中，所述加热器包括第一加热器和第二加热器，所述冷凝器包括第一冷凝器和第二冷凝器，所述第一加热器的输入端与第二混合器的输出端连接，所述第一加热器的输出端与第一冷凝器的输入端连接，所述第一冷凝器的输出端通过第一三通阀与第六泵管的输入端连接，所述第六泵管的输出端通过第二三通阀与第三混合器的输入端连接，所述第三混合器的输出端与第二加热器的输入端连接，所述第二加热器的输出端与第二冷凝器的输入端连接，所述第二冷凝器的输出端与流通池连接，用于泵入空气的第七泵管的输出端与第二三通阀的输入端连接。
[0014] 其中，所述第一加热器、第二加热器分别为温度为90~100℃的热浴池，所述第一冷凝器、第二冷凝器的温度分别为5~15℃。
[0015] 其中，所述热浴池的温度为95℃，所述第一冷凝器、第二冷凝器的温度分别为10℃。
[0016] 其中，所述第一混合器、第二混合器、第三混合器分别为玻璃圈。
[0017] 其中，所述第四泵管的流速为0.1~0.3ml/min，内径为0.5~0.7mm；所述第一泵管、第五泵管、第七泵管的流速分别为0.3~0.4ml/min，内径为0.7~0.8mm；所述第三泵管的流速为0.6~0.7ml/min，内径为1.0~1.1mm；所述第二泵管、第六泵管的流速分别为0.7~0.8ml/min，内径为1.1~1.2mm。
[0018] 其中，所述第四泵管的流速为0.24ml/min，内径为0.64mm；所述第一泵管、第五泵管、第七泵管的流速分别为0.32ml/min，内径为0.76mm；所述第三泵管的流速为0.62ml/min，内径为1.02mm；所述第二泵管、第六泵管的流速分别为0.78ml/min，内径为1.14mm。
[0019] 与现有技术相比，本发明的优点在于：本申请提供了一种能测试水中高锰酸盐指数的在线自动监测装置，本装置结构简单、合理，本装置提高了测试的响应值，测试结果准确，盲样测得值与参考值相符，且与国家标准数据一致，并且质控样在允许误差范围内；同时，标准曲线的线性为一次线性，并且相关性系数可达0.9995，极大的提高了分析的准确性，其测量范围为0~6mg/L。
[0020] 另外，本监测装置采用二价锰离子作为引发剂，其不但不会对分析测试结果产生干扰，而且使得化学反应能够快速进行，以顺利实现化学分析。
附图说明
[0021] 图1为本发明实施例自动监测装置的结构示意图；
[0022] 图2为本发明实施例测试时的分析图谱；
[0023] 图3为本发明实施例测试时的标准曲线图。
具体实施方式
[0024] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0025] 本实施例的高锰酸钾指数的在线自动监测装置，如图1所示，包括依次连接的混合管路、反应管路和测试管路。其中，混合管路包括依次连接的四通阀8（具体为钢针四通）、第一混合器9和第二混合器10，用于泵入空气的第一泵管1的输出端与四通阀8的第一输入端连接，用于泵入样品的第二泵管2的输出端与四通阀8的第二输入端连接，用于泵入高锰酸钾溶液的第三泵管3的输出端与四通阀8的第三输入端连接，四通阀8的输出端与第一混合器9的输入端连接，用于泵入载流液的第四泵管4的输出端分别与第一混合器9的输出端、第二混合器10的输入端连接。
[0026] 其中，反应通道包括依次连接的加热器和冷凝器。加热器包括第一加热器11和第二加热器15，冷凝器包括第一冷凝器12和第二冷凝器16，第一加热器11的输入端与第二混合器10的输出端连接，第一加热器11的输出端与第一冷凝器12的输入端连接，第一冷凝器12的输出端通过第一三通阀18与第六泵管6的输入端连接，第六泵管6的输出端通过第二三通阀13(具体为钢针三通)与第三混合器14的输入端连接，第三混合器14的输出端与第二加热器15的输入端连接，第二加热器15的输出端与第二冷凝器16的输入端连接，第二冷凝器16的输出端与流通池17连接，用于泵入空气的第七泵管7的输出端与第二三通阀13的输入端连接。
[0027] 测试通道包括流通池17(50mm)，流通池17的输出端连接有用于排废的第五泵管5。
[0028] 第一加热器11、第二加热器15分别为温度为95℃的热浴池，第一加热器11的热浴圈体积为12mL，第二加热器15的热浴圈体积为10mL；第一冷凝器12、第二冷凝器16的温度分别为10℃。
[0029] 第一混合器9、第二混合器10、第三混合器14分别为玻璃圈，其中，第一混合器9、第二混合器10都为10T(即圈数为10圈)玻璃圈，可充分将高锰酸钾溶液与载流液充分混合，第三混合器14为5T(即圈数为5圈)玻璃圈，以充分混入空气。
[0030] 因泵入的试剂不同，所以各个泵的流速及其内径也具有明显的区别。其中，第四泵管4的流速为0.24ml/min，内径为0.64mm；第一泵管1、第五泵管5、第七泵管7的流速分别为0.32ml/min，内径为0.76mm；第三泵管3的流速为0.62ml/min，内径为1.02mm；第二泵管2、第六泵管6的流速分别为0.78ml/min，内径为1.14mm。
[0031] 利用上述的自动监测装置来测得水质中高锰酸盐指数时，具体操作如下：
[0032] 一、检测试剂的准备
[0033] 1、配制高锰酸钾储备液（0.1mol/L）
[0034] 称取0.79g高锰酸钾（优级纯GR），溶于50mL蒸馏水中，得到浓度为0.1mol/L的高锰酸钾储备液，将其存于棕色玻璃瓶内，置冰箱内保存，备用。
[0035] 2、配制高锰酸钾溶液（0.001 mol/L）
[0036] 准确从高锰酸钾储备液中移取1ml，定容到100ml，得到浓度为0.001 mol/L的高锰酸钾溶液。
[0037] 3、配制载流液
[0038] 分别量取62.5ml的浓硫酸（质量份数为95~97%），10ml的浓磷酸，溶解于400ml的蒸馏水中，加入0.08g硫酸锰溶解，最后用蒸馏水定容至500ml。
[0039] 4、配制清洗液
[0040] 称取1g盐酸羟胺，用蒸馏水定容至1000ml。
[0041] 5、配制标准样品贮备液
[0042] 溶解0.8375 g草酸钠于 800 ml 标准稀释液（蒸馏水）中，并用标准稀释液（蒸馏水）定容至1000ml，每毫升含100mgO2，避光贮存于棕色瓶中。
[0043] 6、配制标准样品工作液
[0044] 使用标准样品贮备液配制至少6个点的标准样品工作液，稀释液为蒸馏水，标准点的浓度最好覆盖样品的浓度，如0-6mg/L，准确计算标样浓度，并保存在冰箱中，每周重新配制。
[0045] 本实施例的标准样品工作液的配制标准如表1所示。
[0046]浓度mg/L 0.25 0.5 1 2 4 6
贮备液含量 0.25% 0.5% 1% 2% 4% 6%
[0047] 二、测试过程
[0048] 1、系统清洗
[0049] 由于本实施例的自动监测装置管路较长，为尽可能的缩短清洗时间，建议清洗遵从以下步骤：
[0050] 在取样针取样完毕复位后计时，20分钟后取出硫酸、高锰酸钾试剂针置于清洗液中泵入清洗液以清洗管路，5分钟后把硫酸、高锰酸钾试剂针置于蒸馏水中继续清洗30分钟以上即可。
[0051] 2、采样、测量
[0052] 分别将空气通过第一泵管1、样品通过第二泵管2、高锰酸钾溶液通过第三泵管3、载流液通过第四泵管4泵入混合管路中，其中，空气、样品、高锰酸钾溶液在第一混合器9内混合，然后再与载流液在第二混合器10内混合，最后，混合液进入反应管路，并向流通池17方向连续流动。
[0053] 水样被高锰酸钾溶液推进，并在推进过程中渐渐扩散与高锰酸钾和载流液混合，样品和试剂呈现梯度混合，混合液进入第一加热器11内被加热至95℃，在高温高压条件下，水中的可氧化污染物与高锰酸钾快速反应，被氧化消解；然后继续向前流动，经第一冷凝器12冷却至10℃；接着继续向前流动，经过第一三通时，由第一三通向系统外排废，接着由第六泵管6将混合液经由第二三通泵入第三混合器14，此时，空气由第七泵管7通过第二三通泵入管路，并与混合液在第三混合器14内混合；然后，混合液进入第二加热器15内被加热至95℃，在高温高压条件下，水中剩余的可氧化污染物与高锰酸钾快速反应，被氧化消解；然后继续向前流动，经第二冷凝器16冷却至10℃。
[0054] 继续向前流动，通过流通池17时，被波长为520nm光源照射（参比波长为610nm），通过光电转换计算样品的吸光度，得到高锰酸钾量的变化值，从而计算高锰酸盐指数值将峰高或峰宽经与空白试验及标样的曲线比较，计算求得水样中高锰酸盐指数的含量。
[0055] 测试后的混合液由第三泵管3向系统外排废。
[0056] 另外，在操作本实施例的自动监测装置时，要注意如下三方面：1、在开机后要打开冷却水循环，注意循环水机的开关机顺序，实验完毕关闭循环冷却水；2、注意开启热浴池，实验完毕关闭热浴池；3、该方法为逆化学反应，增益调节要求电流（蓝条）位于整个方框的20%以下。
[0057] 本实施例的测试的分析图谱如图2所示，标准曲线图如图3所示。由图可知，用本实施例的自动监测装置检测水质中高锰酸盐指数时，其精密度较高，相对于标准偏差2
≤2.5%（0.5ppm标样连续10次进样）；另外实验室间的相对误差≤2.5%，校准系数R在
0.9995以上。
[0058] 以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，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，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
