HACH仪器基础教材

11HACH仪器的基础介绍2006-8-2323Danaher水质分析产品平台的发展历史45HACH在线分析仪器按行业分：•自来水在线分析仪器•工业在线分析仪器•污水在线分析仪器67891011HACH在线仪器-在自来水全流程水质监测水质在线监测技术是水源水质预警的基础。它把药剂配制、样品预处理、反应和计量等过程完全自动化，并将它们组合在一起，通过集成实现过程控制。——清华大学张锡辉教授文章一.AMTAX®inter2-氨氮分析仪测量原理：符合国家标准方法水杨酸－次氯酸盐比色法；13AMTAX®inter2-氨氮分析仪•响应速度快：5分钟一次测量；•测量范围：0.01-2mg/lNH4-N1.0-80mg/lNH4-N•系统具备自动清洗功能；•与Filtrax样品前处理系统配合使用；•以图形或数字形式显示NH4-N浓度。14二.UVAS254有机物分析仪•UV254可作为有机物监测的替代参数，研究表明，在氯消毒的副产物中，UV254特征的有机物贡献最大•实时检测，没有滞后；•不需要使用化学试剂；•自动清洗功能；UVASplus–光路图光源测量光路lmeßlref滤光片适配器信号检测器lmeßlreflEErEmDE•参比光束补偿技术-去除色度、浊度干扰检测波长：254nm;•参比波长：550nm。16评价水质的有机污染的综合指标•由于水源不断受到污染，水中的污染物种类和数量不断增多；源水的有机微污染日趋受到重视；•需要寻找综合评价替代指标来反应多种有机物和其它污染物在源水处理过程中的去除情况，成为新的关注点。17每一个综合性指标用来测量污水中特定部分的污染物；用户必须根据自己的需要，选择某一个综合性指标。SACTOCCODTOC总有机碳有机碳浓度高温/湿化学消解COD化学耗氧量耗氧量湿化学氧化参数测量值测量原理BOD生化耗氧量耗氧量微生物氧化SAC溶解有机物的光谱吸收系数254nm的UV系数值UV系数测量BOD物质组污染物评估的典型综合性指标18UVAS254–工作原理•溶解在水中的有机物(含共轭双键或多环芳烃)吸收波长为254nm的紫外光；•是评价水体中溶解有机污染物的一个综合性指标;•测量结果以仪器的光谱吸收系数(SAC)表达，与传统的COD、BOD、TOC等参数建立起相关关系。19三.CODmn法-关键参数使用在地表水源水监测污染的水在氧化过程中需要消耗氧，COD是消耗氧气的量，被计量表示为mg/L，它主要表示有机物污染的程度。向样品中加入硝酸银和硫酸，然后加入高锰酸钾（氧化剂），在100C条件下消解30分钟。在这段时间内，高锰酸钾消耗的量，表示为COD(mg/L).20四.pH电极差分电极复合电极21pH电极的分类包括•模拟复合电极；例如：PC1R1N•模拟差分电极；PD1R1•数字复合电极；DPC1R1N•数字差分电极。DPD1R122常用经典的pH探头E1E2E1E2E1-E2100MEGpH玻璃电极pH参比电极23在测量电极上：经常遇到的问题-•pH电极的玻璃膜被覆盖•由于水样阻抗较高而导致的响应时间慢；•电极容易磨损或破损；•温度骤变。24专利研制的差分pH电极E1-E3-(E2-E3)(E1-E2)溶液地电极E3温度补偿参比电极E2测量电极E1前置放大器25五.数字电导率在线监测仪•量程:0-200mS/cm•温度自动补偿:-10-200℃,•高\低限报警输出,•探头自动识别,既插既用.263700sc无电极电导率在线分析仪测量范围:0-200mS/cm到0-2,000,000mS/cm27六.低量程浊度仪-1720E28通过降低浊度，可以做到：–阻碍有害微生物的生长；–增强化学消毒的效力；–对水处理过程参数(如混凝剂,过滤效果)进行综合评价;–可以直接饮用。浊度是自来水水质评价中最重要的综合指标291720E浊度体结构内置去泡系统去处样品水中的气泡，消除了低浊度测量中的最大干扰;独特的浊度体设计，提供稳定的样品水流，使浊度测量最优化状态;测量范围：0-100NTU;检测精度：0.0001NTU。30通讯-有模拟和数字输出;控制器中文显示;电源设计有质的飞跃;两路传感器的控制器；传感器即插即用;可以连接不同种类的探头.1720E比1720D的改进311720C浊度仪HACH一九八六年开发的产品321720D浊度仪33浊度仪•在光学系统中，采用90°设计:–检测器的位置与光源的光线方向为90o垂直。•测量结果称为NTU（NephelometricTurbidityUnits）.34StandardsandCalibration•Hach’sCalibrationPhilosophy–Relationshipbetweenturbidityandnephelometricresponseisawelldefined,linearrelationshipupto40NTU.Thissetsuptheresponseslopeandenablesaccuratemeasurementforverylowlevelturbiditysamples,1.0NTU.Attemptingtopreparelowlevelstandardsforcalibrationresultsinhigherrorespeciallyatthelowendofturbidityconcentrations.36HACH浊度仪的开发生产的历程37七.SOLITAX™sc浊度/污泥浓度在线分析仪测量范围：浊度：0.001-4000NTU污泥浓度：0.001-50g/L0.001-150g/L38定点固定安装法39滤池反冲洗-应用举例仪器必须测量准确，响应迅速；40SOLITAX™sc浊度/污泥浓度探头的原理结构41SOLITAX™sc浊度/污泥浓度在线分析仪•在SOLITAX™sc浊度/污泥浓度在线分析仪有一个内置的LED光源，样品中悬浮颗粒引起的散射光，被90o角的散射光检测器接收--样品的浊度。•当测量固体悬浮度时，位于与入射光成140o角的散射光由该方面的后检测器检测，然后计算前、后检测器检测到的信号强度，得出污泥浓度值。•LED发出的是880nm的近红外光，样品的颜色不会影响测量结果。42八.UV在线硝氮测定仪主要特点:直接在水体内测量没有延时不需要试剂自动清洗维护成本低43地下水的硝酸盐指标的监测利器•地下水硝酸盐含量的多少，表明了地下水受到的化肥等物质的污染的程度•自来水中硝酸盐含量过高，会导致亚硝酸盐的增加，而亚硝酸盐属于致癌物前体UV在线硝氮测定仪紫外双光束光度计刮刷自动清洗参考波长浊度补偿技术光源测量光路lmeßlref滤光片适配器信号检测器lmeßlreflEErEmDE45九.溶解氧在线分析仪•经典膜式溶解氧数字探头；•专利的荧光法溶解氧数字探头；465740sc膜式溶解氧分析仪475740sc膜式溶解氧分析仪•测量范围：0.0to40.00ppm•操作温度：0to50ºC•水流速：0.5cm/s•探头浸入深度：107m(350ft.)。485740sc溶解氧分析仪的现场安装49溶解氧介绍HACH具有各种测量范围的溶解氧分析仪测量范围从：40ppm–1ppb。50LDO荧光法溶解氧测定仪51LDO的工作原理?•传感器头部覆盖一层荧光物质；•传感器中的LED光源发出一束蓝色光，照射在荧光物质上；•荧光物质随即被这束蓝光激发；光电二极管探头传感器52LDO的工作原理?•当被激发的物质恢复原状时，会发射出红光；•此红光会被传感器中的光电二极管测量到；•传感器同时测量荧光物质从被蓝光激发到发射红光后恢复原态的时间；光电二极管探头传感器53LDO的工作原理?•当氧气与荧光物质接触后，则其产生的红色光的强度会降低；•同时，其产生红光的时间也会缩短。光电二极管探头传感器氧气荧光指示分子透气性的聚合物基体非透气性透明物质54LDO的工作原理?•水样中溶解的氧气的浓度越高，则传感器产生的红光的强度就会越低。•而其产生红色荧光的时间就会越短OxygenConcentrationRedEmissionLight55减少维护量的原因•传统的DO电极，如果污泥覆盖到半透膜，则氧气的透过会减少，所以要经常清洗电极膜的表面；•而LDO没有半透膜，它的反应只与传感器表面接触的氧气的浓度有关，即是有一些淤泥覆盖到传感器，也不会影响测量结果的准确性；O2O2O2PhotoDiodeProbeSensor56安装附件：•材料：CPVC•管长：2440mm57十.数字化探头的标准控制器-sc100，sc10001.增加灵活，互换性；2.减少配件库存，利于检修；3.方便实验，改造。58标准控制显示器红外-SC100，SC1000•可以任意连接多种数字化探头例如:pH、电导率、浊度等；•中文显示；一个控制器可同时连接2个探头；•自动识别探头类型,既插既用；•输出2路隔离的4－20mA；数字通讯可以选Modbus或Profibus数字通讯协议59在SC100中的网络卡网络通讯卡的支持协议：–ModbusRS485/RS232–Profibus–2/2004–LonWorks1720E–2/2004–EthernetTCP/IP–10/2004–FoundationFieldbus–6/2005–DeviceNet–HART–Bluetooth–802.11bwirelessEthernet60标准控制显示器-SC100061标准控制显示器-SC1000在线仪器的信号传输-模拟信号和数字信号63模拟通讯系统的连线示意图64数字通讯系统的连线示意图6511.SS7表面散射高量程浊度仪6667功能和特点•宽的测量范围•不需维护；–光学元件不接触水；–没有样品池；–快速校正。68表面散射的原理•光学元件不接触水；•不需要样品池；•样品在上水口处溢流，形成一个平面。溢流水排放光源组件检测器90o散射光69SS7仪器技术规范•范围:0.01-9,999NTU•分辨率:0.01100NTU•水流速:1-2L/min•样品温度:0-50oC(32-122oF)•室温:0-50oC7012.浊度标准71浊度标准•一级标准-Formazin,StablCal–高纯物质作为测量比较的参考；•二级标准-ICE-PIC(process)–基于一级标准的等值标准。72一级标准•为什么formazin和StablCal被用作一级标准样品?–粒子的形状和大小是无规则的。–与实际水样品很像。73一级标准•Formazin–可以购买4000NTU的标样，也可以在实验室中配制。–在使用前稀释；–稀释后的样品是不稳定的；–EPA已经确认。74一级标准•StablCal–特定NTU浊度值的商品，浊度范围：0.3-4000NTU–不必稀释，–两年有效期，StandardsandCalibration•Hach’sCalibrationPhilosophy–Relationshipbetweenturbidityandnephelometricresponseisawelldefined,linearrelationshipupto40NTU.Thissetsuptheresponseslopeandenablesaccuratemeasurementforverylowlevelturbiditysamples,1.0NTU.Attemptingtopreparelowlevelstandardsforcalibrationresultsinhigherrorespeciallyatthelowendofturbidityconcentrations.7613.CL17余氯/总氯分析仪77新式CL17余氯/总氯分析仪比色池泵模块面板文字说明78CL17余氯／总氯分析仪流路图进样口样品阀UNDERPRESSURE光源排放光电池样品池电磁搅拌棒蠕动泵指示液缓冲液79量程0--5mg/L检测下限0.035mg/L精度±5%或±0.05mg