本發(fā)明涉及用于分析水和廢水的分析系統(tǒng)，其包括分析裝置，該分析裝置包括裝置殼體和用于將樣品引入該裝置的注射口以及注射器。

這種分析系統(tǒng)原則上是已知的，并且由申請(qǐng)人制造和提供。

本發(fā)明基于提供這類型改進(jìn)的分析系統(tǒng)的目的，特別地，本發(fā)明可以提供可靠準(zhǔn)確的和可精確再現(xiàn)的分析結(jié)果。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該目的通過具有根據(jù)權(quán)利要求1所述特征的分析裝置來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的第二相對(duì)獨(dú)立的方面，提出了具有根據(jù)權(quán)利要求6所述特征的分析裝置。根據(jù)本發(fā)明的第三相對(duì)獨(dú)立的方面，提供了具有根據(jù)權(quán)利要求9所述特征的分析裝置。本發(fā)明的有利的進(jìn)一步發(fā)展是從屬權(quán)利要求的主題。

首先，本發(fā)明涉及改進(jìn)相關(guān)注射器(與常規(guī)注射器不同)的構(gòu)思，以便最佳地和可重復(fù)地執(zhí)行注射過程。根據(jù)第一修改方案，提供了針的出口，其表面法線與所述針的縱向軸線重合(或其表面法線至少平行于所述針的縱向軸線)。根據(jù)第二修改方案，提供了用于在預(yù)定注射期間噴射預(yù)定量的物質(zhì)的自動(dòng)運(yùn)行的噴射元件。有利地，所提出的系統(tǒng)的注射器結(jié)合了這兩個(gè)特征。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述注射口與用于熱分解待分析物質(zhì)的圓柱形反應(yīng)器連接，并且其具有用于將所述注射器引導(dǎo)到預(yù)定注射位置的導(dǎo)向元件。具體地，根據(jù)所述注射針的形狀，所述導(dǎo)向元件形成為使得插入的注射針的縱向軸線與反應(yīng)器的縱向軸線重合。特別地，所述導(dǎo)向元件包括圓柱形或圓錐形導(dǎo)向軸套。在可以與上述實(shí)施例組合的另一實(shí)施例中，所述導(dǎo)向元件包括用于限制注射針穿入反應(yīng)器的深度的止動(dòng)件(stopper)。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述噴射元件形成為作用在注射器的柱塞上的可鎖定的壓縮彈簧。例如，所述壓縮彈簧可以配置為鋼筒彈簧(steelcylinderspring)，從而代替注射器的手動(dòng)操作。不同于在手動(dòng)操作期間，所述壓縮彈簧的預(yù)定彈簧特性確保了每單位時(shí)間精確地重復(fù)地輸出樣品。但是，這種重要的作用不一定需要通過壓縮彈簧來實(shí)現(xiàn)(在特別簡單和低廉的實(shí)施例中)，而是可以，例如通過具有預(yù)定的預(yù)定輸出特性的小型線性電動(dòng)機(jī)或液壓驅(qū)動(dòng)器或氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)所述第二方面，本發(fā)明涉及將載氣供應(yīng)連接到反應(yīng)器的輸入端的構(gòu)思，所述載氣供應(yīng)包括用于設(shè)定待供應(yīng)到所述反應(yīng)器的載氣的壓力和流量的可控制元件。除了涉及精確大小量的樣品供給，并且所述樣品噴射到反應(yīng)器中的位置和方向是精確預(yù)定的，還可以準(zhǔn)確和可重復(fù)地控制用于將樣品運(yùn)送到檢測裝置的載氣流，這對(duì)于精確的和可重復(fù)的分析結(jié)果是非常重要的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，簡單的流量限制，例如通過減壓閥，對(duì)于適合于實(shí)驗(yàn)室使用的分析系統(tǒng)的精度要求是不夠的。

特別地，規(guī)定所述載氣供應(yīng)包括用于供應(yīng)氮?dú)獾牡谝恢?分流)和用于供應(yīng)氧氣的第二支路(分流)，其中，在所述第一支路中，設(shè)置有用于供應(yīng)的氮?dú)獾膲毫φ{(diào)節(jié)或流量調(diào)節(jié)的第一壓力調(diào)節(jié)器和流量調(diào)節(jié)器，并且在所述第二支路中，設(shè)置有用于與氮?dú)饣旌系难鯕獾膲毫φ{(diào)節(jié)或流量調(diào)節(jié)的第二壓力調(diào)節(jié)器和流量調(diào)節(jié)器。此處，所述第一和第二壓力調(diào)節(jié)器和流量調(diào)節(jié)器是特別配置和適配的，使得氧氣與氮?dú)庠诨旌蠒r(shí)可以實(shí)現(xiàn)至少10倍，特別是至少100倍，更特別是約1000倍的稀釋。應(yīng)當(dāng)理解的是，應(yīng)該使用精密流量調(diào)節(jié)器以足夠的精度來實(shí)現(xiàn)這種低的稀釋。

根據(jù)上述第三方面，本發(fā)明基于以下構(gòu)思：根據(jù)分析結(jié)果的某些特征，使實(shí)際評(píng)價(jià)模式進(jìn)行后處理或影響。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在測定水或廢水樣品的相關(guān)成分時(shí)，實(shí)際樣品的組成以及分析過程的特性可以顯著影響時(shí)間依賴性檢測信號(hào)的信號(hào)形狀，并且“手動(dòng)”的優(yōu)點(diǎn)影響評(píng)估過程的結(jié)果。

特別地，由于時(shí)間信號(hào)特性作為時(shí)間的函數(shù)測量水或廢水中的氧氣、二氧化碳、氮?dú)饣蛄椎臐舛仁欠浅２煌?，因此部分有用和可比較的分析結(jié)果只能用固定積分時(shí)間獲得。因此，優(yōu)選地，規(guī)定，使形成用于手動(dòng)重新調(diào)整積分時(shí)間的后處理裝置，用于對(duì)檢測到的各個(gè)時(shí)間依賴性濃度值進(jìn)行積分。

從以下對(duì)示例性實(shí)施例參照附圖的簡要描述，本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見的。在圖中：

圖1是根據(jù)實(shí)施例的分析裝置的主要裝置部件的示意圖，

圖2是分析裝置的透視圖，

圖3是根據(jù)所述分析系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的具有插入到注射口中的注射針的注射器的示意性縱向截面圖，和

圖4a和圖4b是用于說明本發(fā)明方面的圖。

圖1和圖2示意性地示出了用于測定水或廢水的化學(xué)需氧量(csb或cod)的分析裝置1的主要部件。這種裝置的基本結(jié)構(gòu)及其功能在本領(lǐng)域中是已知的，因此在這里不再贅述，因?yàn)樗鼈儗?duì)于理解本發(fā)明是無關(guān)緊要的。

分析裝置1包括熱反應(yīng)器或爐eb，使用注射器mm通過布置在所述爐頂部的注射口p可以往反應(yīng)器或爐eb注入水樣品，并且所述樣品在反應(yīng)器或爐eb熱分解。所述爐通過止回閥rm1供應(yīng)有由空氣和氮?dú)饨M成的載氣流。所述載氣流由空氣壓力調(diào)節(jié)器kh1、氮?dú)鈮毫φ{(diào)節(jié)器kh2、空氣流量調(diào)節(jié)器kh4和氮?dú)饬髁空{(diào)節(jié)器kh5控制，并在所述爐的輸入端通過第一精濾器精濾器hq1和第二精濾器hq2過濾。在所述爐的輸入端，還設(shè)置有空氣壓力指示器bp1和氮?dú)鈮毫χ甘酒鱞p2。

在所述爐的輸出端，氣流首先到達(dá)冷凝器cm1，然后非冷凝部分在其到達(dá)氧氣檢測器b1之前通過石英棉過濾器hq3和分酸器hs1，最終向可調(diào)節(jié)的評(píng)估裝置a輸出(電)測量值，特別地，在此提供了用于對(duì)作為時(shí)間的函數(shù)檢測的氧氣檢測信號(hào)進(jìn)行積分的積分時(shí)間；其它的細(xì)節(jié)參見下文。

圖2示出了分析裝置1的透視圖的狀態(tài)，其中所述裝置殼體1'部分打開，并且將部分裝置部件從殼體中取出。所述裝置殼體的形狀大體上為長方體，并且在裝置前部1a'中設(shè)置有開口1b'，該開口1b'設(shè)置為可以通過鉸接在裝置前部的左邊緣處的穿孔門3關(guān)閉。

具有適配于開口1b'的大小的滑架5，其上布置有爐eb、冷凝容器cm1、石英棉過濾器hq3和分酸器hs1，所述滑架5可以從殼體拉出到所述部件可自由訪問的程度。在所述滑架5縮回狀態(tài)下，裝置殼體1'通過門3關(guān)閉。

面板1c'位于前板1a'的右側(cè)，其上布置有多個(gè)操作和顯示元件，包括溫度指示器/控制tc和用于設(shè)定空氣或氮?dú)鈮毫Φ恼{(diào)節(jié)器kh1和kh2，以及相關(guān)聯(lián)的顯示元件bp1和bp1。

注射口p位于裝置1d'的頂部，其結(jié)構(gòu)和大小適配于圖1所示的注射器mm的結(jié)構(gòu)和大小，并且當(dāng)所述爐在裝置殼體內(nèi)處于其正常運(yùn)行的位置時(shí)，進(jìn)樣口p與裝置內(nèi)的爐eb的相應(yīng)的注射閥eb1連通。

圖3以縱向截面圖示出了所述分析系統(tǒng)的爐eb的注射器mm和注射口p的基本結(jié)構(gòu)和協(xié)調(diào)的幾何構(gòu)型的示意圖。所述注射口p在其縱向上包括基本上是圓柱形的導(dǎo)向軸套p1，該導(dǎo)向軸套p1的直徑和長度調(diào)整為與注射器mm的注射針mm1的大小相對(duì)應(yīng)，并且其縱向軸線與爐eb的縱向軸線la1重合，所述爐eb的基本形狀為圓柱形。在所述注射口p的頂部設(shè)置有較大直徑的孔p2，其大小適配于注射器的針座mm2的大小，其下端面作為在注射器插入時(shí)限制深度的止動(dòng)件。該止動(dòng)件確保在爐eb中精確預(yù)定針端的位置，該針端與注射器的針縱向軸線la2成直角切斷，從而精確地預(yù)定注射點(diǎn)。

在所述注射器容器mm3中，注射器柱塞mm4以縱向移位的方式支撐，其自由端以常規(guī)方式配置為手動(dòng)取出樣品。在所述注射器容器的上端，壓縮彈簧mm5嵌入其中，其上端支撐在注射器容器的上端壁上，其下端作用在注射器柱塞mm4的端部上。在填充所述注射器之后，注射器柱塞借助鎖定桿mm6鎖定，彈簧mm5被偏壓。在釋放所述鎖定桿mm6之后，注射器柱塞mm4被壓縮彈簧mm5的力向下按壓，并且包含在注射器容器mm3中的樣品以預(yù)定的時(shí)間間隔或以預(yù)定的排放速率被注入到所述爐中。

以精確預(yù)定的速率或精確限定的時(shí)間間隔排放預(yù)定的樣品量對(duì)于可重現(xiàn)的結(jié)果、對(duì)于通過注射針和注射口的特定設(shè)計(jì)確保的精確注射位置和方向是重要的。

圖4a和圖4b示出了后處理裝置a的可調(diào)整積分時(shí)間的影響，用于處理作為時(shí)間的函數(shù)檢測的氧氣測量信號(hào)。此處，圖4a示出了具有固定積分時(shí)間ti的三種不同的曲線形狀(根據(jù)現(xiàn)有技術(shù))?？梢钥闯?，只有實(shí)線所示的測量信號(hào)s1的積分產(chǎn)生正確的結(jié)果，而為測量信號(hào)s2和s3設(shè)定的積分時(shí)間顯然太短，沒有檢測到必要的信號(hào)分量。這通過為信號(hào)s2和s3設(shè)置更長的積分時(shí)間ti2,3進(jìn)行補(bǔ)救，如圖4b所示，其可以由所述后處理裝置a上的分析系統(tǒng)的操作者根據(jù)檢測到的信號(hào)曲線形狀來執(zhí)行。

但是，本發(fā)明的實(shí)施例不限于該示例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的范圍內(nèi)的各種修改是可能的。