摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，人民的環(huán)保意識逐漸增強，國家和地方都不斷制定出更加嚴格的環(huán)境污染物控制標準，使得環(huán)境監(jiān)測的任務(wù)日益繁重，要求越來越高，因此手工操作的傳統(tǒng)化學(xué)分析方法在速度和準確性等方面都漸漸適應(yīng)不了形勢的發(fā)展，自動化已成為監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的大趨勢。
      一、在線分析儀器簡介
      目前絕大多數(shù)的自動在線分析儀器，仍是用電腦、程序控制各種電動泵、閥、氣泵，模擬人的各步操作進行分析的間歇式分析儀器，這類儀器的優(yōu)點是因其是模擬手工法，故和手工法分析的結(jié)果有較好的一致性。其缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率高。國內(nèi)某環(huán)保儀器廠商的CODCr在線分析儀使用了TrustPLC CTSC-200系列高性能小型PLC代替單板機和工控機，大大降低了儀器控制系統(tǒng)故障率，并且使儀器具有極強的抗干擾性及抗雷電能力；使用工業(yè)觸摸屏代替按鍵開關(guān),使用戶界面更加友好,同時還克服了按鍵開關(guān)易接觸不良的缺陷。使得儀器的可靠性、抗干擾性更符合國際標準。該分析儀對自來水、江河湖泊水、工業(yè)污水以及水處理前高濃度廢水等進行直接測量。可廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測站、污水處理廠、自來水廠、排污監(jiān)控點、水質(zhì)分析室以及各級環(huán)境監(jiān)管機構(gòu)對水環(huán)境中COD的測量分析。 

      二、在線分析儀器工作原理
      化學(xué)需氧量 (Chemical Oxygen Demand，簡稱COD)，是指在強酸并加熱條件下，用重鉻酸鉀作為氧化劑處理水樣時所消耗氧化劑的量，以氧的mg／L來表示。化學(xué)需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度，水中還原性物質(zhì)包括有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。水被有機物污染是很普遍的，因此化學(xué)需氧量也作為有機物相對含量的指標之一，但只能反映能被氧化的有機污染，不能反映多環(huán)芳烴、PCB，二惡英類等的污染狀況。化學(xué)耗氧量（COD）這個指標是為了了解水中的污染物將要消耗多少氧,是我國實施排放總量控制的指標之一。

      流動注射分析（flow injection analysis,簡稱FIA）是基于把一定體積的液體樣本通過閥切入到一個運動著的由適當(dāng)液體組成的連續(xù)載流中，被注入的樣本形成了一個帶，并被載帶到一個檢測器中，樣本流過檢測器的流通池時，其吸光度、電極電位或其它物理特性連續(xù)地發(fā)生變化，并被記錄。典型的FIA儀是由以下幾部分組成（如下圖所示）：

      a)  泵：用于驅(qū)動載流通過細管。
      b)  采樣閥：可重現(xiàn)地將一定體積的樣本溶液注入載流。
      c)  微型反應(yīng)器：樣本帶在其中分散并與載流中的組分反應(yīng)，成為流通檢測器所響應(yīng)的產(chǎn)物。
      d)  檢測器：檢測流體的吸光度、電極電位或其它物理特性并記錄。

      三、系統(tǒng)設(shè)計
      該COD在線自動監(jiān)測儀正是應(yīng)用FIA原理工作的，系統(tǒng)圖如下:

      載流液從專用載流液瓶中被恒流泵吸入，經(jīng)泵加壓，進入單向閥（V3），然后進入注樣閥（V4）。 

      載流液→采樣環(huán)→恒溫反應(yīng)器→冷卻箱→流通池→背壓管→廢液瓶
水樣→潛水泵→能差分離器→自動清洗LS環(huán)，并使水樣充滿LS環(huán)→噴射泵
水樣→潛水泵→自動留樣器→噴射泵
      CO-TRUST TrustPLC CTSC-200系列PLC具有運算速度快、測量穩(wěn)定、支持PPI通信等優(yōu)點，系統(tǒng)采用PPI協(xié)議用于HMI與PLC間進行數(shù)據(jù)交換，通信速度很快。 控制系統(tǒng)設(shè)備如下圖所示：

      四、總結(jié)
      該分析儀與傳統(tǒng)的COD測量儀器相比有如下特點：

      在線測量快速、精確可靠，高重現(xiàn)性，測量范圍寬，運行經(jīng)濟等。
      操作方便、簡單,易維護。
      具有完善的報警功能（如：液體泄漏、管路堵塞、超出量程、儀器內(nèi)部溫度過高、試劑用盡、高/低濃度、斷電等）