水质分析仪的用途和工作原理
水质分析仪可广泛应用于电厂,纯净水厂,水生植物,生活污水处理厂,饮料装置,环保部门,工业用水,水产养殖,纺织,酿酒工业和医药工业,疫情划分部门,医院等部门的离子参数测定。饮用水主要考虑到对人类健康的影响:除了物理和化学指标外,水质标准还包括微生物指标:对于工业用水,检查这是否会影响产品质量或容易损坏容器和管道。
水质分析仪主要采用离子选择性电极测量,实现准确检测。仪器上的电极:pH,氟,钠,钾,钙,镁和参比电极。每个电有离子选择性膜,其与待测样品中的相应离子反应。该膜是离子交换剂,其与离子电荷反应以改变膜电位并且可以检测样品和膜之间的电势。。在膜的两侧检测到的两个电位差产生电流。样品,参比电极和参比电极液构成“环”侧,膜,内电极液和内电极在另一侧。
内电极溶液和样品之间的离子浓度的差异在工作电极的膜上产生电化学电压,并且电压通过高导电内部电极传导到放大器,并且参比电极也连接到放大器它连接到指向的位置。通过检测已知离子浓度的标准溶液并检测样品中的离子浓度来获得校准曲线。
当测试离子与溶液中的电极接触时,离子移动到离子选择性电极基板的含水层。转移的离子的电荷变化存在潜在的变化,这改变了膜的面之间的电势,从而在测量电极和参比电极之间产生电势差。
一般水质分析仪的原则是通过电化学反应或化学反应参与相当于水的物质,然后通过颜色,滴定,电导率测量等计算与水相对应的物质的含量。
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是不是每次测量一个新的项目前都必须做校准? 这个是不一定需要的,尽量将每次校准的state存入VNA,名字可以为校准状态,例如频率范围,输入激励功率等。如果有新的测试项目,但是它的测试条件和已有状态相似,且loadstate后,检查校准状态良好,就可用使用以前的校准状态,而不需要重新校准。 将校准state保存并调用的好处在于:CalibrationKit也是有使用寿命的,多次的校准,会是的校准件多次和校准电缆接触,可能污染校准件,使得校准件特性发生改变,影响下一次校准。 尽量养成如下习惯:将网络分析仪的port不用的时候加上防尘套;对测试电缆进行标号,使得VNA每个port尽可能固定连接某个电缆;对测试电缆不用时,也需要加上防尘套;尽量不用很脏的测试电缆等。 VNA的校准是精确测量前必要的准备。 以单端口DUT测量为例,测试模型参考oneporterrormodel, 由于VNA的输出和DUT的待测输入一般都存在中间过渡件/连接件,使得理想网络分析仪的测试平面和DUT的待测平面间出现了一个误差网络。对于单端口误差模型,有三个误差项。为了求解三个误差项,由线性矩阵理论,需要建立三个不相关的方程来求解。校准的原理就是建立这三个方程。 通过在测试面加入三个已知特性的校准件,例如开路件,反射系数理论上为1,短路件,反射系数理论上为-1,负载件反射系数理论上为0。通过VNA测量这三个校准件,得到实际测量结果。也就得到包含三个误差模型的线性方程,通过求解就能得到三个误差项。在后续的测量中,在直接获得的测试结果中,先通过数学运算,消除三个误差项带来的影响,显示给用户的就是校准后DUT的特性。 当然两端口误差模型更加复杂,分为正向和反向,正向具有6个误差项,反向也有6个误差项,总共有12个误差项需要求解,求解方法可用参考“RFMeasurementofDieandPackages” 当然一般网络分析仪提供的二端口矢量校准方法为SOLT,通过单端口的分析,其实校准件的本质是建立误差模型方程,选择不同已知反射系数的校准件,就得到了很多不同的校准方法,例如LRM,LRRM,TRL等等。 当然校准的本质也是去嵌入(De-embedding)的过程,去嵌入的本质得到误差网络的S参数,通过转换到T参数,运用级联运算进行消除。去嵌入还能够消除非传输线网络的S参数,应用也比校准广泛。 实际校准的方法: 尽管一般VNA的UserGuider上都有仪器校准的方法,但是还有很多细节需要注意的: 1.设定测试参数 选择测试频率范围:一般的频率范围要稍微大于测试指标规定的范围,选择VNAPort激励功率,对于无源器件,可以选择稍微大的激励功率,例如0dBm,但是对于测试Amplifier等小信号器件,一般激励信号要小于器件的1dB压缩点,对于PowerAmplifier等大功率器件,需要减小VNA的输入信号功率,同时要在PA的输出和VNA的输入间加入衰减器。但是过分减小VNA的输入信号功率,可能会使得S11和S22测量误差增大。如果对于多端口VNA,还需要选择测试port 2.选择校准件,选择校准方法,通过仪器校准的Guide完成校准 每个公司都有不同的规格的校准件,例如N型的,SMA型的,这个在校准之前一定要选择好,这个是因为厂家提供的校准件,开路短路负载等也不是理想的反射系数分别为1,-1和0。同公司的VNA中会定义校准件,将校准件的特性预先存入VNA,以便校准时求解误差方程。因此,如果校准件选择不当,校准的意义也就没有了。 在校准过程中,显示format对于校准是没有影响的,可用选择显示S11或者S21,显示可用为VSWR或者SmithChart,这个不影响校准。 已SOLT为例,首先进行单端口校准,分别将开路短路负载加至VNA的port1和port2,按照仪器指示进行完成校准,再连接Thru件,完成直通校准。 3.校准结果检查 这一步不是必须的,但个人觉得作为一个优秀的射频工程师,这一步是至关重要的。 开路校准特性的检查:校准完成后,将开路件取下,显示S11和S22的SmithChart,良好的校准使得测试显示曲线在整个测量频率范围内都在SmithChart的开路点 负载校准特性的检查:校准完成后,将测试端口连接负载件,测试S11和S22的SmithChart,良好的校准使得测试曲线在整个测量频率范围内都在SmithChart的中心点 直通检查:校准完成后,将两端口连接Thru件,测试S12或者S21的dB曲线,良好的校准使得测试曲线在整个频率范围内平坦,且都在0dB。
可用于测定污水中的浊度、色度、悬浮物、余氯、总氯、化合氯、二氧化氯、溶解氧、氨氮(以N计)、亚硝酸盐(以N计)、铬、铁、锰、铜、镍、锌、硫酸盐、磷酸盐、硝酸盐氮、阴离子洗涤剂、臭及COD等参数,同时为用户保留1个空白,用户可根据自己的要求,以百分比的形式标定使用,为客户提供了方便。本仪器可广泛用于水厂、食品、化工、冶金、环保及制药行业等部门的污水检测,是常用的实验室仪器。
多参数水质分析仪适用于:
1.水源地监测、环保监测站,市政水处理过程,市政管网水质监督,农村自来水监控;
2.循环冷却水、泳池水运行管理、工业水源循环利用、工厂化水产养殖。
多参数水质分析仪仪器特点:
1.仪器采用4.3英寸彩色TFT屏,仪器界面友好,方便用户操作。
2.仪器支持数据内部大容量存储,也可支持U盘存储,仪器和U盘转存,极大地方便客户使用。
3.仪器支持200条曲线,同时仪器可根据测定范围要求,定制高精度测定曲线,支持客户建立分段曲线,分段系数K可根据测量浓度不同而不同,从而提高测量精度。
4.仪器采用ARM9主控芯片,操作界面流畅,反应速度快,内部存储容量大,内存可达500M。
5.通过USB接口可向计算机传输数据,又可扩展蓝牙无线传输(可选)
6.仪器可支持比色皿(高精度测量)、比色管(低精度测量)两种比色方式。
7.仪器采用独特高精度滤光系统,从而使仪器稳定性和测量精度,较国内同行业精度和稳定性大大提升。
8.冷光源、窄带干涉、光源寿命达10万小时。
技术特点
内置预制超过130条标准曲线,可对水和废水中超过50多个指标进行分析;
仪器内置方法都储存了空白值,在进行样品测量时被自动扣除。如无特殊需要,用户不用自己做空白值扣除工作——节约试剂和实验时间。
条形码自动识别测试方法,操作简单,快速,方便,避免测试错误;
强大的AQA分析质量控制程序,保证结果的准确性;
零点校正,浊度修正和波长的校验,提高测试的精度;
可选配蓄电池,满足应急及现场监测;
配置RS232标准接口,能处理数据,并可免费升级分析方法,投资永远不会过期;
多种测试方法通过德国DIN及美国USEPA认证,并在中国国家环境监测总站通过检测(有检测报告)。
系统参数:
1) 同时消解样品数量:≤ 4支;
2) 消解温度控制范围:≤200℃,时间控制范围≤720分钟,自动定时;
3) 曲线参数:每种指标各可设定100条测量曲线参数;
4) 数据存储:每种参数各可存储10000条测量数据;
5) 数据校准:1-7点校正模式,自动校正曲线值;
6) 环境温度:(5 ~ 40)℃; 环境湿度:相对湿度< 85%(无冷凝);
7) 工作电源:AC 220V±10% / 50Hz;DC 16V,20AH锂电池;
特点:
1. 省时,每种参数检测所需时间短。
2.可自动调零和1~5点自动校准。
3.标准光学玻璃样槽互换性更强。
5.采用半导体发光器(专利申请号99226785.2),其光源稳定寿命长。
6.999次测量存储功能。
7.日期显示功能,每次存储对应一个日期和时间,方便查询。
8.可打印实验结果。
9.全中文菜单,操作简单易懂。
该产品将经典的比色法与先进的计算机技术结合起来,应用微电脑光电子比色检测原理取代传统的目视比色法,消除了人为误差,测量分辨率大大提高。实现了测定过程的自动化。可广泛地应用于厂矿企业排污口监测、城市污水处理工厂进出口监测、江河湖泊水质监测和污水治理设施过程控制之中。