电解质分析仪十篇

电解质分析仪篇1

关键词关键词：Android系统；电解质分析仪；操作管理；串口通信

DOIDOI：10.11907/rjdk.162460

中图分类号：TP319文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2017）001005404

引言

社会不断进步，人们的生活条件也在逐步改善，人们在享受高品质生活的同时，愈加关注个人身体健康。电解质作为人体体液的重要组成成分，对人体正常生理机能的维持起着十分重要的作用[1]。电解质分析仪作为一种用于检测电解质离子浓度的仪器，为临床诊断提供了有力依据。

目前，电解质分析仪普遍采用离子选择性电极法测量样品中电解质离子的浓度[2]。该方法的核心是一种电化学传感器――离子选择性电极。电极由胶壳、金属棒、内充液、选择性透析膜等构成。当被测样品流经电极池时，被测样品中的不同离子可透过与之对应的选择性透析膜，与电极内充液进行化学反应，在选择性透析膜的两端形成电位差。该电压通过电极的金属棒引到信号处理电路板上，进行两级放大处理，最终由处理器完成采样分析，参考电极同右到信号处理电路板的接地点。通过检测一个精确的已知离子浓度的标准溶液获得定标曲线，从而检测出样本中的离子浓度[3]。越来越多的电解质分析仪集成了总二氧化碳含量的测量功能，其主要采用气敏传感器的方法来检测二氧化碳浓度。气敏传感器将采集到的相关参数传送给处理单元，经过处理后即可得出样品中总二氧化碳含量。

Android是由Google和开放手机联盟共同开发的一种基于Linux内核的开源操作系统 [4]。近年来，随着智能化信息技术的高速发展，Android已成为智能手机、平板电脑所使用主流操作系统，倍受广大用户青睐。基于Android系统的工业控制系统的研发也成为当前的一个研究热点，一些工控设备厂商已经在生产制造Android工业平板，如北京迪文、深圳扬创、深圳显控等，平板电脑能提供必要的底层驱动、接口调用以及SDK，方便程序设计人员用于工业应用开发。

Android工业平板保留了大部分普通接口并增加了工业控制类接口，包括USB、RS232、RJ45、SD卡、音频接口等，还能通过扩展模块的方式支持蓝牙、WiFi、3G等其它接口方式。如果说在复杂的工业控制现场，Android设备还难以满足严格的实时需求，那么在一些交叉性领域，比如楼宇智能控制、智能家居控制、医疗电子、公共服务设备等，都可以基于Android系统进行应用开发，提供界面及UI交互手段。

根据以上论述，传统的电解质分析仪在硬件架构设计和人机交互方式上都或多或少存在着不足之处。Cortex M4处理器的高性能和Android系统提供的人性化的交互方式，为基于Android系统的电解质分析仪上位分离的实现提供了可靠的技术支撑。

1电解质分析仪总体设计

1.1液路控制模块

液路控制模块通过电磁阀和电机协同工作来控制测量样本在仪器内部的合理流向。在本设计中，液路控制模块由试剂包、管道、离子选择性电极池、进样针、吸液池、电磁阀、三通阀门、四通阀门、搅拌池、样品转盘、转盘电机组成，其中还涉及控制进样针动作的步进电机和控制液体流动的蠕动泵。液路控制模块结构如图1所示。

根据图1所示，试剂包中包括有A标准液、B标准液、CO2稀释液和废液。

蠕动泵M1执行A标准液、B标准液以及待测样本的抽液动作，蠕动泵M3负责将CO2稀释液抽入搅拌池中，搅拌电机M7则将搅拌池里CO2稀释液中的CO2排出，蠕动泵M2将搅拌池中稀释液液抽至废液瓶中。M5和M6两个步进电机联合控制进样针的前后上下动作，步进电机M4则控制样品转盘转动。

电磁阀A和B的通断，结合四通阀门决定待测液体是A标准液还是B标准液。电磁阀C的通断，结合三通阀门控制着CO2进入传感器。

离子选择性电极池中的电极将检测到的不同电解质离子的参数传递给信号处理板。CO2传感器将检测到的CO2参数传递给主控板。

1.2测量原理

离子选择性电极对溶液中的离子活度比浓度更为敏感，溶液中的被测离子，迁移到电极膜上，便会在测量电极和参比电极之间形成电位差，理想的电极对x离子产生的电位差符合能斯特方程：

需要进行系统标定，克服漂移，提高系统测量的准确性。

选用两种已知离子浓度的A标准液和B标准液用作离子选择性电极校准。设A和B标准液的电位分别为EA和EB，离子浓度为CA和CB，电极斜率为slope。根据已测得电位值和已知离子浓度值可计算出各电极实际斜率为：

slope=EB-EAlg（CB）-lg（CA）=EB-EAlg（CB/CA）（2）

设测量样本的电位为Ex，离子浓度为Cx，在同样A标准液和B标准液校准的情况下，slope值保持不变。从而可以根据式（3）：

slope=Ex-EAlg（Cx/CA）（3）

求得离子浓度Cx为：

Cx=10Ex-EAslopeCA（4）

pH值是溶液中氢离子活度的负对数，当溶液浓度较稀时，用浓度表示：pH=-lg[H+]。

pH值的测量与离子浓度的测量有些不同，但其测量仍然符合能斯特方程，采用标准比较法，先测得A标准液的电位EA，再测得待测样品的电位Ex，最终可以求得溶液的pH值，即：

pH=pH0+（CA-CB）（Ex-EA）/（EB-EA）（5）

在实际测量中，可能会出现测量结果与实际结果这两条对数直线无法拟合的情况，可通过斜率进行校正。一般通过两种以上的定标液校正，可得到正确的修正结果。

1.3总体架构设计

目前市场上的电解质分析仪采用两层架构设计，主要有以下两种方案：LCD+物理按键+主控板、触摸屏+主控板。

第一种方案下，LCD仅仅用于显示数据，控制命令都由物理按键触发，主控板在接收到命令后，驱动相应的机械部件来执行指定的操作，并完成数据采集与分析，给出检测结果。第二种方案下，由普通触摸屏替代了LCD和按键，控制命令是由触控操作来触发，与第一种方案相比，省去了物理按键部分，面板上可以预留出更多的空间给触摸屏，从而提供更加丰富的显示内容。

这两种架构方式对于UI的开发都是不利的，相较于成熟的操作系统而言，这些UI不仅功能简单，而且基本不能用于二次开发；在主控板级别，数据采集、电磁阀开关以及所有电机的动作执行均由单个CPU来控制，或是增加几个协控制器来辅助控制，导致程序逻辑非常复杂，系统开发和维护难度很高。

鉴于以上问题，本文提出了基于Cortex M4和Android系统[5]的三层架构，其总体设计如图2所示。

顶层为人机接口层，选用带有Android系统的工业串口屏[6]，为用户提供良好的界面效果和触控体验。扫描枪用来识别试剂包和测试样品条码，打印机打印出检测报告。Android系统上运行上位机程序，实现所有UI，完成与中间层的交互，还可以将数据通过USB、网口或者串口传送至PC。

中间层为核心控制层，其核心单元为主控板，通过串口与Android上位机和步进电机驱动板进行实时通讯。主控板选用基于Cortex M4内核的STM32F407作为核心控制芯片，以μC/OS III[7]为软件平台，开发设计核心控制程序，实F对仪器所有运动和测试流程的控制，包括机械动作和传感器数据的采集与分析。

底层是步进电机驱动单元，使用基于C8051F381和TB6560AHQ的通用步进电机驱动板作为电机驱动器。它靠接收中间层的控制指令来驱动电机完成动作，并反馈相关信息。2算法设计

2.1新型S形曲线设计

在本设计中，为了使算法实现简单，将电机的完整运行过程分为加加速-减加速-匀速-加减速-减减速5个阶段，如图3所示。

其中减减速阶段可以看作是指数曲线的偏移旋转所得，其原型可以用式（6）表示：

f（t）=fm（1-e-t/τ）（6）

其中：fm是减加速阶段曲线的极限延伸值，接近运行频率fh，τ是电机频率升降快慢时间常数，由加速时间T、起始频率f0以及fh来确定。

图3新型S形曲线加减速过程

为了使曲线光滑，加加速段曲线是减加速段曲线以（T/2，（fh-f0）/2）为中心点旋转180°所得。这样的处理在保证稳定性的基础上简化了处理过程。

经过平移和旋转变换后的加加速曲线和减加速曲线如式（7）和式（8）所示。

f（t）=fm-f02et-T2/τ-1+fm-f02 （t≤T2）（7）

ft=fm-f021-e-t-T2/τ+fm+f02（t>T2）（8）

取fm=1.01fh，将fh、T代入式（9）解得：

τ=-T2ln0.02fh1.01fh-f0-1（9）

在实际编程过程中不可能时刻计算电机的频率，需要把升速曲线离散化，具体做法是将曲线在时间上或频率上进行2N等分，加加速段和减加速段都各进行N等分，考虑到频率加速阶段的陡峭，为了获得更加平滑的加速曲线，本设计采用了频率等分。

频率等分变化值Δf的计算如式（10）所示。

f=fh-f02N（10）

2.2新型S形曲线算法仿真

3结语

本文设计并实现了基于Android的电解质分析仪，为用户提供了更加友好的人机交互方式，功能模块划分更加明确，提高了样本检测效率，简化了步进电机的控制。但由于笔者时间和精力有限，系统仍存在一些不足之处。可从以下几个方面加以改进：本设计中只用到了Android串口屏[8]中的USB、串口，在后续研究中可考虑使用RJ45接口或WIFI模块，将仪器联网，以实现远程控制及数据共享；PCB在电磁兼容方面设计还存在一些不足，需进一步完善；步进电机驱动板的限流电阻为固定值，为了适应更多种类型的两相步进电机，可考虑在电机驱动板上增加多路限流电阻，通过拨码开关根据电机的特性来调节限流电阻的大小，从而匹配电机的驱动电流。

图5连续的S形曲线

参考文献：

[1]华明泉.全自动血液分析仪操作管理系统的应用软件开发[D].南京： 东南大学，2015.

[2]刘立行， 刘旭东. 等电位差离子选择性电极法研究[J]. 天津师范大学学报， 2007， 27（2）： 46.

[3]SHVEDENE NV， BOROVSKAYA SV， SVIRIDOV VV， et al. Measuring the solubilities of ionic liquids in water using ionselective electrodes [J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry， 2005， 381（2）：427430.

[4]金智义， 张戟. 基于Android平台的串口通信实现[J]. 电脑知识与技术， 2011， 7（13）： 29832985.

[5]严旭. 基于Android的个人健康信息管理系统设计与实现 [D]. 西安： 西安建筑大学， 2014.

[6]SRINIVASAN D， RAAJAN NR， JAYAKUMAR VK， et al. Intelligent lighting control using android application [J]. International Journal of Applied Engineering Research， 2014，9（16）：33613366.

[7]廖永富， 罗忠， 冉全. 一种新型S形曲线步进电机加减速控制方法[J]. 湖北第二师范学院学报， 2015， 32（8） ： 3235.

电解质分析仪篇2

关键词：水质自动监测，技术关键，分析仪器，可靠性

 

1、前言

实施水质自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，达到及掌握主要流域重点断面水体的水质状况、预警预报重大或流域性水质污染事故、解决跨行政区域的水污染事故纠纷、监督总量控制制度落实情况、排放达标情况等目的。

2、水质自动监测技术

2.1水质自动监测系统的构成

在水质自动监测系统网络中，中心站通过卫星和电话拨号两种通讯方式实现对子站的实时监视、远程控制及数据传输功能，托管站也可以通过电话拨号方式实现对所托管子站的实时监视、远程控制及数据传输功能，其他经授权的相关部门可通过电话拨号方式产现对相关子站的实时监视和数据传输或能。

每个子站是一个独立完整的水质自动监测系统，一般由6个主要子系统构成，包括：采样系统、预处理系统、监测仪器系统、PLC控制系统、数据采集、处理与传输子系统及远程数据管理中心、监测站房。目前，水质自动监测系统中的子站的构成方式大致有三种：

（1）由一台或多台小型的多参数水质自动分析仪（如：YS1公司和HYDROLAB公司的常规五参数分析仪）组成的子站（多台组合可用于测量不同水深的水质）。其特点是仪器可直接放于水中测量，系统构成灵活方便。

（2）固定式子站：为较传统的系统组成方式。其特点是监测项目的选择范围宽。

（3）流动式子站：一种为固定式子站仪器设备全部装于一辆拖车（监测小屋）上，可根据需要迁移场所，也可认为是半固定式子站。其特点是组成成本较高。。

各单元通过水样输送管路系统、信号传输系统、压缩空气输送管路系统、纯水输送管路系统实现相互联系。

一个可靠性很高的水质自动监测系统，必须同时具备4个要素：

（1） 高质量的系统设备；

（2） 完备的系统设计；

（3） 严格的施工管理；

（4） 负责的运行管理。。

2.2水质自动监测的技术关键

2.2.1采水单元

包括水泵、管路、供电及安装结构部分。在设计上必须对各种气候、地形、水位变化及水中泥沙等提出相应解决措施，能够自动连续地与整个系统同步工作，向系统提供可靠、有效水样。

2.2.2配水单元

包括水样预处理装置、自动清洗装置及辅助部分。配水单元直接向自动监测仪器供水，具有在线除泥沙和在线过滤，手动和自动管道反冲洗和除藻装置；其水质、水压和水量应满足自动监测仪器的需要。

2.2.3分析单元

由一系列水质自动分析和测量仪器组成，包括：水温、PH、溶解氧（DO）、电导率、浊度、氨氮、化学需氧量、高锰酸盐指数、总有机碳（TOC）、总氮、总磷、硝酸盐、磷酸盐、氰化物、氟化物、氯化物、酚类、油类、金属离子、水位计、流量/流量/流向计及自动采样器等组成。各主要在线自动分析仪器的发展现状将地第3节详述。

2.2.4控制单元

包括：

（1） 系统控制柜和系统控制软件；

（2） 数据采集、处理与存储及其应用软件；

（3） 线通讯和卫星通讯设备。

2.2.5子站站房及配套设施

包括：（1）站房主体； （2）配套设施

3、在线自动分析仪器的发展

3.1概述

水质自动监测仪器仍在发展之中，欧、美、日本、澳大利亚等国均有一些专业厂商生产。目前，经较成熟的常规项目有：水温、PH、溶解氧（DO）、电导率、浊度、氧化还原电位（ORP）、流速和水位等。常用的监测项目有：COD、高锰酸盐指数、TOC、氨氮、总氮、总磷。其他还有：氟化物、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、氰化物、硫酸盐、磷酸盐、活性氯、TOD、BOD、UV、油类、酚、叶绿素、金属离子（如六价铬）等。

目前的自动分析仪一般具有如下功能：自动量程转换，遥控、标准输出接口和数字显示，自动清洗（在清洗时具有数据锁定功能）、状态自检和报警功能（如：液体泄漏、管路堵塞、超出量程、仪器内部温度过高、试剂用尺、高/低浓度、断电等），干运转和断电保护，来电自动恢复，COD、氨氮、TOC、总磷、总氮等仪器具有自动标定校正功能。

3.2常规五参数分析仪

常规五参数分析仪经常采用流通式多传感器测量池结构，无零点漂移，无需基线校正，具有一体化生物清洗及压缩空气清洗装置。如：英国ABB公司生产的EIL7976型多参数分析仪、法国Polymetron公司生产的常规五参数分析仪、澳大利亚GREENSPAN公司生产的Aqualab型多参数分析仪（包括常规五参数、氨氮、磷酸盐）。另一种类型（“4+1”型）常规五参数自动分析仪的代表是法国SERES公司生产的MP2000型多参数在线水质分析仪，其特点是仪器结构紧凑。

常规五参数的测量原理分别为：　水温为温度传感器法（PlatinumRTD）、PH为玻璃或锑电极法、DO为金-银膜电极法（Galvanic）、电导率为电极法（交流阻抗法）、浊度为光学法（透射原理或红外散射原理）。

3.3化学需氧量（COD）分析仪

COD在线自动分析仪的主要技术原理有六种：

（1） 重铬酸钾消解-光度测量法；

（2） 重铬酸钾消解-库仑滴定法；

（3） 重铬酸钾消解-氧化还原滴定法；

（4） UV计（254nm）；

（5） 氢氧基及臭氧（混和氧化剂）氧化-电化学测量法；

（6） 臭氧氧化-电化学测量法。

从原理上讲，方法（3）更接近国标方法，方法（2）也是推荐的统一方法。方法（1）在快速COD测定仪器上已经采用。方法（5）和方法（6）虽然不属于国标或推荐方法，但鉴于其所具有的运行可等特点，在实际应用中，只需将其分析结果与国标方法进行比对试验并进行适当的校正后，即可予以认可。但方法（4）用于表片水质COD，虽然在日本已得到较广泛的应用，但欧美各国尚未应用（未得到行政主客部门的认可），在我国尚需开展相关的研究。

从分析性能上讲，在线COD仪的测量范围一般在10（或30）~2000mg/l，因此，目前的在线COD仪仅能满足污染源在线自动监测的需要，难以应用于地表水的自动监测。另外，与采用电化学原理的仪器相比，采用消解-氧化还原滴定法、消解-光度法的仪器的分周期一般更长一些（10min~2h），前者一般为2~8min.

从仪器结构上讲，采用电化学原理或UV计的在线COD仪的一般比采用消解-氧化还原滴定法、消解-光度法的仪器结构简单，并且由于前者的进样及试剂加入系统简便（泵、管更少），所以不仅在操作上更方便，而且其运行可*性也更好。

从维护的难易程度上讲，由于消解-氧化还原滴定法、消解-光度法所采用的试剂种类较多，泵管系统较复杂，因此在试剂的更换以及泵管的更换维护方面较烦琐，维护周期比采用电化学原理的仪器要短，维护工作量大。

从对环境的影响方面讲，重铬酸钾消解-氧化还原滴定法（或光度法、或库仑滴定法）均有铬、汞的二次污染问题，废液需要特别的处理。而UV计法和电化学法（不包括库仑滴定法）则不存在此类问题。

3.4高锰酸盐指数分析仪

高锰酸盐指数在线自动分析仪的主要技术原理有三种：

（1） 高锰酸盐氧化-化学测量法；

（2） 高锰酸盐氧化-电流/电位滴定法；

（3） UV计法（与在线COD仪类似）。

从原理上讲，方法（1）和方法（2）并无本质的区别（只是终点指示方式的差异而已），在欧美和日本等国是法定方法，与我国的标准方法也是一致的。将方法（3）用于表征水质高锰酸盐指数的方法，在日本已得到较广泛的应用，但在我国尚未推广应用，也未得到行政主客部门的认可。

从分析性能上讲，目前的高锰酸盐指数在线自动分析仪已能够满足地表水在线自动监测的需要。另外，与彩和化学方法的仪器相比，采用氧化还原滴定法的仪器的分析周期一般更长一些（2h），前者一般为15~60min.

从仪器结构上讲，两种仪器的结构均比较复杂。

3.5总有机碳（TOC）分析仪

TOC自动分析仪在欧美、日本和澳大利亚等国的应用较广泛，其主要技术原理有四种：

（1）（催化）燃烧氧化-非分散红外光度法（NDIR法）；

（2）UV催化-过硫酸盐氧化-NDIR法；

（3）UV-过硫酸盐氧化-离子选择电极法（ISE）法；

（4） 加热-过硫酸盐氧化-NDIR法；

（5） UV-TOC分析计法。

从原理上讲，方示（1）更接近国标方法，但方法（2）~方法（4）在欧美等国也是法定方法。将方法（5）用于表征水质TOC，虽然在日本已得到较广泛的应用，但在欧美各国尚未得到行政主管部门的认可。

从分析性能上讲，目前的在线TOC仪完全能够满足污染源在线自动监测的需要，并且由于其检测限较低，应用于地表水的自动监测也是可行的。另外，在线TOC仪的分析周期一般较短（3~10min）。

从仪器结构上讲，除了增加无机碳去除单元外，各类在线TOC仪的结构一般比在线COD仪简单一些。

3.6氨氮和总氮分析仪

氨氮在线自动分析仪的技术原理主要有三种：

（1） 氨气敏电极电位法（PH电极法）；

（2） 分光光度法；

（3） 傅立叶变换光谱法。在线氨氮仪等需要连续和间断测量方式，在经过在线过滤装置后，水样测定值相对偏差较大。

总氮在线自动分仪的主要技术原理有两种：

（1） 过硫酸盐消解-光度法；

（2） 密闭燃烧氧化-化学发光分析法。

3.7磷酸盐和总磷分析仪

（反应性）磷酸盐自动分析仪主要的技术原理为光度法。总磷在线自动分析仪的主要技术原理有：

（1） 过硫酸盐消解-光度法；

（2） 紫外线照射-钼催化加热消解，FLA-光度法。

从原理上讲，过硫酸盐消解-光度法是在线总氮和总磷仪的主选方法，也是各国的法定方法。基于密闭燃烧氧化-化学发光分析法的在线总氮仪以及基于紫外线照射-钼催化加热消解，FIA-光度法的在线总磷仪主要局限于日本。前者是日本工业规格协会（JIS）认可的方法之一。

从分析性能上讲，目前的在线总氮、总磷仪已能满足污染源和地表水自动监测的需要，但灵敏度尚难以满足评价一类、二类地表水（标准值分别为0.04mg/l和0.02mg/l）水质的需要。。另外，采用化学发光法、FIA-光度法的仪器的分析周期一般更短一些（10~30min），前者一般为30~60min.

从仪器结构上讲，采用化不发光法或FIA-光度法的在线总氮、总磷仪的结构更简单一些。

3.8其他在线分析仪器

TOD自动分析仪：技术原理一般为燃烧氧化-电极法。

油类自动分析仪：技术原理一般为荧光光度法。

酚类自动分析仪：技术原理一般为比色法。

UV自动分析仪：技术原理为比色法（254nm）。具有简单、快捷、价格低的特点。不适于地表水的自动在线监测，国外一般是用于污染源的自动监测，并经常经换算表示成COD、TOC值。应用的前提条件是水质较稳定，在UV吸收信号与COD或TOC值之间有较确定的线性相关关系。

硝酸盐和氰化物自动分析仪：技术原理主要有：

（1） 离子选择电极法；

（2） 光度法。

氟化物和氯化物自动分析仪：技术原理一般为离子选择电极法。

主要参考文献：

1、李国刚，“化学需氧量（CODcr）水质在线自动监测仪”认定技术条件的诠释，《中国环保产业》第1～2期 NO.1.2 2002 总第42.43期

2、武万峰 徐立中徐鸿，水质自动监测技术综述，《水利水文自动化》2004年 第1期

3、王玉华 赵学民 周怀东， 水质自动监测技术及其应用分析，《水文》2004年 第3期

电解质分析仪篇3

关键词：水库；水质监测；水质多参数监测仪；饮用水；监测结果 文献标识码：A

中图分类号：X522 文章编号：1009-2374（2016）10-0092-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.10.045

1 概述

某水库位于长江入海口，水域辽阔，部分区域水深较浅，流动性较差，夏季有藻类增殖的隐患；冬季受咸潮侵袭，对水库水质造成威胁。随着水库气象、水文、水动力等因素不断变化，水库水质参数在时间和空间的分布呈现出不规律的特征，仅依靠每天一次的实验室水质检测无法满足水库水质监管和安全供水的要求。因此，该水库配备了YSI 6600V2型水质多参数监测仪和Hydrolab DS5水质多参数监测仪进行水质在线监测，利用无线通信技术通过计算机实时了解水库水质变化情况，为水库调度运行提供依据。然而关于该类仪器的研究不多，尤其在实际使用中的适用性、准确性、稳定性等尚缺乏相关的资料和报道。本文依据我国水质相关标准，对YSI 6600V2型水质多参数监测仪和Hydrolab DS5水质多参数监测仪在叶绿素a、溶解氧、pH、电导率等方面的监测情况与实验室检测数据进行比对和分析，为该类仪器的实际使用提供思路和方法。

2 材料与方法

2.1 仪器

YSI 6600V2型水质多参数监测仪（以下简称6600多参数仪）、Hydrolab DS5水质多参数监测仪（以下简称DS5多参数仪）、溶解氧测试仪带水温功能（型号：HQ40d LDO）、pH测试仪（型号：senION MM340）、电导率测试仪（型号：senION EC5）、分光光度计（型号：DR2800）。

6600多参数仪已使用3年时间，DS5多参数仪已使用4年时间。DS5多参数仪通过数据线连接电脑，操作软件为OTT Hydras3LT，6600多参数仪通过数据线连接电脑，操作软件为Eco watch。两台多参数仪的构造、工作原理、操作方法、通讯方式大致相同。

2.2 方法

2014年7月6日、7月7日、7月8日、7月9日、7月10日，采集水库输水区水样，分别进行仪器测定和实验室测定，对测定结果进行对比。其中实验室测定的叶绿素a由分光光度法完成，溶解氧、pH、电导率指标由仪器完成。

3 结果与分析

3.1 叶绿素a

叶绿素a是藻类预警监测的重要指标之一，也是水库长期重点监测的水质指标之一。目前实验室测量叶绿素a主要采用分光光度法，通过90%丙酮提取水样中的叶绿素a，提取过程需要避光24小时，再通过分光光度计进行分析。6600多参数仪与DS5多参数仪采用荧光法测定水样中叶绿素a的含量。荧光法是利用水中藻类叶绿素a发出的荧光强度来反映叶绿素a的含量，从而进一步测量藻类叶绿素a的方法。荧光法已经由EPA（美国环境保护署）认证成为测量叶绿素a的标准方法。7月6～10日，由实验室、6600多参数仪、DS5多参数仪所测得的叶绿素a数据如图1所示：

图1 叶绿素a数据比较

由图1可知，6600多参数仪与DS5多参数仪在7月6日和7月7日所测得的叶绿素a数据与实验室数据完全一致，后三天数据的误差也仅在2μg/L以内。6600多参数仪与DS5多参数仪叶绿素a探头性能良好，能够满足水质监测的要求。

传统的分光度法其优势在于实验方法成熟、结果准确、过程严谨、操作规范、有相关行业标准等，但其缺点也十分明显：（1）费时，提取叶绿素a的过程需要24小时；（2）过滤、提取、储存、离心、分光光度计分析等步骤比较繁琐；（3）需要有经验的分析人员长期操作来保证数据的稳定性和一致性；（4）无法做到实时监测。

6600多参数仪与DS5多参数仪叶绿素a监测具有比较明显的优势：（1）无需采样，无需破坏细胞的内部结构，测量在水体中直接进行；（2）操作简便，携带方便，即时读数，适合水面移动监测以及在线连续监测；（3）无需试剂，不产生废液

其不足之处：（1）叶绿素a受环境影响很大，缺少稳定准确的标准溶液进行校准；（2）浊度、气泡、光线都会干扰荧光探头，影响监测结果；（3）可以反映叶绿素a变化趋势，但不能完全代替传统的分光光度法，多参数仪需要实验室数据作为校准依据；（4）叶绿素a传感器24小时连续监测的情况下，寿命只有1年左右的时间。

3.2 溶解氧

6600多参数仪配备的是荧光法溶解氧传感器。荧光法溶解氧测量是基于荧光猝熄原理。蓝光照射到荧光物质上使荧光物质激发并发出红光，由于氧分子可以带走能量（猝熄效应），所以激发的红光的时间和强度与氧分子的浓度成反比。通过测量激发红光与参比光的相位差，并与内部标定值对比，从而可计算出氧分子的浓度。

DS5多参数仪配备的是膜法溶解氧传感器。溶解氧传感部分由金电极（阴极）和银电极（阳极）及氯化钾或氢氧化钾电解液组成，氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧分析仪电极加上0.6～0.8V的极化电压时，氧通过膜扩散，阴极释放电子，阳极接受电子，产生电流，根据法拉第定律：流过溶解氧分析仪电极的电流和氧分压成正比，在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系，从而计算出氧的浓度。7月6～10日，由实验室、6600多参数仪、DS5多参数仪所测得的溶解氧数据如图2所示：

图2 溶解氧数据比较

由图2可知，6600多参数仪与DS5多参数仪除了7月7日这组数据有较大差距外，其余4组数据与实验室基本拟合。7月6～10日6600多参数仪溶解氧平均值与实验室相对误差为3.6%，DS5多参数仪溶解氧平均值与实验室相对误差为2.4%。相对于传统的碘量法测定溶解氧，6600多参数仪荧光法溶解氧传感器和DS5多参数仪膜法溶解氧传感器有以下优点：（1）技术比较成熟，基本免维护；（2）无需采样，即时读数，适合水面移动监测以及在线监测；（3）没有流速或搅动的要求。DS5多参数仪膜法溶解氧传感器相对于6600多参数仪荧光法溶解氧传感器，需要额外定期为膜添加电解液，除了这一点外两款多参数仪在使用维护方面基本没有什么不同。

3.3 pH

6600多参数仪与DS5多参数仪测量pH的方法都是玻璃电极法，这是目前比较常用的测量pH的方法。

7月6～10日，由实验室、6600多参数仪、DS5多参数仪所测得的pH数据如图3所示：

图3 pH数据比较

从图3可以看出，6600多参数仪pH数据要明显高于实验室pH数据，绝对误差在0.2左右，DS5多参数仪pH数据要好于6600多参数仪，绝对误差在0.1以内。

3.4 电导率

6600多参数仪电导率测量原理是四电极流通式电导测量管法。电导率的测量过程中，电极间加上恒定振幅的电压信号，电极上流经一定的电流，电流大小取决于溶液中所含离子的数量，被测介质的电导率与运算放大器的输出电压成正比。四电极技术消除了极化电压对测量的影响。传感器材质为镍。DS5多参数仪电导率测量原理与6600多参数仪相同，传感器为石墨电极。7月6日6600多参数仪、DS5多参数仪与化验室监测电导率数据相对误差分别为1.4%和1.1%，7月7日相对误差分别为3.5%和0.7%，7月8日相对误差分别为2.8%和2.1%，7月9日相对误差分别为3.2%和0%，7月10日相对误差分别为3.5%和1.1%。两台多参数仪所监测的电导率数据基本与化验室一致。

3.5 实际使用情况

3.5.1 数据电缆。6600多参数仪配备了加固型电缆，监测深层水样时可直接拖拽电缆进行操作。DS5多参数仪这一点不如6600多参数仪，数据电缆不能拖拽，需再配备一根缆绳进行操作。

3.5.2 传输接口。6600多参数仪和DS5多参数仪都是利用RS-232型接口与电脑进行数据传输和操作的。野外监测的笔记本电脑一定要配备此型号接口。RS-232接口转换USB接口的转换器由于兼容性和稳定性的问题，经常发生无法识别接口的问题。两台多参数仪的传输接口在实际使用当中具有一定的局限性。

3.5.3 操作软件。DS5多参数仪的软件界面、按钮布置、可操作性都要比6600多参数仪更为优化，所有功能都为按钮点击即可进行操作，数据可直接生成为excel格式文档。而6600多参数仪的操作需要输入相应指令来完成，数据需要从软件内拷贝出来。

3.5.4 传感器维护。6600多参数仪和DS5多参数仪都需要定期维护，以该水库为例，多参数仪容易被贝壳类生物吸附，影响测量效果，需要每两周进行一次清洗。如果多参数仪传感器外层包裹一层铜皮粘纸，可以有效防止贝壳类生物产生的影响，延长清洗周期。

3.5.5 传感器更换。DS5多参数仪的传感器无法自行插拔更换，更换新传感器需要返厂进行驱动并做密封处理，而6600多参数仪可利用螺丝刀直接更换损耗的传感器，较DS5多参数仪方便。

4 结论与讨论

6600多参数仪与DS5多参数仪在水库使用了三四年之后依旧能够正常监测，反映水质变化趋势，该两款多参数仪在质量和性能上是稳定可靠的，能够满足水质在线监测的需要，同时也有不足之处有待改进。水质多参数仪无法代替实验室水质检测，必须以实验室水质数据为基础，定期进行校准和对比，这样才能保证监测数据的准确性。随着水质监测技术的提高，自动化程度越来越高，实时监测的水质多参数仪将有效地提高水库水质监测的工作效率，成为水质安全预警的重要环节，为水库生产运行及科学研究提供可靠依据。

参考文献

[1] 刘伟，王里奥，翟崇治，刘萍.Hydrolab DS5X水质多功能监测仪器的验收评价[J].安徽农业科学，2009，37（6）.

[2] 过伟，王晔，王洁尘.YSI 6600型水质多参数监测仪在太湖藻类监测中的应用[J].甘肃科技，2008，24（23）.

[3] 国家水利部.水质 叶绿素的测定 分光光度法（SL 88-2012）[S].北京：中国水利水电出版社，2012.

电解质分析仪篇4

关键词：研究生课程；分析仪器进展；创新素质；培养

中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）02-0110-02

进入21世纪，分析化学已经成为最有活力的高科技领域之一。《分析仪进展》是我校分析化学专业硕士研究生开设的一门涉及化学、物理学、电子学、计算机等多个学科的综合性课程，它以仪器分析新方法和仪器研究新进展为主要讲授内容，使硕士研究生能了解新的分析方法原理、新的分析仪器结构与原理，并重点培养学生的创新意识、提高学生的创新能力，尤其是在教学过程中，注意及时补充前沿科学、分析方法以及新型仪器的最新研究进展，紧密结合实际生活遇到的问题，由浅及深地引导学生创新性思维的培养，使之成为创新型人才――即不仅能发现问题，还能解决问题，并能够开拓新领域的人才。本文以作者在进行《分析仪器进展》课程教学为契机，探讨了在课程教学过程中如何培养研究生创新性思维和创新性能力等方面的探索。

一、注重授课方法，丰富教学内容，提高教学效果

分析仪器是人类认识自然、改造自然的重要工具，是新世纪全球科技、经济和社会持续发展的基础，是衡量一个国家科技水平的重要领域之一，是我国高科技领域先进性的重要体现之一。分析仪器的发展历程，是科学思想和创新意识应用于新工具、新方法，并用之解决新问题的典型个案。

绪论是课程内容的开始，讲好绪论是上好《分析仪器进展》课程的关键一环，其能有效地激发学生的学习兴趣和热情。因此，绪论内容的筛选，除了要向研究生展示课程的内容和要求，更应该注重分析仪器的发展历程及其在军事、航天、生产与生活等诸多领域的迫切性与重要性。在讲到分析化学的定义时，阐述了南京大学陈洪渊院士关于分析化学的定义，即分析化学是研究物质的组成和结构，确定物质在不同状态和演变过程中化学成分、含量和分布的量测科学，是化学科学的分支学科。定义的变化说明了分析化学的发展进入到了一个全新的阶段，我们的角色已经从数据的提供者转变成为问题的解决者。同时，通过介绍分析仪器发展简史、发展现状和与分析仪器发明发展相关的获得诺贝尔奖的情况，尤其是向同学们传达了国家将分析仪器的研究列入到了国家“十二五”化学学科优先发展领域，不仅使研究生了解到学科发展的历史，杰出科学家们的卓越贡献以及分析仪器科学的发展给人类文明和科技的进步带来的重大影响，同时也大大激发了学生的学习热情、对专业的热爱以及为科学献身的崇高理想。例如，英国物理学家阿斯顿（Francis William Aston）首次制成了聚焦性能较高的质谱仪，并用此来对许多元素的同位素及其丰度进行测量，因此他荣获了1922年的诺贝尔化学奖。1952年，马丁和辛格因为对色谱分析的贡献而获得诺贝尔化学奖。另外，在激发研究生对仪器分析课程学习兴趣的同时，使学生充分意识到创新性思维和能力的培养对自己开展研究工作、未来职业规划以及自身能力的提高都具有重要意义。阐述了创新是科学研究的灵魂，没有新意的研究是毫无意义的。对影响创造性思维的因素是和研究者的知识结构有很大关系进行了剖析。一般地说，创新分为三个阶段：（1）准备阶段（发现问题和资料收集）；（2）创新（酝酿和顿悟）；即“Idea”的产生；（3）验证（实践检验和逻辑证明）。这样，让同学从第一堂课开始，就让创新性思维与能力的意识生根发芽。

二、理论联系实际，创新能力提高的推动力

作为国家教育体系最高层次的研究生教育，其基本目标就是培养具有创新性科学研究能力的人才，具有创新能力的人才是建设创新型国家的基础。如何通过《分析仪器进展》课程的学习，来提高研究生的创新能力是一项重要的系统工程。作为教师，首先要分析学生，了解学生；其次要分析社会，了解社会对学生的能力需求。在对学生和社会进行充分分析的前提下，教师要保持始终站在知识的前沿，不断调整、充实教学内容，在教学活动过程中能综合运用各种教学方法和教学手段。

在教学过程中，注重结合科研实际列举有关现代分析仪器技术在生命科学、环境监测、食品药品检测等方面应用的能够引起学生产生浓厚兴趣的实例。如“三聚氰胺奶粉”事件、化学添加剂“瘦肉精”及“苏丹红”等的检测、香烟中重金属超标等这些贴近学生现实生活，也是他们较为关心且与自身专业有紧密联系的问题，通过学习仪器分析这门课程之后都能得到解答。这样的讲解对于激发学生的创新性思维和能力，发现问题、解决问题的能力都是十分有益的，同时也在无形中树立了学生严谨的科学思想，开阔了他们的科研思路。又如，美国“勇气”号登陆月球时所用的取样分析器、质谱等多种分析仪器，是人类遣往其他星球上第一个可以移动的、自动化的大型分析实验室。随后，美国的“凤凰号”火星探测器还用到了世界上最先进的显微镜电化学与传导性分析仪、热与气体分析仪等。在“计算机与仪器分析”章节，把人工智能及其在智能分析仪器方面的应用与现代医学中人体假肢的应用结合起来，尤其是最近美科学家发明了可用意念操控的假肢，即截肢后残端的神经可在短暂的时间内保持健康，把残臂的神经和胸部肌肉连接在一起，当想要移动胸部肌肉的时候，原来与手臂相连的神经会收到信号并通过计算机传递给假肢。这些新发现为智能化分析仪器的开发提供了新的思路。

三、多媒体课件的灵活运用

在《分析仪器进展》课程教学中，由于涉及的分析仪器和分析方法具有内容繁、特点和规律各成体系、仪器结构复杂等特点，因而仅靠传统的教学手段学生难以很好地理解和掌握。尤其是面临现代分析新理论、新方法的不断涌现和日新月异的前沿性知识更新，仅依靠传统的教学方式难以达到满意的教学效果。因此，为了解决上述问题，灵活运用多媒体课件来进行一些分析原理、仪器结构等较难理解的内容讲解，已成为有效的教学手段，并在教学过程中发挥着越来越重要的作用。例如，讲授虚拟实验室的构成及应用时，如果单纯用文字和简单图表来描述虚拟实验室的操作，学生可能较难理解其构成以及用途，如果用动画来演示，再配合手动操作和讲解，就使得学生不仅能够观察到仪器的内部结构，而且能更好地理解分析仪器的基本原理和仪器的结构，提高了教学效果。例如，剪辑电影《阿凡达》中出现的类似互连感应生态系统，形象地引出地球上其实也具备特殊的生物感应能力，如一种生活在海底泥泞沉积物中吞食硫磺的细菌，通过蛋白质细丝传导电子，将信息通讯传递至样本表面富含氧气的沉积层样本中，这样沉积层样本表面富含氧气区域的细菌可释放氧气。这些微生物可以远距离彼此生活在电子共生系统中。这种传导网络可以实现远程氧化反应的细菌违背了我们迄今所掌握的知识。将这些问题留给学生思考：利用“电子共生”现象能否与现代光、电、色等分析技术结合，构建新型复杂环境体系的分析方法？课后反馈，同学们兴趣浓厚，提出了很多不同的设想，收到了良好的教学效果。

四、寻找科研的结合点，引入自身的科研成果，激发学生对科研的兴趣

《分析仪器进展》课程涉及计算机、电分析、色谱分析、光分析、微全分析等教师科研中常用的一些仪器分析方法，因此容易找到与教师自身、本校科研成果的结合点。教师要充分利用此结合点，在教学过程中将本校教师取得的科研成果引入到分析仪器的研究与研发中去，让学生首先了解身边教师在科研上的成就以及发展历程，从而坚定学生对学习分析仪器的兴趣，为如何提高自身的创新性思维与能力树立了榜样。如在讲解电分析中新方法进展研究中，本校高鸿院士领导的研究组提出了离子选择电极瞬时信号分析，从最早如何发现新现象，到探索现象本质、提出新方法、探讨机理和应用，最后研制出活度阶梯切换和瞬时信号测量仪。另外，在介绍示波计时电位法研究中，电子线路的设计直接关系着分析仪器的稳定性、灵敏度以及应用范围，从传统示波计时电位法电子线路设计的思路出发，通过对比各个线路的优缺点，引导学生思考如何通过改变电子线路来提高示波计时电位分析仪器的性能。以上这些把一个新分析理论、仪器的发展与创新的三个阶段紧密结合，不仅进一步提高了学生对色谱基础理论的理解，更能够更深刻地体会到创新来源于发现，成长于探索，成熟于应用，激发了其对科学研究的兴趣。

我们认识到，研究生创新素质的培养是一项长期、复杂的系统工程。分析仪器作为新世纪全球科技、经济和社会持续发展的基础，我们要始终保持站在科学的前沿，不断改进教学方法、充实教学内容，不断地总结和积累教学经验，树立强烈的教育责任心，不断调整、改进教学方法，在教学过程中以《分析仪器进展》为主体，通过介绍分析化学方方面面的新进展，探索出一条培养研究生创新素质的新路子，以达到培养研究生良好的科学精神和启发同学们创新思维的目的。

参考文献：

[1]10000个科学难题-化学卷[A]//许丹科，陈洪渊.分析化学中的若干科学问题[M].北京：科学出版社，2009：416-418.

[2]杨秀梅.仪器分析方法与分析仪器主要特点及发展现状综述[J].生命科学仪器，2010，（8）：43-49.

[3]夏登峰，江宁，刘宏建.浅谈研究生教育与创新能力培养[J].科技创新导报，2011，（5）：147-148.

电解质分析仪篇5

判断一台数字电视测试仪器是否优秀,从维护角度来看，效率高、误判率低是评判的标准。按照这一评判标准，根据数字电视的传输原理，我们认为优秀的数字电视测试仪器应具备5个功能,即大动态的MER指标、准确的平均功率测量、可缩放的星座图显示、快速频谱分析、直接观看数字电视节目，当然功能越多，价格越贵。根据网络维护的实际需求，通过对各厂家数字电视测试设备的功能比较，我们选择了国内的DS1191型和DS2100B型以及韩国的1720型数字电视测试仪。这三款数字电视测试仪都具有以下功能：频谱分析（含频道/斜率频谱分析）；模拟/数字频道的电平、C/N测量；数字频道的MER、BER测量；干线电压测量；自动测试以及扫描、保存、调用、删除、打印测量文件等功能。而三款仪器最大的区别在于DS1191型MER指标最大可达到40 dBuV（简写为dB，下同）且具备星座图显示；1720型MER指标最大达到38 dB同时测试速度快；DS2100B型MER指标最大达到34 dB，同时测试速度慢。根据实际工作需要，我们购买了3台1720型仪器作为干线维护的主要设备，1台DS1191型作为辅助设备，25台DS2100B型作为分配网维护设备。通过实际网络维护运行检测，证明这三款设备已能满足维护需要： 1720型检测数字电视指标正常即MER≥34 dB，BER≥1.0×10-9，干线网络就处于优质运行状态；如果在1720型仪器测试指标异常又不能分析出具体原因时，可以通过DS1191型仪器的星座图功能来准确判断故障原因，从而找到故障点；DS2100B型仪器在机顶盒处测试数字电视电平≥40dB ，MER≥24 dB，

频谱分析分为频道、频率频谱分析和斜率频谱分析3种分析方法。其中频道、斜率2种分析方法可以确定系统的平衡性，判断是否为线缆受损，接头进水，设备故障等常规问题，而频率频谱分析能初步分析是否有干扰信号或畸变造成的无法正常接收等。频道、斜率2种频道分析方法的区别为：频道频谱分析可以一次看12MHz870 MHz带内的连续36个频道的电平（模拟电视可以同时显示音/视频电平)，扫描频道跨度通过左右键调整；斜率频谱分析要求使用者必须首先保存频道到斜率频道列表，该表最多能容纳15个频道或频率，最低频率或频道显示在屏幕左方，最高频率或频道显示在屏幕右方，倾斜度显示在屏幕中下部，也可以将最高、最低电平显示出来。

通过设置CATV频道计划表，可以快速扫描6个频道的电平和模拟频道的C/N指标或数字频道MER指标。在日常的维护中，可以通过设置主要的几个频道，这样能快速对系统网络设备的运行质量状况有一个初步的了解。

在日常维护中，可以使用仪器的线路交/直流电压测试功能，能自动识别输入电压的极性和交/直流电压，测量范围为10V~110V，如果交流电压中混入直流电压，则显示大电平。通过在线测试网络的电压、电平，可以判断虚电压及故障大概位置。

载噪比（C/N）指已调制信号平均功率与噪声的平均功率之比，载噪比中的已调制信号的功率包括传输信号的功率和调制载波的功率（注：有线数字电视采用QAM调制后，载波被抑制）。其代表噪声干扰相对调制而言的强弱程度，直接反映出调制信号与噪声干扰间的相对强弱关系。

3.调制误差率MER

制误码率（MER）是反映数字信号质量非常重要的指标，是调制后的符号位置与理想位置的比值，MER并非意味着此信号已经误码，而是表征它在未误码时的质量，它精确表明数字信号在调制和传输过程中所受到的损伤，也一定程度上说明该信号是否能被解调还原，以及解调还原后信号质量状况。

（2）MER对BER的影响

电解质分析仪篇6

关键词：在线水分分析仪原理 取样系统 样气处理 信号传输

中图分类号：F407文献标识码： A

在线水分分析仪是应用于生产过程的在线智能型工业分析仪表，能够自动、连续地测量出天然气中碳氢化合物的露点并作数据处理，并能将其结果传送至计算机控制系统。在线水分分析仪及其辅助设备包括取样系统（包括焊接在工艺管道上的法兰管嘴），样气处理系统，检测分析控制、显示及信号传输系统（分析仪控制器）等。供货商应能成套提供以上设备，并提供与其相关的所有附件。供货商提供的设备若为户外型，应满足当地的环境条件。

目前测量天然气水露点的方法有以下几种：即激光法、电容法Al2O3、电解法P2O5、晶体振荡法、冷镜法。它们的工作原理如下：

1、镜面式露点仪

不同水份含量的气体在不同温度下的镜面上会结露。采用光电检测技术，检测出露层并测量结露时的温度，直接显示露点。镜面制冷的方法有：半导体制冷、液氮制冷和高压空气制冷。镜面式露点仪采用的是直接测量方法，在保证检露准确、镜面制冷高效率和精密测量结露温度前提下，该种露点仪可作为标准露点仪使用。目前国际上最高精度达到±0.1℃(露点温度)，一般精度可达到±0.5℃以内。

2、 电传感器式露点仪

采用亲水性材料或憎水性材料作为介质，构成电容或电阻，在含水份的气体流经后，介电常数或电导率发生相应变化，测出当时的电容值或电阻值，就能知道当时的气体水份含量。建立在露点单位制上设计的该类传感器，构成了电传感器式露点仪。目前国际上最高精度达到±1.0℃(露点温度)，一般精度可达到±3℃以内。

3、电解法露点仪

利用五氧化二磷等材料吸湿后分解成极性分子，从而在电极上积累电荷的特性，设计出建立在绝对含湿量单位制上的电解法微水仪。目前国际上最高精度达到±1.0℃(露点温度)，一般精度可达到±3℃以内。

4、 晶体振荡式露点仪

利用晶体沾湿后振荡频率改变的特性，可以设计晶体振荡式露点仪。这是一项较新的技术，目前尚处于不十分成熟的阶段。国外有相关产品，但精度较差且成本很高。

5、红外露点仪

利用气体中的水份对红外光谱吸收的特性，可以设计红外式露点仪。目前该仪器很难测到低露点，主要是红外探测器的峰值探测率还不能达到微量水吸收的量级，还有气体中其他成份含量对红外光谱吸收的干扰。但这是一项很新的技术，对于环境气体水份含量的非接触式在线监测具有重要的意义。

6、半导体传感器露点仪

每个水分子都具有其自然振动频率，当它进入半导体晶格的空隙时，就和受到充电激励的晶格产生共振，其共振频率与水的摩尔数成正比。水分子的共振能使半导体结放出自由电子，从而使晶格的导电率增大，阻抗减小。利用这一特性设计的半导体露点仪可测到-100℃露点的微量水份。

7、半导体激光水分析仪

半导体激光水分析仪的工作原理是根据气体组分在近红外波段的吸收特性，采用半导体激光光谱吸收技术进行测量的一种光学分析仪器。其技术特点和优势在于：

（1）不受背景气体的影响

红外分析仪使用的红外光束谱带宽度＞0.1微米，而半导体激光分析仪中使用的激光谱宽小于0.001纳米，远小于被测气体一条吸收谱线的谱宽。因而激光分析仪具有单线吸收光谱优势，不受背景气体组分的交叉干扰，测量精度较高。需要注意的是测量天然气时CH4对H2O吸收谱线有重叠干扰，仪器出厂时对其进行了补偿修正，测量时要求CH4浓度＞75%，如果CH4浓度低于75%需要重新设定零点值。

（2）非接触测量

光源和检测器件不与被测气体接触，只要测量气室采用耐腐蚀材料，即可对腐蚀性气体进行测量，天然气中含有的粉尘、重烃及其对光学视窗的污染对于仪器的测量结果影响很小。实验结果表明：当激光光强衰减到20%报警前，测试精确度不受影响，清洗镜面后报警解除。即使粉尘和视窗污染导致光透过率下降到1%时，仪器示值误差仍不超过3%。

随着现代科学技术的发展，人们纷纷把光电技术、新材料技术、红外技术、微波技术、微电子技术、光纤技术、声波技术甚至纳米技术应用到气体中水份的测量，使水份测量这一古老领域焕发出青春。各种干扰气体对不同的测量法影响比较如下表：

在测量原理上，技术人员认定镜面结露的方法是最直接且精度最高的方法，镜面露点仪在技术上将引进近代技术成份。如山东青岛欧必胜科技公司研制的冷镜式激光露点仪首次采用了激光准直技术和CCD技术，在露层判别、露霜图像识别技术上走到了世界前沿。专业人员在传统的传感器材料研究（如氧化铝材料、氯化锂材料、高分子材料和陶瓷材料）基础上，用完全不同的技术手段，陆续发展出许多间接测量气体中微量水份的方式方法，解决了不同领域和不同环境中的微水份测量问题。而在可调谐激光技术上GE公司和阿美泰克公司又各有特色。GE 传感检测科技的 Aurora 分析仪利用可调谐二极管激光吸收光谱技术 (TDLAS)测量天然气中的水份含量。该分析仪适于安装在危险区域并可在多种环境条件下工作。Aurora 的快速响应系统在水份浓度超标时会迅速报警并予以记录。一旦工艺正常且天然气中水份被除去，该快速响应系统可让天然气迅速自由进入“能源网”。GE 传感检测科技在水份测量方面有着丰富的经验，提供的产品包括薄膜氧化铝、高分子电容以及冷镜式传感器技术等。它的发展始自 Robert Hall 博士于 1962 年在纽约 Schenectady 开发出的第一只注入式二极管激光器。这种低廉的紧凑型二极管激光器成就了压缩光盘、激光打印机以及光纤通信。如今，GE 传感检测科技推出的 Aurora 让天然气在加工和输送中可以高度精确和可靠地实时监控水份含量。阿美特克公司生产的5100可调谐激光水分分析仪利用光学吸收原理，选取近红外激光作为光源，通过检测该激光通过样气室后能量的衰减，计算出样气中水分含量的浓度。该技术的特点是：（1）高度专一性: 因为此技术具有非常高的光谱分辨率,所以对测量组分高度专一,可以发射非常窄的波谱宽度,从而避免了光谱吸收重叠。（2）灵敏度高: 因为二极管激光的波长可调谐,灵敏度大大提高。（3）响应速度快:TDLAS是一种光测量技术,反应速度快。（4）激光是高度单色光,可以得到高分辨率光谱 。（5）激光可以调谐一个带宽 。阿美特克公司生产的5100可调谐激光水分分析仪，不仅具有传统光学检测的功能，在此基础上，还增加了标定池，一方面可以随时检测仪器分析结果的准确度，一方面可以锁定激光线，避免因为温度变化导致激光头发出的波长的漂移。

分析仪除了采用先进可靠的技术，还要有配套完整的取样系统。取样系统提供的气体样品是否具有代表性，将直接影响分析仪表的工作质量和检测结果。取样系统应配套提供从取样口到分析仪的整个测量管路。对取样系统的最低要求如下：

1）取样系统的材料、结构必须能够耐取样处的压力、温度、流速冲击和腐蚀，而不改变气体的化学性质。

2）取样系统应设计合理，应设置快速回路，尽量以最小的滞后，把气体样品送入分析仪表中。

3）取样探头应能插入管道直径的1/2 或1/3 处，且不易被堵塞，以保证所采的样气能具有代表性。

4）为保证样气的质量以及仪表和辅助设备的使用效果，取样系统应设样品气预处理分离过滤装置，以初步除去样气中的杂质。该过滤装置应能耐管道气体的压力、温度、流速和腐蚀

性。

5）取样管路应直接与工艺管道连接（包括焊接在工艺管道上的法兰管嘴），供货商应提供相应的取样接头连接管阀件和紧固件（包括焊接在工艺管道上的法兰管嘴），并提供详细的安装方式和图纸。

6）取样系统使用的材料要求：与天然气接触的所有表面一般应选用不锈钢材料，所采用的不锈钢材料既不应影响天然气的组份和物性且不受天然气的影响。密封圈（垫）的材料除应满足压力、温度等条件外，亦应满足其与天然气接触既不会影响天然气的组份和物性且不受天然气的影响的条件。

7）若需要，取样系统减压装置应置于有加热系统的保护箱内，对取样管路进行加热，取样管路的加热温度应至少高于凝析温度10℃，带有加热系统的保护箱由供货商提供。

8）若需要，取样系统应设置压力控制和过压保护装置，以保证样气压力的相对稳定，同

时，应保证仪表和设备的安全、正常工作。

供货商还应提供功能完善的样气处理系统或设备。

1）供货商应根据分析对象的压力、温度、流量及所含杂质选择合理的样气处理系统，对采集的样气进行除尘和压力、流量控制，以满足仪表对样气的技术要求。该系统中所选用的设备在材料、结构等方面能够适应样气的压力、温度范围，并耐腐蚀，而且不改变气体的化学性质。

2）应根据分析对象特点设置气体过滤装置和过滤方式，以除去样气中所含的杂质。宜设置粗过滤和精细过滤两级过滤装置，以保证样气的质量。

3）应设置流量调节装置和压力调节装置，自动控制进入分析仪的样气流量与压力，保证样气的稳定性。

4）为保证分析仪表及设备的安全工作，至少应在减压器下游设置压力安全阀。

5）样气处理系统的流程应易于操作且功能齐全，仪器上还应设置相应的压力表和流量计。

所有仪表及管路应符合样气的压力和温度等级要求，并应耐腐蚀。管路材质应采用316L 材质。

6）如果样气有预热要求，该系统中应设置相应的预热装置。

7）供货商应对分析仪样气排放压力、流量进行说明，并设置相应的样气排放措施。

8）如系统中有电气设备，应满足防爆、防护等级的要求。

此外，分析仪控制器应具有就地LCD显示功能与参数设置功能，通过就地或远程的参数设置可完成对测量范围、设备自校验、设备分析周期等参数的设定。若有必要，供货商应提供相应的操作设置软件。应能自动实时计算出天然气中水分含量，并能通过实际压力补偿完成露点计算，水份含量和露点读数应同时上传至控制系统并现场就地显示。分析仪控制器应具有数据处理、存储与通信等功能，其数据处理与分析结果可通过通信接口上传至上位计算机控制系统。具有自诊断功能，其诊断报告或报警信息结果可通过通信接口上传至上位计算机控制系统，上位计算机控制系统也可对其进行远程在线组态与维护。

参考文献：1、中国石油集团工程设计有限责任西南分公司《克拉苏气田克深天然气处理厂一期工程和克深8区块地面工程》设计图纸

2、山东青岛欧必胜科技公司的新浪微博

3、GE公司的产品宣传手册

电解质分析仪篇7

内容摘要：

目的：讨论一些基层单位的实验室条件对仪器设备工作状态的影响。

论文内容：

本单位处于南方山区，气候多变，加之由于基层单位，辅助科室不一定能够受到很好的重视，在实验室环境的硬件上，往往会出现人为的不足而导致工作受到影响。

作为一名科室质量管理人员，对科室仪器的日常维护过程中，深深地感到实验室环境对仪器正常工作的重要性。实验室环境包括电源、电磁、湿度、温度、光照、风向、辐射、灰尘等因素，不同的机器对于这些因素都有不同的要求，操作人员和维护人员千万不要忽视，轻则使测试结果出现偏差，重则使仪器不能正常运转。

1．电源质量

对于大多数仪器来说，电源质量是保障仪器正常、准确工作的前提。特别是我们经常接触到的血细胞分析仪和电解质分析仪，因为它们测试的都是小信号和脉冲信号，任何的干扰都会造成测试的不准确。本科室04年新安装一台迈瑞3000血细胞分析仪，测试空白时PLT始终为几百，甚至一千多，工程师测试电源，发现电源波动很大，工程师建议医院购买一台稳压电源，医院领导出于资金考虑，自行购买了一台家用冰箱稳压器，但是空白值仍有两百多，最后，还是工程师帮助医院选购了一台工业用高精度稳压电源就解决了该问题。

2. 电磁干扰

同样迈瑞3000血细胞分析仪去年年底有次检测WBC空白很高，按照维护说明步骤拆开检测部，进行刷子清洗，但故障仍然存在，经本院设备中心郑工程师分析才知道，该维护操作人员没有关闭检测部的盖子，而且还进行手机通话，这样对机器造成很大的电磁干扰，关闭检测部盖子后故障解决。

2．湿度

对于福建山区这种多雨潮湿的地域来说，空气中的湿气是很多仪器的“杀手”，特别是仪器的光学系统。它可以造成诸如酶标仪、自动生化仪等仪器的滤光片上形成水气凝结，甚至发霉使滤光片失效，造成仪器自检不能通过。而且笔者还多次遇到由于水气在迈瑞3000血细胞分析仪的电极的接头处凝结使仪器的空白值偏高的现象，用电吹风吹干插头后故障就排除了。

大部分医院的检验科的尿液检测室里，在尿液分析仪旁边常常设有水池，以便于清洁，其实这样不合理。本科室迪瑞100尿液分析仪有次故障，在排除了几种可能的原因后，笔者推测由于太靠近水池，湿度太高，可能造成影响。结果拆开发光二极管，发现由于空气的潮湿使发光二极管上凝结有水气，从而造成测试样本错误，经擦干水气后故障就排除了。

3．光线

光线的影响也是一个不可忽略的因素。笔者有次下乡到一镇卫生院帮忙检查一国产尿液分析仪的故障，查找不出原因。后发现尿液仪旁放置了一个显微镜，为了方便镜检，科室就在靠近显微镜的墙上装了一个日光灯，由于该灯太靠近机器使光反射测试时出错。把灯关闭后故障消失。

4．灰尘

电解质分析仪篇8

关键词：心电监控仪；维修；质量控制；改进；完善

1心电监护仪的现状

随着科技的不断发展和医疗水平的不断进步，医院对于疾病的诊断和治疗已经通过利用各种仪器设备对病人进行病理和生理的检测，逐渐代替了最初中医所总结的“望、闻、问、切”，通过精密的仪器所显示出来的数据，对疾病的诊断更准确。而在一些高级别的医院中，随着医疗设施的不断更新、完善和医疗设施功能的不断扩展，使得医疗设施的检测结果更加准确。然而，医疗设备要进行准确的检测，离不开后期的管理、维修和保养，因为医疗设施只能按照系统的程序进行工作，不能通过系统自己进行调整，所以在不断循环的工作过程中一定会出现细微的偏差，而在医疗过程中的微小偏差，都有可能酿成大的医疗事故。在医院医疗过程中心电监护仪是不可缺少的医疗仪器，不仅对临床诊断有着非常重要的作用，还广泛运用于急救、麻醉、手术等医疗领域。价格低、使用广泛是心电监护仪相对其它医疗设备的优势。

2方法与标准

（1）研究方法。电气安全、心电、血压、呼吸及血氧是心电监护仪检测内容的5个方面。为了探究心电监护仪的质量控制，要了解目前维修调整和使用的情况。为了计算心电监护仪的合格率和心电监护仪的检测结果的精准度，需要使用检测设施对心电监护仪进行检测，当出现检测结果误差较大的心电监护仪时，要对有问题的心电监护仪进行维修调整。（2）检测标准。要严格按照国家规定的安全通用要求、试验方法及国家计量标准JJG692-2010无创自动测量血压计检定规程及医药卫生标准YY1079-2008心电监护仪、环境要求等相关规定对检测结果进行评估。绝缘阻抗＞2MΩ，接地电阻＜0.3Ω是电气部分的标准。单一故障状态下对地漏电流＜1mA、患者漏电流＜0.5mA、机壳漏电流＜0.5mA。正常状态下机壳漏电流＜0.1mA、对地漏电流＜0.5mA、患者辅助电流＜10µA(DC)、100µA(AC)。为了准确显示检测房颤等病理状态，要将心电偏差设为＜5%，报警时间＜12s。血压偏差要＜5%，血氧偏差要设置在＜3%。以上几个测量值大于或等于1个均属于不合格的心电监护仪。

3结果

通过对169台心电监护仪的检测发现，合格率为80.47%，共有136台心电监护仪合格，这些检测结果是通过对心电监护仪的呼吸系统、血氧系统、电气系统和血压系统的检测结果进行汇总得出的。在众多问题中，报警时间过长是心电监护仪检测不合格的最主要原因。

4分析不合格的原因

（1）电气功能的检测分析。通过严格的对心电监护仪的5项检测结果进行分析，169台心电监护仪中，共有136台合格。而我们可以对电气功能的检测放心，因为电气功能的检测不合格率为0。（2）呼吸功能的检测分析。由于报警时间过长，超过国家有关规定的12s，所以虽然呼吸功能的检测较为准确，但还是需要完善。通过对医院实践使用中的了解和对仪器检测中的问题进行分析，我们了解到仪器的反应时间较长和仪器对呼吸的传导较长是引起呼吸功能报警时间较长的主要原因。医院对重病患者的抢救分秒必争，所以报警时间较长严重影响着医院对患者的抢救时间，威胁着患者的生命。我们对机器调整的目的是将报警时间缩短到12s以下，如果通过调整还是不能将报警时间缩短到12s以下，则是厂家设计问题，可通过和厂家进行沟通，由厂家重新设计。（3）血氧功能的检测分析。通过了解和检测发现，患者的低灌注影响着血氧检测不合格导致误差。血氧检测是通过对脉搏的感应完成的，灌注量低的病人会受到影响脉搏变小，严重影响了血氧探头的灵敏度。所以为了提高检测的准确度，可以在对灌注量低的病人进行检测是更换新的探头。（4）血压功能的检测分析。由于心电监护仪的使用时间较长，而心电监护仪所使用的材料容易在空气中老化，导致气阀和血压泵老化严重影响着心电监护仪血压检测的精准度。同时也有心电监护仪的能正常工作，但不显示血压检测的结果，这可能是接头等连接管漏气造成的，所以当出现这种情况时，要对相关连接管逐个检查。（5）心电监护仪的蓄电池的检测。在出现紧急情况急需对病人进行生命的体征监护的时候，往往要用到心电监护仪。心电监护仪均配有蓄电池，不仅仅是为了心电监护仪在随着病人移动时方便携带，还避免了由于断电而造成对病人的监护带来的影响。通过对医院的实际使用情况的了解和本次检测的总结，监护仪可以连续监护10～30分钟的有43台，而可以连续工作30分钟以上的只有78台，监护仪蓄电池完全不能工作的更是达到47台，导致心电监护仪蓄电池不能更好工作的直接原因是心电监护仪蓄电池的保养不得当。（6）调整方法。通过对心电监护仪的检测发现，可以通过对心电监护仪各项参数调整，并通过实际使用的反馈一次次调整，减少心电监护仪的检测结果的误差。而因为心电监护仪自身设计所带来的误差，我们要通过联系厂家，让厂家发现产品的缺陷，由厂家直接修复或重新对系统进行设计。同时由于大部分医院都使用不同品牌的心电监护仪，医院自己的维修人员不够了解各个品牌维修准则，往往不能应付难度较大的问题，所以在进行难度较大的问题维修时，必须让出现问题的心电监护仪品牌的技术人员帮助维修或是直接返厂进行维修，把心电监护仪的精准度调到最高。

5质量检测措施

（1）维修方法。首先从心电监护仪的保养方面着手对仪器进行质量控制。新购买的仪器和在医院使用的仪器都需要保养，所以仪器的保养是从仪器在投入使用开始之时一直延续到仪器停止使用为止的。心电监护仪配备蓄电池不仅解决了其需要移动的问题，还解决了突然停电时不能对病人进行生命特征检测的问题，所以蓄电池的保养也至关重要。因此要定期对蓄电池进行充电、放电，使蓄电池的蓄电功能正常，防止由于心电监护仪长期使用交流电源，会使蓄电池的蓄电功能降低的问题。此外，要定期检查监控仪的各项功能，来保证仪器检测数据准确，当检测数据不准确时，应及时对仪器进行调整。所以要有专门的技术人员定期对仪器进行测试，并对维修时间、出现的问题进行记录，保证仪器的正常运行。（2）使用方法。日常工作中正常使用心电监护仪对仪器的保养至关重要。为了保障有效的监护效果，医疗人员就要对心电监护仪进行正确的操作，所以医院要对进行操作的医疗人员进行培训，让他们掌握心电监护仪的正常操作，并通过了解保养方法和心电监护仪使用时应该注意的事项，保证仪器在使用过程中不出现突发状况，确保心电监护仪监护效果和功能正常运行。

6结语

随着大众对医疗服务的要求不断提高，医疗机构中的医疗设备也不断更新，通过医疗设备检测得到的数据已经逐渐代替了传统的的医疗手段。然而医疗设备难免会出现问题，影响着医疗数据的准确性，所以对医疗设备进行质量控制，可以有效提高医疗过程中的安全性，保证医患关系，同时为病人的生命提供了保障。

参考文献：

[1]朱红天.情景教学法在轮转新护士心电监护教学中的应用[J].山西医药杂质，2014(6):101-102.

[2]章玲.多参数监护仪的质量控制检测结果分析及讨论[J].医疗卫生装备，2015(2):4-5.

[3]张炳芳.监护仪在临床使用时的常见故障及对策[J].当代医学，2015(6):61-62.

电解质分析仪篇9

关键词 化工仪表；维护检修；在线分析仪

中图分类号 TH 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)122-0162-01

化工在线分析仪又称过程分析仪，是直接安装在工业生产流程或其他源流体现场，对物性参数进行自动测量的仪表。对化工生产中这些仪表的维护和检修是确保仪表技术性能指标，延长仪表寿命，确保生产过程平稳安全的重要环节。大多数的化工仪表由于工艺介质的侵蚀和仪表元器件的老化，仪表及自控系统的失灵和故障在所难免，只有在日常维护和检修工作中充分的考虑，从而进行文明生产，提高检测的正确性。对待仪表的维护和检修工作就要以预防为主，防修结合的原则进行操作，以此确保各化工仪表准、稳、灵运行，减少故障，提高仪表完

好率。

1 化工仪表的基本维护和检修

对化工仪表的维护保养工作是使仪表能正常运行，使其符合于相应仪表的技术要求，为此需要经常性的维护，主要应做到以下几点：

1）首先要明确以下完整性条例措施―防尘、去尘、防潮、驱潮、防热、排热、防震、防松、防腐蚀、防漏电、定性测试、周期检查。2）不断的提高仪表的完好率，开表率开调率和降低仪表系统的泄露率，不断提高检测仪表和调节系统的运行质量。3）经常性巡回检查，细心观察仪表和自动调节系统的工作情况。4）经常对仪表进行清洁卫生工作，定期擦拭清洗有关部件。5）做好仪表定期保护和校验工作，对于易堵介质的仪表需要吹洗。6）认真做好维护记录，并配合工艺进行操作。

除了经常性的维护工作外，定期的检修也是必不可少：1）了解故障情况，以此了解“病情”，进行“对症下药”。2）观察仪表现象，对待修仪表进行定性测试和定量分析。3）表面检查，先检查待修仪表面板开关、旋钮、刻度盘、接线等是否松动、滑位、断线等问题。

4）测试参数，初步拟查故障原因，并观察参数异常现象。5）分析数据，通过此环节查出孙华、变值或故障元件，即可进一步实施修理，调整、修补或复制等整修工作。

2 化工在线分析仪的维护和检修

2.1 红外线气体分析仪的维护和检修

红外线气体分析器产品类型较多，维护和检修方法可互相参考，这里以基本型红外线气体分析仪为分析对象，可参考QGS-08型红外线气体分析仪，以此进行维修方法的展开。

红外线气体分析仪主要由光学分析部分和电气部分组成，面对有故障的该分析仪器，可先分析是光学分析部分还是电气部分出现问题，通过测量电气板上各工作电压，结合表头指示，逐渐缩小故障范围。

针对光学部分的维修，要分别对光源、气室和检测器进行检修。光源由灯丝、反射体、切光马达及光电耦合器等组成，这些器件出厂前都有老化，一般不易出现故障，如若出现故障，最好返厂维修。长期使用中，切光马达的噪声大，仪器出现不稳定，此时不要往马达轴承上注油，因为油会蒸发污染反射体，使仪器发生飘移，而应更换马达。对于已经污染的气室，可试用温水及一些弱碱、弱酸的清洗液灌入气室进行摇晃，清洗后用清水反复冲洗，左后用纯净的氮气吹干，对于腐蚀污染严重的气室也只能更换或者返厂维修。检测器的接收气室内充有特定气体，如果这些气体泄漏，检测器将降低灵敏度，要避免在使用时频繁开关机，以免造成气体泄漏，尽量使其处于恒温。

电气部分的维修：①供电部分不慎接入与仪器要求不相符的电源，除了烧断保险丝之外，还可能引起电路板直流电源损坏，此时可通过测量电路板上的测试点来判定哪组直流电流损坏；②信号线上误接高压电，或其他强电信号接入，导致恒流源电路烧坏，这就要检查有关三极管及运算放大器，必要时进行更换。如果是信号放大部分出现故障，一般要使用示波器进行检修，首先调节一级信号是否正常，如果不正产可检查上一级放大器以及光电耦合器的信号，这些信号正常时，均为6.25 Hz的正弦波信号，另外还应该检查电路板上是否积尘太多，这也有可能产生噪声或出现短路、接触不良等现象，必要时用酒精进行清洗，保证电路板的清洁和接触件接触良好。

2.2 热导式气体分析仪的维护和检修

热导式气体分析仪的核心部分是热导池，极易受损，其垂直度和偏心度稍有偏差便会给测量带来不利影响，所以在维修时，如无必要不要轻易拆卸，而要进行拆卸维护和检修时，则可按照以下方法：①拧开测量臂和参比臂引线的固定螺钉，拆开引线，卸下压帽，轻轻提出热丝，要注意的是封闭的参比气室绝对不可拆卸，否则会导致参比气室中的封入的气体泄漏，仪表将无法使用；②用清洁干燥的仪表空气吹扫热导池内孔，如果污染严重，可用有机溶剂和无水酒精溶解清洗，再用仪表空气吹干；③测量热丝电阻，其常温下电阻值应与相关资料给出的数据对比，且四个桥臂的电阻值要匹配，否则更换热丝；④最后安装好的热导池做气密性的检修，给热导池封入10 kPa压力，15 min压力下降不大于

0.4 kPa即可。

2.3 过程气相色谱分析仪的维护和检修

过程气相色谱分析仪是一种较为大型的复杂仪器，其应用状况与维护额检修水平有关，首先要注意日常维护和检修，在维护和检修时应了解故障发生前后仪器使用情况，熟悉其结构，掌握工作原理，检修仪表也要应用正确，如检查放大器个点电位要使用电子管电压表，不能用万能表，且不可大拆大卸，拆卸部分要做标记，并最后进行调校规程，并记录备查。可以具体按照以下方法维护和检修：主要是检查色谱仪的运行状态，一般1~2天一次，可检查其仪表风的压力及流量、样气的压力及流量、载气压力及流量等。月检修主要是检查色谱仪的运行状态，对其进行标定，检查各种运行表格，查看分析结果和谱图，年检修主要根据一年的运行情况对色谱仪的各种气体管路、出口及排污进行清洁，对色谱柱进行活化处理或更换，对样品处理系统进行检修，另外对过滤器、聚结器、疏水器、抽气泵进行特别检修。

3 结束语

化工生产中仪表维护和检修是一项主要和复杂的工作，经过以上分析和阐述可知，化工仪表维护和检修需要经常、细致的操作和分析，采取恰当的方法，以便及时判明故障并排除故障，延长仪表寿命，确保安全使用和保证测量准确度，使其达到规定的技术要求和指标。

参考文献

[1]张应龙.仪表维修技术[M].北京:化学工业出版社,2006.

电解质分析仪篇10

中图分类号： D922.68文献标识码：A

引言

在环境自动监测过程中，仪器经常会出现故障。为了保证监测数据的有效性和连续性，要求监测人员在最短的时间内诊断出故障的原因并解决，使仪器恢复正常。为此，监测人员必须熟悉仪器分析原理和操作方法，工作中认真观察和思考，不断总结经验，摸索规律，对常见故障能迅速做出判断和解决，对新的问题懂得如何着手思考和判断。我站的氨氮水质自动监测仪采用澳大利亚格林斯潘公司的Agualab水质分析仪，本文即将论述的氨氮测量故障是该仪器比较常见的故障，将诊断与解决的过程介绍出来，希望对各位从事水质自动监测的同仁在碰到类似问题的时候能有所借鉴。

1、故障的表征

监测人员在一次氨氮仪器核查时发现，用浓度为1.4mg/L标准溶液做核查，仪器的测量结果为0，重复两次，测量结果分别为2.36mg/L 和2.14mg/L，测量值与标液的实际浓度相差很大，而且忽高忽低。查看仪器的检查值，三次测量的检查值sd1、sd2以及（sd1﹣sd2 ）如表1。

表1三次测量的测量值、检查值及检查值差值

测量值 sd1 sd2 sd1-sd2

0 38754 43808 5054

2.36 51053 52100 1047

2.14 53094 53313 216

Agualab仪器的氨氮测量原理是这样，每次进行水样分析之前，先用浓度为1.4 mg/L和5.6 mg/L的两种标液做一条工作曲线，检查值sd1、sd2分别是两种标液的检查值，两个检查值的差值就是氨氮电极的斜率，这个斜率直接参与水样氨氮值的计算，所以斜率的准确与否直接影响监测结果的准确性。本站使用的氨氮电极，正常情况下斜率在7000±500内。根据经验，当电极的斜率在几天内出现明显的衰减，说明电极老化，需更换。从表1可知，本次测量故障中，氨氮电极斜率（sd1﹣sd2）在极短的时间内（约1小时）迅速衰减，其表征与电极老化的衰减不符，而且查看仪器维护记录，该电极更换时间不长，老化的可能性不大。

2、故障的诊断

为了寻找造成sd1和sd2异常的原因，我们启动超级终端进行诊断。运行56号命令，让仪器进1.4 mg/L标液、去离子水和NaOH溶液，观察反映室，发现大量气泡进入反映室。本仪器采用氨气敏电极法测量氨氮[4]，在电极之前有个反应室，标液1（或标液2）与NaOH溶液在搅拌子的搅拌下充分混合[5]，生成的氨气通过透气膜进入NH4CL内充液，引起内充液H+浓度的变化，由电极电位的变化确定sd1（或sd2）。反应室里进了大量的空气，这些空气影响了氨气通过透气膜的速率，造成在测量时间内由反应室生成的氨气不能全部进入NH4CL内充液，，从而造成sd1（或sd2）的异常。据此可初步判断，液路漏气是造成sd1、sd2和电极斜率（sd1﹣sd2）异常，并导致此次测量故障的原因。

3、液路漏气处查找

3.1相关液路介绍

本站的Agualab分析仪是五参数和氨氮综合分析仪，液路和电磁阀众多（见图1）。它的项目是由一个个命令组合而成，每个命令控制不同电磁阀的开启与否，仪器通过电磁阀的开闭控制各试剂的注入。在诊断的时候，我们通常借助系统配置的诊断程序进行诊断，与氨氮分析有关的命令分别有52，56，57号命令，此次诊断我们借助了56号命令。56号命令同时打开三条液路进三种试剂：去离子水，1.4 mg/L标液1，NaOH溶液。这三条液路所经的电磁阀如表2。

表256号命令开启的液路及电磁阀

液路名称 所经电磁阀编号

去离子水 V04，V07，V15，V13

1.4 mg/L标液1 V26，V16，V13

NaOH溶液 V21，V13

3.2漏气处的查找

由于液路比较长，而且分叉较多，我们采用分段检查和分路检查的方法，阀 V15，阀V16和蠕动泵P1之前的众多电磁阀被紧密地装在同一个阀板上（称阀阵），置于仪器柜的侧面，为了便于描述，我们把这一段液路称为中段，从试剂瓶至中段部分称为前段，中段至氨氮反应室之间称为后段。此次查找顺序是：后段中断前段。

图1 Aqualab分析仪液路图

3.2.1后段液路检查

为了检查后段液路是否漏气，我们把三条液路分别从后段起始处断开，并将三个进液口置于清水里，启动56号命令，让三条液路同时从后段进液。观察反应室，发现反应室有大量的气泡进入，说明后段液路漏气。由于三条液路从蠕动泵P0和P1出来之后汇合，经阀V13再进入反应室，用一条新管，连接汇合处至反应室入口，让液路进液，仍有气泡进入反应室，检查汇合处之前的液路，更换新的液管，检查蠕动泵泵管，插紧所有的接头、连接管，重新进液，一段时间后反应室气泡消除，后段液路的漏气解决。

3.2.2中断和前段液路检查

中断液路检查完毕，发现液路仍然漏气，这有两种可能：第一，漏气出现在前段；第二，中段漏气，但在前面的检查中没有发现和解决，故现在的诊断方法改为分路检查。把56号命令打开的三条液路中的两条从阀阵出口处断开，从断开处把连接蠕动泵的一端浸入清水里，第三条液路保持正常的连接状态。启动56号命令，观察反应室有无气泡进入，如有气泡，说明保持连接的那条液路漏气，反之说明该液路正常。分别试了三条液路，最后发现进NaOH溶液（23号桶）的液路漏气。从23号桶进液管口顺着液路检查至阀阵出口，发现23号桶出口液管连接处破损，更换连接头，接好液路。启动56号命令，一段时间后气泡消除。

4结束语

液路漏气是水质分析仪常见的故障，也是解决过程最烦琐的一项工作。Agualab仪器的

阀阵中，电磁阀、管路接口很多，错综复杂，任何一个接口插不紧，或者任何一个电磁阀关闭不严，都可导致漏气。而在检查过程中，稍有不慎，就会在解决旧问题的同时导致新问题的产生，本次故障诊断，中段液路的检查占用了整个诊断工作的大半时间，而检查完了以后，中段是否漏气，漏气是否已经解决，仍然无法确定。所以经过这次诊断，我的体会是，当液路漏气时，尽量避免先拆阀阵，应先检查阀阵以外的液路，在确定漏气处不在阀阵外时，才检查阀阵的问题，以避免不必要的麻烦。

[参考文献]

[1]金民，高微，顾瑜.常熟市饮用水源地水质自动监测系统简介及其故障维修[J].分析仪器,2008,2:60-66.