本發(fā)明涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境檢測領(lǐng)域，具體是亞硝酸鹽氮含量的檢測技術(shù)，尤其涉及檢測亞硝酸鹽氮時的自動加藥混合技術(shù)。

背景技術(shù)：

在水產(chǎn)養(yǎng)殖的過程中，超限量放養(yǎng)和集中投餌產(chǎn)生了大量的殘餌、魚、蝦代謝的產(chǎn)物和死亡的動植物尸體，在異養(yǎng)菌的作用下腐敗發(fā)酵，往往會導(dǎo)致氮的含量在養(yǎng)殖水體中大量積累，而且這種不同形式的氮，可以通過微生物的作用轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽氮；池塘里水質(zhì)中的亞硝酸鹽氮主要是通過魚類呼吸作用從鰓部進入血液，與血紅蛋白發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成無攜帶氧能力的高鐵血紅蛋白，造成血紅蛋白活性下降或功能性貧血，失去攜帶氧氣的功能，從而導(dǎo)致缺氧，活力差，攝食量降低，易感染病菌，甚至死亡。

目前，測定亞硝酸鹽氮的方法主要有重偶氮聯(lián)法、催化光度法、亞硝化法、離子色譜法、傳感器法等，在這些檢測方法中，應(yīng)用最廣泛的檢測方法是重氮偶聯(lián)法，其他的方法在成本、應(yīng)用范圍、檢測的穩(wěn)定性等方面有限制，而重氮偶聯(lián)法需要在水樣中加入藥劑充分反應(yīng)后才能完成水質(zhì)中亞硝酸鹽氮含量的檢測。目前，亞硝酸鹽氮檢測儀器主要有手持式亞硝酸鹽氮檢測儀、在線亞硝酸鹽氮檢測儀、亞硝酸鹽氮檢測試紙等，這些儀器采用的都是重偶氮聯(lián)法；手持式的亞硝酸鹽氮檢測儀和亞硝酸鹽氮檢測試紙的加藥都是通過人工滴加的，而且加完藥劑后，需要手動搖勻然后將比色皿放到比色槽里面，靜置二十分鐘后進行檢測；而在線亞硝酸鹽氮檢測儀的加藥和采樣采用的都是流動注射法，通過蠕動泵和多路閥的配合來完成檢測，且藥劑與水樣反應(yīng)的比色皿是采用固定的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的，也就是說在線亞硝酸鹽氮檢測儀器只能完成加藥的過程并沒有在加完藥劑后對混合物的處理功能。因此，不管是手持或在線的亞硝酸鹽氮檢測儀，都需要在水樣中加入藥劑使其充分反應(yīng)才能進行檢測，而且水質(zhì)中的亞硝酸鹽氮的含量是微量，由于顯色劑在水樣中擴散很慢，反應(yīng)時間長，從而導(dǎo)致檢測周期變長，大致檢測周期在二十分鐘左右。綜上所述，目前的亞硝酸鹽氮檢測存在需要手動搖勻、比色皿固定、檢測周期長的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對目前亞硝酸鹽氮檢測存在的上述問題，提出一種不僅能夠模擬人工手動搖勻，而且利用反饋原理通過快速有規(guī)律的振動來加快化學反應(yīng)速率的檢測亞硝酸鹽氮的自動加藥混合方法與裝置，通過有規(guī)律的搖勻和振動比色皿，能夠使藥劑在水樣中分散均勻，防止局部濃度過高，增加反應(yīng)物的接觸面積，以提高水質(zhì)中亞硝酸鹽氮含量的檢測效率。

本發(fā)明檢測亞硝酸鹽氮含量的自動加藥混合裝置采用的技術(shù)方案是：包括有多通閥、微量注射泵和MCU控制模塊，微量注射泵位于多通閥的上方，多通閥有a、b、c、d、e、f、g、h八個閥口，閥口h通過連接微量注射泵，閥口a、b、c、d、e、f、g依序地與蒸餾水、清洗液瓶、N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽溶液瓶、4-氨基苯磺酰胺和鹽酸溶液瓶、取樣管道、標定液管道、多用管道一一對應(yīng)連接，多用管道連接多用兩位兩通電磁閥，標定液管道連接標定液兩位兩通電磁閥，標定液兩位兩通電磁閥下端連接比色皿頂部的第一個進液口，多用兩位兩通電磁閥下端連接比色皿頂部的第二個進液口，比色皿的底部開有出液口，出液口經(jīng)廢液管道連通到廢液瓶，出液口處裝有廢液兩位兩通電磁閥；比色皿的外部包裹有一層方形結(jié)構(gòu)的塑料包裹體，比色皿外部的左右兩側(cè)面對面地裝有光發(fā)射裝置與接收裝置；塑料包裹體內(nèi)部底端的四個角處各鑲嵌有銜鐵，塑料包裹體正下方是方形的振動滑塊，振動滑塊頂部四個角和塑料包裹體底部四個角處之間一一對應(yīng)地連接四個復(fù)位彈簧，振動滑塊頂部中間和塑料包裹體底部中間之間連接球連接部件，振動滑塊內(nèi)部上方四角的每個角處各鑲嵌有一個振動滑塊電磁鐵及線圈，振動滑塊內(nèi)部下方四角的每個角處鑲嵌有銜鐵；振動滑塊的正下方是固定不動的方形的振動底座，振動滑塊和振動底座之間連接復(fù)位彈簧，振動底座內(nèi)部上方四角的每個角處各鑲嵌有一個振動底座電磁鐵及線圈；MCU控制模塊通過不同的端口分別連接微量注射泵、標定液兩位兩通電磁閥、多用兩位兩通電磁閥、廢液兩位兩通電磁閥、光發(fā)射裝置、接收裝置、四個振動底座電磁鐵及線圈以及四個振動滑塊電磁鐵及線圈。

本發(fā)明檢測亞硝酸鹽氮含量的自動加藥混合方法采用的技術(shù)方案是包括以下步驟：

1）MCU控制模塊控制蒸餾水瓶里的蒸餾水經(jīng)過多通閥、微量注射泵、標定液兩位兩通電磁閥注入到比色皿內(nèi)，光發(fā)射裝置和接收裝置采集到空白值電壓值V₀，

2）外部水樣經(jīng)過取樣管道、多通閥、微量注射泵、多用兩位兩通電磁閥注入到比色皿內(nèi)；

3）分別將4-氨基苯磺酰胺和鹽酸溶液和N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽溶液這兩種藥劑加入比色皿；

4）MCU控制模塊控制振動底座內(nèi)部的四個振動底座電磁鐵及線圈通電，并給四個振動滑塊電磁鐵及線圈有序地通電，對比色皿里面的藥劑和水樣進行混合；

5）光發(fā)射裝置和接收裝置采集到電壓值V₁，MCU控制模塊根據(jù)公式計算出混合液的吸光度值A(chǔ)。

本發(fā)明與已有方法和技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明檢測亞硝酸鹽氮含量的自動加藥混合裝置結(jié)構(gòu)緊湊，使用內(nèi)嵌式的比色皿，包裹比色皿的材料采用黑色不透明的材料加工而成，而且整個檢測在黑箱內(nèi)，不會出現(xiàn)其他光線對檢測結(jié)果的干擾。提高了檢測的準確性。

2、本發(fā)明由朗伯比爾定律可以知道當一束平行單色光垂直通過某一均勻非散射的吸光物質(zhì)時,其吸光度與吸光物質(zhì)的濃度及吸收層厚度成正比，若吸收層厚度一定時，溶液的濃度跟溶液的吸光度成正比，而且針對亞硝酸鹽氮檢測的時候反應(yīng)物反應(yīng)的越徹底顏色就越深，其吸光度也就越大越接近化學反應(yīng)的平衡點，通過這一原理控制MCU輸出的PWM波的頻率。硅光電池是一種能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)換成電的元器件，利用朗伯比爾定律的特性結(jié)合硅光電池的特性，來完成對比色皿振動頻率的動態(tài)的控制，這樣避免人工設(shè)定的繁瑣步驟，節(jié)約時間和能耗。

3、本發(fā)明通過對比色皿的模擬人工搖勻和快速有規(guī)律的振動，從微觀角度上分析還可以增加反應(yīng)物分子的有效碰撞次數(shù)。模擬人工搖晃的接頭部分采用的是球接頭，這種接頭能夠在一個空間上自由的搖晃，起到杠桿的作用，在幾個自由度之間進行自由的切換，通過改變電磁鐵線圈通電順序能夠最大限度地模擬出人工搖晃，以至于使藥劑快速的在水樣中擴散開來。

4、本發(fā)明利用電磁感應(yīng)原理配合振動塊兩邊的滑軌、低行程彈簧可以實現(xiàn)比色皿在行程內(nèi)做快速的往復(fù)運動，這樣能夠使水樣和藥劑的接觸面積增大，同時微觀上能夠加快反應(yīng)物分子的運動，增加分子的碰撞次數(shù)，進而實現(xiàn)加快化學反應(yīng)的目的。

5、本發(fā)明檢測亞硝酸鹽氮的自動加藥混合裝置核心部件采用的是一個獨立的模塊，跟整個在線檢測系統(tǒng)是可以分開，這樣有利于維護、清洗、更換有問題的零部件，這樣對設(shè)備的維護起來更加的方便。

6、本發(fā)明自動取樣、加藥、檢測和處理廢液，都是在沒有人工參與的情況下進行的，對于空白值的檢測采用雙流路互不干擾設(shè)計的原則，這樣可以保證每次測量的空白值漂移更小，增加了檢測的準確性，零點數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性更好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明檢測亞硝酸鹽氮含量的自動加藥混合裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中混合模塊8的結(jié)構(gòu)放大示意圖；

圖3是圖2中振動滑塊4和其連接部件的結(jié)構(gòu)放大示意圖；

圖4是圖2中振動底座2的結(jié)構(gòu)放大示意圖；

圖5是圖1的控制電路框圖；

附圖中各部件的序號和名稱：1.箱體；2.振動底座；3.MCU控制盒；4.振動滑塊；5.復(fù)位彈簧；6.塑料包裹體；7.顯示屏；8.混合模塊；9.固定架；10.標定液管道出液口；11.標定液兩位兩通電磁閥；12.搖擺彈簧；13.多用兩位兩通電磁閥；14.多用管道出液口；15.管道連通孔；16.多用管道；17.標定液管道；18.微量注射泵；20.多通閥；21.廢液管道；22.取樣口；23.取樣管道；24.試劑瓶連接管道；25.方形排孔；26.上下層隔板；27.4-氨基苯磺酰胺和鹽酸溶液瓶；28.N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽溶液瓶；29.右縱向隔板；30.清洗液瓶；31.蒸餾水瓶；32.左縱向隔板；33.廢液瓶；34.管道孔；35.微量注射泵連接管；36.滑軌；37.滑塊；38.銜鐵；39.固定螺孔；40.導(dǎo)線引出孔；41.光發(fā)射裝置；42.比色皿；43.接收裝置；44.反饋用硅光電池；45.檢測用硅光電池；46.廢液兩位兩通電磁閥；48.振動滑塊電磁線圈連接線；49.振動底座電磁鐵線圈連接線；50.振動底座電磁鐵及線圈；51.振動滑塊電磁鐵及線圈；52.球連接部件；55.底座固定孔。

具體實施方式

參見圖1為本發(fā)明檢測亞硝酸鹽氮的自動加藥混合裝置最外部是一個箱體1，箱體1呈方形，用水平隔板26、左縱向隔板32、右縱向隔板29將箱體1內(nèi)部分成六個小隔間，上下各三個。其中，水平隔板26將箱體1內(nèi)部分成上下層，左縱向隔板32和右縱向隔板29與水平隔板26相垂直，將上、下層各分成三個小隔間，每個小隔間內(nèi)分別放置不同的模塊。在下層三個小隔間內(nèi)從左到右依次放置廢液瓶33、蒸餾水瓶31、清洗液瓶30、N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽溶液瓶28、4-氨基苯磺酰胺和鹽酸溶液瓶27；這五個瓶子上端都接有管道，管道口浸入到瓶子內(nèi)的液體內(nèi)部，而且除了廢液瓶33以外，其他瓶子與管道的連接均采用密封連接，以防止藥劑被氧化。

在上層三個小隔間內(nèi)放置有多通閥20、微量注射泵18，混合模塊8、MCU控制盒3和顯示屏7。從左到右，左側(cè)小隔間內(nèi)放置MCU控制盒3和顯示屏7，中間小隔間內(nèi)放置混合模塊8，右側(cè)小隔間內(nèi)放置多通閥20和微量注射泵18，微量注射泵18位于多通閥20的上方。這樣，混合模塊8和微量注射泵18整體位于五個瓶子的上方。多通閥20是常規(guī)的多通閥結(jié)構(gòu)，在同一時間接通其中的兩個閥口。多通閥20共有八個閥口，分別用閥口標號a、b、c、d、e、f、g、h來表示，其中，七個閥口a、b、c、d、e、f、g沿一個圓周方向均勻布置，七個閥口依序逆時針布置；閥口h在該圓周的正中間位置，在同一時間，正中間的閥口h只能與其余七個閥口中的任一閥口接通，而其余七個閥口之間不互通。多通閥20通過螺栓與螺母固定到箱體1背面上。微量注射泵18利用螺栓和螺母進行固定安裝到箱體1背面，微量注射泵18通過微量注射泵連接管35連接多通閥20，微量注射泵18與正中間的閥口h相連相通，微量注射泵18通過閥口h完成液體的提取與計量。

在左縱向隔板32、右縱向隔板29上各開有管道孔34，在多通閥20下方的水平隔板26處開有方形排孔25，五個瓶子上端管道的接出通過管道孔34、方形排孔25連接多通閥20的閥口。

再參見圖2，混合模塊8通過固定架9固定在右縱向隔板29和左縱向隔板32的上方中部?；旌夏K8主要完成藥劑與水樣快速混合，混合模塊8整體通過固定架9固定在箱體1上，固定架9的側(cè)面均勻的開有固定螺孔39和導(dǎo)線引出孔40。固定架9的頂面中間位置安裝有標定液兩位兩通電磁閥11和多用兩位兩通電磁閥13，標定液兩位兩通電磁閥11和多用兩位兩通電磁閥13固定連接在固定架9上，這兩個電磁閥之間留有一定的間隙，這兩個電磁閥的正下方是比色皿42，比色皿42的頂部開有兩個進液口。標定液兩位兩通電磁閥11的下端通過標定液管道出液口10連接下方的比色皿42的第一個進液口，多用兩位兩通電磁閥13的下端通過多用管道出液口14連接下方的比色皿42的第二個進液口。標定液管道出液口10和多用管道出液口14均垂直布置，且兩個管道直徑要比比色皿42的兩個進液口直徑要小1cm，這樣可以保證液體更容易注入進比色皿42里面。

比色皿42采用1cm光程的長度，比色皿42的外部包裹一層塑料包裹體6，塑料包裹體 6為方形結(jié)構(gòu)，比色皿42嵌在塑料包裹體6的正中心位置。在比色皿42外部的左右兩側(cè)面對面地安裝光發(fā)射裝置41與接收裝置43，光發(fā)射裝置41采用LED，接收裝置43采用硅光電池。光發(fā)射裝置41與接收裝置43分別固定且密封連接在塑料包裹體6上，并且通過導(dǎo)線從引出孔出引出。接收裝置43采用兩個硅光電池，分別為反饋用硅光電池44和檢測用硅光電池45，檢測比色皿42內(nèi)藥劑與水樣混合物的吸光度值。

在固定架9的頂部中間和塑料包裹體6的頂部中間之間固定連接搖擺彈簧12，搖擺彈簧12上端固接于固定架9的頂部中間，搖擺彈簧12下端固接于塑料包裹體6的頂部中間。在比色皿42搖擺或震動的時候，搖擺彈簧12可限制塑料包裹體6不碰到固定架9的兩側(cè)，對塑料包裹體6起到緩沖和支撐作用。

比色皿42的底部開有一個出液口，在出液口處安裝有廢液兩位兩通電磁閥46。出液口連接廢液管道21，廢液管道21伸出塑料包裹體6外，并且穿過固定架9側(cè)面后經(jīng)方形排孔25、管道孔34后連通到廢液瓶33。

在塑料包裹體 6內(nèi)部底端的四個角處各鑲嵌一個銜鐵38，共四個銜鐵38。塑料包裹體 6的正下方是方形的振動滑塊4，振動滑塊4的頂部四個角和塑料包裹體 6的底部四個角處之間一一對應(yīng)地連接四個復(fù)位彈簧5，四個復(fù)位彈簧5行程在2cm以內(nèi)。再參見圖3，振動滑塊4頂部中間和塑料包裹體 6的底部中間之間連接球連接部件52。振動滑塊4內(nèi)部的上方四角的每個角處各鑲嵌有一個振動滑塊電磁鐵及線圈51，共四個振動滑塊電磁鐵及線圈51，從逆時針方向依序是振動滑塊電磁鐵及線圈51A、51B、51C、51D。四個振動滑塊電磁鐵及線圈51的接線以振動滑塊電磁線圈連接線48從振動滑塊4內(nèi)部引出。振動滑塊4內(nèi)部的下方四角的每個角處各鑲嵌有一個銜鐵38，與塑料包裹體 6內(nèi)部鑲嵌的銜鐵38結(jié)構(gòu)一樣。

振動滑塊4的正下方是方形的振動底座2，再參見圖4，振動底座2通過底座固定孔55與水平隔板26固定連接，使振動底座2相對箱體1固定不動。在振動滑塊4和振動底座2之間連接復(fù)位彈簧5，在振動底座2頂部四個角和振動滑塊4的底部四個角處之間一一對應(yīng)地連接四個復(fù)位彈簧5。在振動底座2內(nèi)部上方四角的每個角處各鑲嵌有一個振動底座電磁鐵及線圈50，振動底座電磁鐵及線圈50的接線通過振動底座電磁鐵線圈連接線49從振動底座2內(nèi)部引出。銜鐵38和振動底座電磁鐵及線圈50的安裝都是通過先對裝載體先開槽，再將銜鐵38和電磁鐵及線圈50鑲嵌進去，最后用膠水封實完成。

振動滑塊4的兩側(cè)和固定架9的兩側(cè)之間通過滑軌36和滑塊37連接，在振動滑塊4的兩側(cè)各安裝一個水平的滑塊37，在固定架9的兩側(cè)各開一個方形的滑軌36，振動滑塊4通過滑塊37能沿滑軌36上下移動。由于復(fù)位彈簧5的行程為2cm，所以滑軌36的上下長度設(shè)計為4cm。

參見圖1和圖2，多通閥20的閥口a、b、c、d、e、f、g、h依序地與蒸餾水31、清洗液瓶30、N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽溶液瓶28、4-氨基苯磺酰胺和鹽酸溶液瓶27、取樣管道23、標定液管道17、多用管道16、微量注射泵連接管35一一對應(yīng)連接。其中，取樣管道23一端與多通閥20的閥口e連接，另一端穿過箱體1側(cè)面上開的取樣口22后連接外部水樣容器，用以對外部水樣進行取樣。多通閥20的閥口c、d分別通過各自的試劑瓶連接管道24連接N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽溶液瓶28、4-氨基苯磺酰胺和鹽酸溶液瓶27。

在右縱向隔板29上方的兩個管道孔15分別供多用管道16和標定液管道17穿過，多通閥20的閥口g通過多用管道16連接到混合模塊8的上方的多用兩位兩通電磁閥13，多通閥20的閥口f通過標定液管道17連接到混合模塊8的上方的標定液兩位兩通電磁閥11。

MCU控制盒3用螺栓、螺母將其固定在水平隔板26上面，內(nèi)部安裝有MCU控制模塊和電源模塊，電源模塊為裝置提供電源。顯示屏7用于對檢測的結(jié)果進行顯示，固定MCU控制盒3上方。

參見圖1-4，混合模塊8通過塑料包裹體6、振動滑塊4、球連接部件52、復(fù)位彈簧5的配合完成對比色皿42模擬人工搖勻的動作，模擬人工搖勻的目的是讓比色皿42里面的液體產(chǎn)生順時針和逆時針的渦流，通過控制振動滑塊4內(nèi)部的振動滑塊電磁鐵及線圈51的通電順序，使嵌有比色皿42的塑料包裹體6四個角實現(xiàn)高低變化，也就是說，當給振動滑塊4內(nèi)部一個角處的振動滑塊電磁鐵及線圈51通電時，由于塑料包裹體6中心部位的球連接部件52的支點存在，所以塑料包裹體6底部的一個角處的復(fù)位彈簧5會被壓縮，而另三個角處的復(fù)位彈簧5會被拉伸，如此使整個塑料包裹體6會向一個角傾斜，帶動比色皿42以及比色皿42里面的液體跟著傾斜。當按順時針或者逆時針順序給振動滑塊4內(nèi)部的振動滑塊電磁鐵及線圈51通電，比色皿42里面的液體就會形成順時針與逆時針的渦流。另外，當同時給振動滑塊4內(nèi)部的兩個振動滑塊電磁鐵及線圈51通電，塑料包裹體6會以蹺蹺板形式在對角線、前后、左右的方向上上下動作。對比色皿42內(nèi)部的藥劑和水樣反應(yīng)后顏色的深淺代表反應(yīng)物的反應(yīng)程度，同時也代表溶液吸光度的大小，因此，根據(jù)藥劑和水樣反應(yīng)后顏色深淺的程度來控制比色皿42的振蕩頻率，從而通過對比色皿42進行快速有規(guī)律的振動以加快化學反應(yīng)的速率。

溶液的吸光度根據(jù)朗伯比爾定律來計算，其中為吸光度，為入射光強，為透射光強?；蛘呶舛雀鶕?jù)公式來計算，其中為透射比，為摩爾吸收系數(shù)，它與吸收物質(zhì)的性質(zhì)及入射光的波長λ有關(guān)，為吸光物質(zhì)的濃度，為吸收層厚度。根據(jù)硅光電池本身的特性，將改寫成，其中為空白溶液即參比溶液的電壓，為透射溶液的電壓，根據(jù)此公式可以計算出相應(yīng)的吸光度值。吸光度的值越大，溶液的顏色越深，化學反應(yīng)越接近平衡點，所以利用這種趨勢來動態(tài)地控制MCU控制模塊輸出的PWM波的頻率，進而動態(tài)地調(diào)節(jié)化學反應(yīng)的速率，無需人工的參與。MCU控制模塊輸出的PWM波的頻率分為七個等級，分別是10Hz,20Hz, 30Hz,40Hz,50Hz,60Hz,70Hz。將反饋用硅光電池44輸出的信號進行變換、放大濾波、信號調(diào)理成0V~5V電壓信號,經(jīng)過吸光度值公式計算得到吸光度值。

參見圖1和圖5，MCU控制模塊通過不同的端口分別連接顯示屏7、微量注射泵18、標定液兩位兩通電磁閥11、多用兩位兩通電磁閥13、廢液兩位兩通電磁閥46、光發(fā)射裝置41、接收裝置43中的反饋用硅光電池44和檢測用硅光電池45、四個振動底座電磁鐵及線圈50以及四個振動滑塊電磁鐵及線圈51，即振動滑塊電磁鐵及線圈51A、51B、51C、51D。MCU控制模塊控制標定液兩位兩通電磁閥11、多用兩位兩通電磁閥13、廢液兩位兩通電磁閥46的打開與關(guān)閉，再配合微量注射泵18的吸取與注射來完成標定、檢測、清洗步驟。光發(fā)射裝置41中的LED的驅(qū)動采用輸出為10mA的恒流源電路進行供電，以保證光源的穩(wěn)定性和準確性。反饋用硅光電池44和檢測用硅光電池45，是一種光電轉(zhuǎn)換器件，能夠?qū)⒐庹辙D(zhuǎn)換成電流信號，其作用分別為反饋和檢測。

參見圖1-5，本發(fā)明檢測亞硝酸鹽氮的自動加藥混合裝置工作時，自動加藥混合的具體步驟如下：

（1）首先，采集空白值電壓，為后面的溶液吸光度的計算做準備。通過MCU控制模塊的控制，將蒸餾水瓶31里面的蒸餾水經(jīng)過多通閥20、微量注射泵18、標定液兩位兩通電磁閥11注入到比色皿42里面。具體步驟為：由MCU控制模塊發(fā)出控制信號打開標定液兩位兩通電磁閥11，關(guān)閉多用兩位兩通電磁閥13、廢液兩位兩通電磁閥46；同時，MCU控制模塊發(fā)出控制信號順時針調(diào)整多通閥20，使閥口f和閥口h的管道接通，使標定液兩位兩通電磁閥11和微量注射泵18接通，MCU控制模塊發(fā)出信號控制微量注射泵18工作，吸取30mL體積的空氣，以至于能夠?qū)⒐艿纼?nèi)的殘余液體全部推入比色皿42中。然后，MCU控制模塊控制順時針調(diào)整多通閥20，使多通閥20的閥口a和h的管道接通，此時蒸餾水瓶31和微量注射泵18接通，MCU控制模塊控制微量注射泵18工作，從蒸餾水瓶31內(nèi)吸取10mL蒸餾水到微量注射泵18，此時，微量注射泵18的泵內(nèi)下部是10mL的蒸餾水，上部是30mL的空氣。再次調(diào)整多通閥21使連接閥口f和閥口h的管道接通，連通微量注射泵18和標定液兩位兩通電磁閥11，微量注射泵18工作，先將10mL蒸餾水注射到比色皿42內(nèi)，這時管道內(nèi)會殘留一部分液體，繼續(xù)推進微量注射泵18，將空氣推入，這時管道內(nèi)的液體就會被空氣推出，并通過標定液管道17、標定液兩位兩通電磁閥11、標定液管道出液口10將10mL蒸餾水全部注入到比色皿42內(nèi)。MCU控制模塊發(fā)出控制信號打開光發(fā)射裝置41和接收裝置43，采集檢測用硅光電池45此時的電壓值，即空白值電壓值V₀，并將空白值電壓值V₀保存在MCU控制模塊中。最后，MCU控制模塊打開廢液兩位兩通電磁閥46，比色皿42內(nèi)的蒸餾水在重力作用下通過廢液管道21排到廢液瓶33中，同時關(guān)閉標定液兩位兩通電磁閥11和廢液兩位兩通電磁閥46。

（2）接著對水質(zhì)進行取樣，吸取10mL要檢測的外部水樣，外部水樣經(jīng)過取樣管道23、多通閥20、微量注射泵18、多用兩位兩通電磁閥13注入到比色皿42里面。具體步驟為：MCU控制模塊發(fā)出控制信號，順時針調(diào)整多通閥20，使閥口g和閥口h的管道接通，微量注射泵18和多用兩位兩通電磁閥13通過管道連通起來。打開多用兩位兩通電磁閥13，控制微量注射泵18工作，吸取30mL的空氣，然后順時針調(diào)整多通閥20，使閥口e和閥口h的管道接通，此時微量注射泵18和取樣管道23通過管道就連通，微量注射泵18工作，吸取外部的10mL的待測的水樣。MCU控制模塊發(fā)出控制信號，順時針轉(zhuǎn)動多通閥20，使閥口f和閥口h的管道接通，微量注射泵18和多用兩位兩通電磁閥13通過管道連通。同時，控制微量注射泵18工作，將10mL的外部水樣注射進比色皿42內(nèi)，此時活塞繼續(xù)前進將30mL空氣壓縮出去，將管道內(nèi)的殘余液體排除干凈，10mL水樣通過多用管道16、多用兩位兩通電磁閥13、多用管道出液口14全部注入到比色皿42內(nèi), 然后，MCU控制模塊發(fā)出控制信號關(guān)閉多用兩位兩通電磁閥13。

（3）對水質(zhì)取樣完成之后進行加藥處理，分別將4-氨基苯磺酰胺和鹽酸溶液和N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽溶液這兩種藥劑加入比色皿42。將4-氨基苯磺酰胺和鹽酸溶液瓶27、N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽溶液瓶28里面的藥劑經(jīng)過試劑瓶連接管道24、多通閥20、微量注射泵18、多用兩位兩通電磁閥13注入到比色皿42里面。具體步驟為：MCU控制模塊發(fā)出控制信號順時針調(diào)整多通閥20，使閥口g和閥口h的兩個管道接通，此時多用兩位兩通電磁閥13通過管道與微量注射泵18連通，打開多用兩位兩通電磁閥13，控制微量注射泵18工作，吸取30mL空氣，然后順時針調(diào)整多通閥20，使閥口c和閥口h的管道接通，此時N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽溶液瓶28通過管道與微量注射泵18連通，再次控制微量注射泵18工作，吸取0.1mL N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽溶液瓶28內(nèi)的藥劑。MCU控制模塊發(fā)出控制信號，順時針轉(zhuǎn)動多通閥20，使閥口g和閥口h的管道接通，此時N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽溶液瓶28通過管道與微量注射泵18連通，控制微量注射泵18工作，先注射0.1mL的N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽溶液，這時一部分0.1mL的N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽溶液殘留在管道內(nèi)，另一部分已經(jīng)被注射進比色皿42內(nèi)，接著活塞繼續(xù)推進將30mL空氣通過多用管道16注射出去，此時多用管道16里面殘留的N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽溶液就會通過多用管道16、多用兩位兩通電磁閥13、多用管道出液口14全部排入比色皿42內(nèi)。按同樣方法，和對N-（1-萘基）-乙二胺二鹽酸鹽溶液瓶28的藥劑的取樣加藥方法一樣，將0.1mL4-氨基苯磺酰胺和鹽酸溶液瓶27里面的4-氨基苯磺酰胺和鹽酸溶液排入比色皿42內(nèi)，兩種藥劑加完后，MCU控制模塊發(fā)出控制信號關(guān)閉多用兩位兩通電磁閥13。

（4）對水樣加完藥劑之后，對比色皿42里面的藥劑和水樣進行混合，用以加快其化學反應(yīng)。具體步驟為：MCU控制模塊發(fā)出控制信號，使振動底座2內(nèi)部的四個振動底座電磁鐵及線圈50通電，振動滑塊4上下振動。然后，給振動滑塊4內(nèi)部四角處的四個振動滑塊電磁鐵及線圈51A、51B、51C、51D有順序地通電，讓比色皿42里面的藥劑與水樣的混合物能夠形成順時針和逆時針的渦流以及能夠在對角線、前后、左右方向上動作。

MCU控制模塊控制振動滑塊電磁鐵及線圈51A通電，由于塑料包裹體6底部中心有球連接部件52的存在，此時在振動滑塊電磁鐵及線圈51A上方的復(fù)位彈簧5會被壓縮，其他四個角處的復(fù)位彈簧5被拉伸，整個塑料包裹體6會向彈簧壓縮的方向傾斜。然后停止給振動滑塊電磁鐵及線圈51A通電，給振動滑塊電磁鐵及線圈51B通電，整個塑料包裹體6將會向振動滑塊電磁鐵及線圈51B上方的復(fù)位彈簧5壓縮的方向傾斜。依次再給振動滑塊電磁鐵及線圈51C、51D通電，這樣比色皿42里面的液體就會形成逆時針的渦流。同理，MCU控制模塊發(fā)出控制信號將液體形成逆時針渦流的振動滑塊電磁鐵及線圈通電順序取反，即讓比色皿42內(nèi)部的液體形成順時針的渦流。當給振動滑塊電磁鐵及線圈51A通電，然后振動滑塊電磁鐵及線圈51A斷電，接著給振動滑塊電磁鐵及線圈51C通電，這樣塑料包裹體6就會像蹺蹺板在振動滑塊電磁鐵及線圈51A、51C對角線方向上上下動作。同理，依次給振動滑塊電磁鐵及線圈51B、51D通電，則塑料包裹體6就會像蹺蹺板在振動滑塊電磁鐵及線圈51B、51D對角線方向上上下動作。當先給振動滑塊電磁鐵及線圈51A、51B通電，然后再給振動滑塊電磁鐵及線圈51A、51B同時斷電，此時同時給振動滑塊電磁鐵及線圈51C、51D通電，塑料包裹體6就會像蹺蹺板在振動滑塊電磁鐵及線圈51A、51B和振動滑塊電磁鐵及線圈51C、51D前后方向上上下動作。如此，經(jīng)過對塑料包裹體6內(nèi)部比色皿42的在逆時針、順時針、對角線、前后、左右方向上的動作，完成了整個模擬人工搖勻的動作。模擬人工搖勻遍歷整個通電過程需要30秒，若30秒定時時間達到，就停止對振動滑塊4內(nèi)的四個電磁鐵線圈通電，同時停止對振動底座2四個角處的振動底座電磁鐵及線圈50通電。

（5）在完成搖勻后，MCU控制模塊發(fā)出控制信號打開光發(fā)射裝置41，利用反饋用硅光電池44采集電壓，得到電壓值V1，并將電壓值V₁保存在MCU控制模塊中。MCU控制模塊根據(jù)公式計算出溶液的吸光度值A(chǔ)。通過常規(guī)的吸光度與溶液濃度關(guān)系函數(shù)得出對應(yīng)的水樣中亞硝酸鹽氮含量，亞硝酸鹽氮含量通過顯示屏7顯示，完成對水樣中亞硝酸鹽氮含量的檢測。

（6）在亞硝酸鹽氮含量檢測完之后，MCU控制模塊發(fā)出控制信號打開廢液兩位兩通電磁閥46，將比色皿42內(nèi)檢測完的廢液在重力的作用下通過廢液管道21排到廢液瓶33里面。最后，采用清洗液瓶30中的清洗液對比色皿42進行清洗，清洗完之后，將廢液排到廢液瓶33中，關(guān)閉廢液兩位兩通電磁閥46。