一种一体化液路混合模块的制作方法

1.本实用新型涉及水质检测领域，具体为一种一体化液路混合模块。


背景技术：

2.水质检测仪器，是用于检测水体中不同物质的浓度的化学分析仪器。
3.测量参数：包括总磷、总氮、总汞、总铅、cod、叶绿素、ph，以及包括海水营养盐 (如磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐、铵盐等)在内的各种物质，测量参数范围很广。
4.测量方法：不同的物质采用不同的测量方法，比较常见的测量方法包括分光光度计法、荧光法、电极法等。
5.应用场景：测量饮用水中各种微量元素的含量；检测各种严重污染水体的工厂的排放是否达标；污水处理厂的处理效果；河流、湖泊等淡水中的受污染情况；海水中各种营养盐成分的分布与变化等等。
6.应用方式：根据被测水体与仪器之间的联系的紧密程度，可以将水质检测仪器分为离线式和在线式。其中，离线式是指被测水体需要先经过第三方工具的采样、保存，然后送入仪器进行检测，被测水体与检测仪器距离较远，时效性差，对化学试剂的控制要求较低。在线式是指被测水体不经过第三方工具采样，直接进入仪器检测，时效性好，但对化学试剂的控制要求较高。
7.一般来讲，水质检测仪器可以划分为以下几个部分：测量部分；液路部分；监测部分；控制部分；结构部分。根据不同的应用和要求，其组成部分也不尽相同，
8.在仪器应用中，需要将仪器投放到海平面以下，使整个仪器浸入海水，因此需要对仪器的密封性提出了要求，进而要确保仪器内部在应用过程中要保持真空状态。所以，对于海洋仪器来说，仪器内部不能存在无法排除的气体，即被测水体中的气体也必须由液路排出到仪器外部。这一点，使得海水中的分析仪器与地面分析仪器的对空气的处理方式完全不同。
9.在地面分析仪器中，被测水体中的气体可以很容易的通过加温进行排除，而且可以通过管路排除到液路以外。在进行信号测量时，可以有效选择，使光信号完全穿过被测水体，而不经过空气，进而保证了信号采集的稳定性。
10.在海洋仪器中，由于气体无法主动排除，其必然经过信号检测部分。由于气体会在液路中的不光滑点进行累积，当累积到一定程度时形成相对较大的气泡，当气泡进入信号检测部分时，会对信号测量产生非常大的影响。而且由于管路的不一致性、温度不确定性、压力的变化等因素影响，气泡产生的时间和大小没有办法进行预期，在信号检测部分滞留的时间也没有办法预估，在后期数据处理时没有办法对数据进行有效处理，为此我们提出了一种一体化液路混合模块。


技术实现要素：

11.(一)解决的技术问题
12.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种一体化液路混合模块，解决了上述的问题。
13.(二)技术方案
14.为实现上述所述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种一体化液路混合模块，包括主体结构件，所述主体结构件的前后两侧壁面上均开设有圆形凹槽，圆形凹槽的内部开设有环形凹槽，且环形凹槽的内部安装有混合通道以及光电检测通道，主体结构件上设置有与光电检测通道连通的处液孔，所述主体结构件的顶部设置有五组与混合通道连通的进液孔，试剂、样本、标液等利用管接头连接液路模块上方的进液孔进入内部混合通道中，液体在混合通道中进行充分混合，混合后流入其中心位置进入到光电检测通道中，在光电检测通道内进行检测。
15.优选的，所述混合通道包括第一层混合通道、第二层混合通道以及第三层混合通道, 第三层混合通道位于最下方，第二层混合通道位于光电检测通道与第三层混合通道之间，第一层混合通道位于光电检测通道的上方，所述第一层混合通道分别与五组进液孔连通，扰流装置以及第三层混合通道是由六组管道纵向弯折组成，所述第一层混合通道是由六组管道横向弯折组成,第三层混合通道与光电检测通道连通，目前比较常见的设计是通过管接头、管路、转换接头等部件连接液路模块和检测模块，但是较多的管路使用会对液体流速产生影响，同时由于管路较长，液体在流动的过程中不断溶解出气体，然后在管接头、管路、转换接头之间的转换处聚集成为气泡，很快就会超过流路的直径，堵塞在管路中，本发明中，液体在混合通道中混合后直接流入光电检测通道进行检测，减少了管接头、管路、转换接头等部件的使用，减少了液体流动所需要的的时间，减少了液体溶解出的气体，有效的避免了大气泡的形成，更减少了气泡的附着点，可以在气泡形成前，让气体随液体流动排出。
16.优选的，所述环形凹槽中开设有中心通孔，中心通孔的内部安装有石英晶片,石英晶片的内部安装有密封圈，海水中溶解的气体在流经管路时，会不断的与管路壁进行接触，在管路内壁比较光滑的地方，气体会保持一种连续运动的形式，进行持续运动。而在管路内壁有小的毛刺或者拐角的地方，气泡就会有很大的概率附着在毛刺或拐角处，随着附着气体的增加，微小的气泡就有可能堵塞管路影响水路的流通，本发明中，对模块内部的第一层混合通道、第二层混合通道以及第三层混合通道进行了圆角过度的处理，尽量减少气泡在孔和槽内的附着点，保证气泡能在水路中顺利排出。使用金属材料，内部液路通道一体成型，避免出现机加工处理产生的毛刺，液路通道内部管壁光滑度高，气泡无法附着在管壁上。溶解出的气体可有效排出。
17.优选的，所述第一层混合通道、第二层混合通道以及第三层混合通道中均设置有扰流装置，所述扰流装置包括竖杆、转轴、扰流块以及限位块，所述竖杆上开设有贯穿式的圆孔，所述转轴转动连接在圆孔的内部，所述转轴的自由端固定安装有扰流块，所述转轴远离扰流块的一端与限位块连接在一起。
18.优选的，所述扰流块由圆形连接块以及弧形的叶片组成。
19.优选的，所述扰流块由圆形的连接块与矩形的叶片组成，目前比较常见的设计是液体通过管接头和管路流入液路模块进行混合后，再通过管接头和管路流入检测模块，在光电检测的光路上填充被测液体，本发明中，将液路模块和检测模块结合成一个模块，减少
液路的诸如管接头、管路、转换接头等部件的使用量，很显然，这样做可以从整个液路系统的角度减少气泡产生点和附着点。例如，在部分单参数设备中，需要有六种不同液体通过六套管接头和管路流入液路模块内混合，再通过管接头和管路流入检测模块，在这个过程中由于加工工艺和安装手法的影响，在液路系统中会出现三种可能的流路变化点，也就是三个气泡附着点,而且液体在持续的流动过程中，也会不断地溶解出气体。本发明中的液路检测模块，会减少对转换头、管接头、管路的需求，在模块内部就能形成均匀变化的液路，液体流入模块后混合完成，然后直接内部进入检测通道。在光电检测的光路上填充被测液体。中间不经过任何的管接头和管路，能有效减少气泡的产生和气泡的附着点。
20.优选的，本方案使用钛合金材料，无法拆解，具有超高的保密能力，可承受超高压力，通过3d打印工艺一体成型，在选材上，需要选择形变系数小、抗压能力高的材料，同时为了兼顾化学方面的需求，一般比较常见的是选用pei、ptfe、pps、pmma、pvdf、peek 等优质塑料，但是随着应用深度的进一步增加，这些材料由于本身的强度限制，相同体积下无法达到所需的深度。因为随着深度的加深，液路内部的液体压力也不断增加，不同液路之间的内壁强度不够很容易导致内部出现串液现象，也很有可能产生密封性问题，使得外部空气进入液路，本发明中选用了超高强度的钛合金材料。超高的强度完全能够满足小体积下承受高压的需求。
21.优选的，内部排布了第一层混合通道、第二层混合通道以及第三层混合通道三层液路，大大的增加了液体的流动距离，使液体有充足的流动距离来混合均匀。而且在流道内设置了多个不同形状的扰流块，扰流块的外表光滑没有气泡附着点，不同扰流块之间有流通间隙，在不同的液体通过不同进液口进入流道后，通过扰流块对液体的流动形成阻碍，只能从不同扰流块之间的流通间隙流动，从而形成扰流效果，进而达到混合液体的作用，从而使出液口获得混合均匀的液体进行检测。这种混合结构占用空间小，混合效果好。
22.(三)有益效果
23.与现有技术相比，本实用新型提供了一种一体化液路混合模块，具备以下有益效果：
24.1、该一体化液路混合模块，目前比较常见的设计是通过管接头、管路、转换接头等部件连接液路模块和检测模块，但是较多的管路使用会对液体流速产生影响，同时由于管路较长，液体在流动的过程中不断溶解出气体，然后在管接头、管路、转换接头之间的转换处聚集成为气泡，很快就会超过流路的直径，堵塞在管路中，本发明中，液体在混合通道中混合后直接流入光电检测通道进行检测，减少了管接头、管路、转换接头等部件的使用，减少了液体流动所需要的的时间，减少了液体溶解出的气体，有效的避免了大气泡的形成，更减少了气泡的附着点，可以在气泡形成前，让气体随液体流动排。
25.2、该一体化液路混合模块，海水中溶解的气体在流经管路时，会不断的与管路壁进行接触，在管路内壁比较光滑的地方，气体会保持一种连续运动的形式，进行持续运动。而在管路内壁有小的毛刺或者拐角的地方，气泡就会有很大的概率附着在毛刺或拐角处，随着附着气体的增加，微小的气泡就有可能堵塞管路影响水路的流通，本发明中，对模块内部的第一层混合通道、第二层混合通道以及第三层混合通道进行了圆角过度的处理，尽量减少气泡在孔和槽内的附着点，保证气泡能在水路中顺利排出。使用金属材料，内部液路通道一体成型，避免出现机加工处理产生的毛刺，液路通道内部管壁光滑度高，气泡无法附着
在管壁上。溶解出的气体可有效排出。
26.3、该一体化液路混合模块，目前比较常见的设计是液体通过管接头和管路流入液路模块进行混合后，再通过管接头和管路流入检测模块，在光电检测的光路上填充被测液体，本发明中，将液路模块和检测模块结合成一个模块，减少液路的诸如管接头、管路、转换接头等部件的使用量，很显然，这样做可以从整个液路系统的角度减少气泡产生点和附着点。例如，在部分单参数设备中，需要有六种不同液体通过六套管接头和管路流入液路模块内混合，再通过管接头和管路流入检测模块，在这个过程中由于加工工艺和安装手法的影响，在液路系统中会出现三种可能的流路变化点，也就是三个气泡附着点,而且液体在持续的流动过程中，也会不断地溶解出气体。本发明中的液路检测模块，会减少对转换头、管接头、管路的需求，在模块内部就能形成均匀变化的液路，液体流入模块后混合完成，然后直接内部进入检测通道。在光电检测的光路上填充被测液体。中间不经过任何的管接头和管路，能有效减少气泡的产生和气泡的附着点。
附图说明
27.图1为本实用新型正视结构示意图；
28.图2为本实用新型俯视结构示意图；
29.图3为本实用新型a-a剖视结构示意图；
30.图4为本实用新型b-b剖视结构示意图；
31.图5为本实用新型c-c剖视结构示意图；
32.图6为为本实用新型d-d剖视结构示意图；
33.图7为扰流装置示意图。
34.图中：1、主体结构件；2、石英晶片；3、密封圈；4、混合通道；5、光电检测通道； 6、第一层混合通道；7、扰流装置；8、第二层混合通道；9、第三层混合通道；10、处液孔；11、进液孔；12、竖杆；13、圆孔；14、转轴；15、扰流块；16、限位块。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.请参阅图1-7，一种一体化液路混合模块，包括主体结构件1，主体结构件1的前后两侧壁面上均开设有圆形凹槽，圆形凹槽的内部开设有环形凹槽，且环形凹槽的内部安装有混合通道4以及光电检测通道5，主体结构件1上设置有与光电检测通道5连通的处液孔10，主体结构件1的顶部设置有五组与混合通道4连通的进液孔11，试剂、样本、标液等利用管接头连接液路模块上方的进液孔11进入内部混合通道4中，液体在混合通道4 中进行充分混合，混合后流入其中心位置进入到光电检测通道5中，在光电检测通道5内进行检测。
37.进一步的，混合通道4包括第一层混合通道6、第二层混合通道8以及第三层混合通道9,第三层混合通道9位于最下方，第二层混合通道8位于光电检测通道5与第三层混合通道9之间，第一层混合通道6位于光电检测通道5的上方，第一层混合通道6分别与五组进液
孔11连通，扰流装置7以及第三层混合通道9是由六组管道纵向弯折组成，第一层混合通道6是由六组管道横向弯折组成,第三层混合通道9与光电检测通道5连通，目前比较常见的设计是通过管接头、管路、转换接头等部件连接液路模块和检测模块，但是较多的管路使用会对液体流速产生影响，同时由于管路较长，液体在流动的过程中不断溶解出气体，然后在管接头、管路、转换接头之间的转换处聚集成为气泡，很快就会超过流路的直径，堵塞在管路中，本发明中，液体在混合通道4中混合后直接流入光电检测通道 5进行检测，减少了管接头、管路、转换接头等部件的使用，减少了液体流动需要的的时间，减少了液体溶解出的气体，有效的避免了大气泡的形成，更减少了气泡的附着点，可以在气泡形成前，让气体随液体流动排出。
38.进一步的，环形凹槽中开设有中心通孔，中心通孔的内部安装有石英晶片2,石英晶片 2的内部安装有密封圈3，海水中溶解的气体在流经管路时，会不断的与管路壁进行接触，在管路内壁比较光滑的地方，气体会保持一种连续运动的形式，进行持续运动。而在管路内壁有小的毛刺或者拐角的地方，气泡就会有很大的概率附着在毛刺或拐角处，随着附着气体的增加，微小的气泡就有可能堵塞管路影响水路的流通，本发明中，对模块内部的第一层混合通道6、第二层混合通道8以及第三层混合通道9进行了圆角过度的处理，尽量减少气泡在孔和槽内的附着点，保证气泡能在水路中顺利排出。使用金属材料，内部液路通道一体成型，避免出现机加工处理产生的毛刺，液路通道内部管壁光滑度高，气泡无法附着在管壁上。溶解出的气体可有效排出。
39.进一步的，第一层混合通道6、第二层混合通道8以及第三层混合通道9中均设置有扰流装置7，扰流装置7包括竖杆12、转轴14、扰流块15以及限位块16，竖杆12上开设有贯穿式的圆孔13，转轴14转动连接在圆孔13的内部，转轴14的自由端固定安装有扰流块15，转轴14远离扰流块15的一端与限位块16连接在一起。
40.进一步的，扰流块15由圆形连接块以及弧形的叶片组成。
41.进一步的，扰流块15由圆形的连接块与矩形的叶片组成，目前比较常见的设计是液体通过管接头和管路流入液路模块进行混合后，再通过管接头和管路流入检测模块，在光电检测的光路上填充被测液体，本发明中，将液路模块和检测模块结合成一个模块，减少液路的诸如管接头、管路、转换接头等部件的使用量，很显然，这样做可以从整个液路系统的角度减少气泡产生点和附着点。例如，在部分单参数设备中，需要有六种不同液体通过六套管接头和管路流入液路模块内混合，再通过管接头和管路流入检测模块，在这个过程中由于加工工艺和安装手法的影响，在液路系统中会出现三种可能的流路变化点，也就是三个气泡附着点,而且液体在持续的流动过程中，也会不断地溶解出气体。本发明中的液路检测模块，会减少对转换头、管接头、管路的需求，在模块内部就能形成均匀变化的液路，液体流入模块后混合完成，然后直接内部进入检测通道。在光电检测的光路上填充被测液体。中间不经过任何的管接头和管路，能有效减少气泡的产生和气泡的附着点。
42.进一步的，本方案使用钛合金材料，无法拆解，具有超高的保密能力，可承受超高压力，通过3d打印工艺一体成型，在选材上，需要选择形变系数小、抗压能力高的材料，同时为了兼顾化学方面的需求，一般比较常见的是选用pei、ptfe、pps、pmma、pvdf、peek 等优质塑料，但是随着应用深度的进一步增加，这些材料由于本身的强度限制，相同体积下无法达到需的深度。因为随着深度的加深，液路内部的液体压力也不断增加，不同液路之间的内壁
强度不够很容易导致内部出现串液现象，也很有可能产生密封性问题，使得外部空气进入液路，本发明中选用了超高强度的钛合金材料。超高的强度完全能够满足小体积下承受高压的需求。
43.进一步的，内部排布了第一层混合通道6、第二层混合通道8以及第三层混合通道9 三层液路，大大的增加了液体的流动距离，使液体有充足的流动距离来混合均匀。而且在流道内设置了多个不同形状的扰流块15，扰流块15的外表光滑没有气泡附着点，不同扰流块15之间有流通间隙，在不同的液体通过不同进液口进入流道后，通过扰流块15对液体的流动形成阻碍，只能从不同扰流块15之间的流通间隙流动，从而形成扰流效果，进而达到混合液体的作用，从而使出液口获得混合均匀的液体进行检测。这种混合结构占用空间小，混合效果好。
44.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一体化液路混合模块，包括主体结构件(1)，其特征在于：所述主体结构件(1)的前后两侧壁面上均开设有圆形凹槽，圆形凹槽的内部开设有环形凹槽，且环形凹槽的内部安装有混合通道(4)以及光电检测通道(5)，主体结构件(1)上设置有与光电检测通道(5)连通的处液孔(10)，所述主体结构件(1)的顶部设置有五组与混合通道(4)连通的进液孔(11)。2.根据权利要求1所述的一种一体化液路混合模块，其特征在于：所述混合通道(4)包括第一层混合通道(6)、第二层混合通道(8)以及第三层混合通道(9),第三层混合通道(9)位于最下方，第二层混合通道(8)位于光电检测通道(5)与第三层混合通道(9)之间，第一层混合通道(6)位于光电检测通道(5)的上方，所述第一层混合通道(6)分别与五组进液孔(11)连通，扰流装置(7)以及第三层混合通道(9)是由六组管道纵向弯折组成，所述第一层混合通道(6)是由六组管道横向弯折组成,第三层混合通道(9)与光电检测通道(5)连通。3.根据权利要求1所述的一种一体化液路混合模块，其特征在于：所述环形凹槽中开设有中心通孔，中心通孔的内部安装有石英晶片(2),石英晶片(2)的内部安装有密封圈(3)。4.根据权利要求2所述的一种一体化液路混合模块，其特征在于：所述第一层混合通道(6)、第二层混合通道(8)以及第三层混合通道(9)中均设置有扰流装置(7)，所述扰流装置(7)包括竖杆(12)、转轴(14)、扰流块(15)以及限位块(16)，所述竖杆(12)上开设有贯穿式的圆孔(13)，所述转轴(14)转动连接在圆孔(13)的内部，所述转轴(14)的自由端固定安装有扰流块(15)，所述转轴(14)远离扰流块(15)的一端与限位块(16)连接在一起。5.根据权利要求4所述的一种一体化液路混合模块，其特征在于：所述扰流块(15)由圆形连接块以及弧形的叶片组成。6.根据权利要求4所述的一种一体化液路混合模块，其特征在于：所述扰流块(15)由圆形的连接块与矩形的叶片组成。

技术总结
本实用新型涉及水质检测领域，且公开了一种一体化液路混合模块，包括主体结构件，所述主体结构件的前后两侧壁面上均开设有圆形凹槽，圆形凹槽的内部开设有环形凹槽，且环形凹槽的内部安装有混合通道以及光电检测通道，主体结构件上设置有与光电检测通道连通的处液孔，所述主体结构件的顶部设置有五组与混合通道连通的进液孔，该一体化液路混合模块，液体在混合通道中混合后直接流入光电检测通道进行检测，减少了管接头、管路、转换接头等部件的使用，减少了液体流动所需要的的时间，减少了液体溶解出的气体，有效的避免了大气泡的形成，更减少了气泡的附着点，可以在气泡形成前，让气体随液体流动排。让气体随液体流动排。让气体随液体流动排。


技术研发人员：童海明 崔飞跃 桑泉 刘鹏 温凯华
受保护的技术使用者：杭州浅海科技有限责任公司
技术研发日：2021.11.10
技术公布日：2022/5/25