1.本发明涉及样品在线检测过程中的样品取样、过滤、稀释、富集、净化、 浓缩、传输、叠机进样、分析检测及智能逻辑控制等多个环节，具体而言， 涉及一种集中式在线检测方舱系统。
背景技术：2.对于样品前处理过程比较简单的环保和水质在线监测技术及产品相对比 较成熟，也日趋完善。但是在面对稍微复杂的样品时，在线前处理的自动化、 批量化成为了一个瓶颈。甚至复杂样品的在线检测设备所处的环境往往比较 恶劣，对在线检测产品的防尘、防潮、防震、防酸气和有机试剂腐蚀、防爆、 防火等提出了很高的要求，也急需要突破该瓶颈，加速工厂自动化能效提升 的步伐。
技术实现要素：3.本发明提供一种集中式在线检测方舱系统，可以作为厂区内样品的就地原 位在线采样-前处理-化学分析检测-数据信息管理的整体解决方案，通过集成式、 模块化的设计理念，可对样品进行取样、过滤、稀释、富集、净化、浓缩、传 输、叠机进样、分析检测及智能逻辑控制等。
4.为达到上述目的，本发明提供了一种集中式在线检测方舱系统，包括在 线检测正压方舱实验室、样品前处理单元、样品智能时序进样管理单元、在 线化学分析单元以及控制系统，
5.所述样品智能时序进样管理单元、所述在线化学分析单元及所述控制系 统均布置于所述在线检测正压方舱实验室的内部；
6.所述在线检测正压方舱实验室为密闭舱式结构并具有一舱体和一舱门， 所述舱体和所述舱门均具有两层舱板，两层舱板之间填充具有保温、隔热以 及防火功能的保温层，所述舱门内侧设有风淋缓冲区，所述舱门上安装有双 层钢化玻璃窗，所述舱门一侧设有数据显示看板，所述在线检测正压方舱实 验室的舱体上设有第一内凹槽和第二内凹槽，所述第一内凹槽与舱体内部连 通，所述第一内凹槽用于置放所述舱体内部所需的能源介质，所述第二内凹 槽供设置样品前处理单元；
7.所述样品前处理单元用于接收原液样品并对原液样品进行前处理得到待 分析样品；
8.所述样品智能时序进样管理单元与所述样品前处理单元和所述在线化学 分析单元连接，所述样品智能时序进样管理单元通过多通道样品定量环暂存 的方式对多点进行同时传输取样，将前处理后的待分析样品存储于进样阀的 定量环中，所述样品智能时序进样管理单元中的多通道转动阀的标样接口支 持切换，以将多路样品/试剂的进样至所述在线化学分析单元；
9.所述在线化学分析单元用于对待分析样品进行在线化学分析并将分析结 果输出
至所述控制系统；
10.所述控制系统与所述在线检测正压方舱实验室、所述样品前处理单元、 所述样品智能时序进样管理单元以及所述在线化学分析单元连接，用于系统 内部智能逻辑控制以及与外部的信息交互。
11.在本发明的一实施例中，集中式在线检测方舱系统还包括远程智能看板 信息单元，与所述控制系统连接，所述远程智能看板信息单元设置于系统上 游实验数据信息分析中心内部，所述控制系统与所述系统上游实验数据信息 分析中心之间进行信息交互。
12.在本发明的一实施例中，所述样品前处理单元包括样品前处理主机、供 液管路以及溶剂暂存区。
13.在本发明的一实施例中，所述供液管路与工厂厂区的除钴总管和/或除钢槽 连接。
14.在本发明的一实施例中，对原液样品进行前处理包括采集、稀释、过滤、 富集、净化以及浓缩，所述样品前处理单元通过在线取样和双注射泵在线混 合稀释的方式在高压环境下定量取液，所述样品前处理单元具有连续输液泵 回流支路并对原液进行两级过滤。
15.在本发明的一实施例中，所述在线化学分析单元包含气相或液相色谱质 谱分析仪、电感耦合等离子体光谱或由电感耦合等离子体质谱分析仪、光谱 分析仪、电化学分析仪联机组成。
16.在本发明的一实施例中，在线化学分析单元包括在线化学分析仪、工控 机、程序逻辑控制单元以及电控部分并由统一通信协议的软件信息系统集成 式控制。
17.在本发明的一实施例中，所述能源介质包括水、电和气。
18.在本发明的一实施例中，所述在线检测正压方舱实验室内部进一步设有 温湿度控制系统、外围辅助系统、进排风过滤系统、减震系统以及监控照明 系统。
19.在本发明的一实施例中，所述样品前处理单元中的过流部件的材质为聚 四氟乙烯、聚醚醚酮或316l不锈钢。
20.本发明提供的集中式在线检测方舱系统具有以下优点：
21.(1)本发明解决了原有方式在线处理含较多颗粒样品时，前处理装置故障 率高、集成困难、效率低等问题，尤其对于高盐液体样品的固体结晶堵塞管 路等痛点问题有很好的效果，具有集成度高、工作效率高、性能稳定、故障 率低、适用范围广及便于样本的在线处理等优点。
22.(2)本发明解决了原有方式前处理完成的样品在远距离传输中，造成在线 分析检测实时性滞后的痛点问题，对于工厂生产的实时监测有较大提升。
23.(3)本发明解决了原有方式前处理完成的样品在远距离传输中易产生残留 和交叉污染的痛点问题。
24.(4)本发明解决了原有方式在高酸气、高灰尘、高温、高湿等复杂的工厂 内部环境下，整套系统机械和电路系统可靠性极大降低的痛点问题。
25.(5)本发明解决了原有方式处理成本高、在线通量小、不便于集中管理等 问题，将故障点、风险点全部集中于方舱内部，能够提高维护运营的及时和 有效性。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明一实施例的集中式在线检测方舱系统各部分的连接示意 图；
28.图2为本发明一实施例的集中式在线检测方舱系统的外观示意图；
29.图3为本发明一实施例的舱门所在的外侧表面示意图；
30.图4为本发明一实施例的舱体内部的平面示意图；
31.图5为本发明一实施例的舱体内部的立体示意图。
32.附图标记说明：1-在线检测正压方舱实验室；11-舱体；12-舱门；120-双 层钢化玻璃窗；121-数据显示看板；13-温湿度控制系统；14-外围辅助系统； 15-进排风过滤系统；16-减震系统；17-监控照明系统；2-样品前处理单元； 21-前处理主机；22-供液管路；23-溶剂暂存区；3-样品智能时序进样管理单元； 4-在线化学分析单元；5-控制系统；6-远程智能看板信息单元；7-系统上游实 验数据信息分析中心。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.本发明应用于各种工业生产作业所在的工厂厂区，这些厂区存在监测酸 气、灰尘、震动、噪声、温度、湿度等各项环境指标的需求，同时遍布各种 错综复杂的管道，本发明提供了一种集中式的监测手段。
35.图1为本发明一实施例的集中式在线检测方舱系统各部分的连接示意 图，图2为本发明一实施例的集中式在线检测方舱系统的外观示意图，图3 为本发明一实施例的舱门所在的外侧表面示意图，图4为本发明一实施例的 舱体内部的平面示意图，图5为本发明一实施例的舱体内部的立体示意图， 如图1-图5所示，本发明提供了一种集中式在线检测方舱系统，包括在线检 测正压方舱实验室1、样品前处理单元2、样品智能时序进样管理单元3、在 线化学分析单元4以及控制系统5，
36.样品智能时序进样管理单元3、在线化学分析单元4及控制系统5均布 置于在线检测正压方舱实验室1的内部；
37.在线检测正压方舱实验室1为密闭舱式结构并具有一舱体11和一舱门 12，舱体11和舱门12均具有两层舱板，两层舱板之间填充具有保温、隔热 以及防火功能的保温层，彻底隔绝舱板内外两侧的热交换，便于控制舱体11 内部的温度、湿度等环境指标，本发明中的舱板兼具保温、隔热、防火、防 震等功能，设计指标符合相关国家及行业规范，舱体所用构架、材料均具有 防火、耐压、耐腐蚀的特性。舱门12内侧设有风淋缓冲区，防止人员进入时 带进灰尘，影响舱内环境进而影响检测结果，舱门12上安装有双层钢化玻璃 窗120，通过窗口可查看内部的情况。舱门12一侧设有数据显示看板121， 可实时显示舱内温度、湿
度、压力风量等。在线检测正压方舱实验室1的舱 体11上设有第一内凹槽(位于在线检测正压方舱实验室1的背面，图中未示 出)和第二内凹槽(舱体11向内侧凹陷用于容置样品前处理单元2的部位)， 第一内凹槽与舱体内部连通，第一内凹槽用于置放舱体11内部所需的能源介 质，能源介质例如包括水、电和气，也可以包括其他任何舱体11内部所需的 物质，第二内凹槽供设置样品前处理单元2，将样品前处理单元2设置于第 二内凹槽，与舱体11内部的其他单元进行了有效分隔，使其工作独立，互不 干扰。设置第一内凹槽和第二内凹槽这两个独立区域是为了便于将物料进行 集中存放，便于高效的管理和操作。
38.样品前处理单元2用于接收原液样品并对原液样品进行前处理得到待分 析样品；
39.样品智能时序进样管理单元3与样品前处理单元2和在线化学分析单元 4连接，样品智能时序进样管理单元3通过多通道样品定量环暂存的方式对 多点进行同时传输取样，将前处理后的待分析样品存储于进样阀的定量环中， 样品智能时序进样管理单元3中的多通道转动阀的标样接口支持切换，以将 多路样品/试剂的进样至在线化学分析单元4。样品智能时序进样管理单元3 通过智能叠机时序储样进样分析技术，使得系统工作负荷饱满、工作效率大 大提高。
40.在线化学分析单元4用于对待分析样品进行在线化学分析并将分析结果 输出至控制系统5，在线化学分析单元4包括在线化学分析仪、工控机、程 序逻辑控制单元以及电控部分并由统一通信协议的软件信息系统集成式控 制；
41.控制系统5与在线检测正压方舱实验室1、样品前处理单元2、样品智能 时序进样管理单元3以及在线化学分析单元4连接，用于系统内部智能逻辑 控制以及与外部的信息交互，是本发明中整个系统的处理核心部分。
42.本实施例中，集中式在线检测方舱系统还包括远程智能看板信息单元6， 与控制系统5连接，远程智能看板信息单元6设置于系统上游实验数据信息 分析中心7内部，控制系统5与系统上游实验数据信息分析中心7之间进行 远程可视化信息交互，管理者能够于系统上游实验数据信息分析中心7对控 制系统5获得的数据进行管理、统计、分析等，也是本发明实现人机交互的 主要媒介，可以实时监测样品的状态信息，并在出现异常结果时显示预警信 息。
43.如图2所示，样品前处理单元2包括样品前处理主机21、供液管路22 以及溶剂暂存区23，供液管路22例如可以进一步与工厂厂区的除钴总管和/ 或除钢槽连接，或/和与厂区中的其他采集槽或输送管路连接，以将各种原液 样品输送至样品前处理主机21。
44.对原液样品进行前处理包括采集、稀释、过滤、富集、净化以及浓缩。 样品前处理单元2通过在线取样和双注射泵在线混合稀释的方式在高压环境 下定量取液，样品前处理单元2具有连续输液泵回流支路并对原液进行两级 过滤，采用连续输液泵回流支路设计可以有效避免样品中的固体颗粒物质在 管路中的沉积，减少分析过程的交叉污染，也可以实现原液的实时更新。样 品前处理单元2中的主要过流部件均采用耐酸碱、耐有机试剂、耐高温的防 腐材料，诸如聚四氟乙烯、聚醚醚酮、316l不锈钢等材质，保证样品前处理 单元2的长期可靠的运行。本发明中对原液样品进行前处理集成有通量高、 定量准、耐高压、防腐防漏等多项样品前处理技术，可以高效稳定的为后续 处理提供保障。
45.在线化学分析单元4主要实现系统样品分析全流程的总体控制，通过色 谱、质谱、光谱等分析技术，广泛的应用于样品的在线分析，在线化学分析 单元包4包含气相或液相
色谱质谱分析仪、电感耦合等离子体光谱或由电感 耦合等离子体质谱分析仪、光谱分析仪、电化学分析仪联机组成，主要实现 系统样品分析全流程的总体控制，同时可实现系统状态以及监测数据的采集、 处理和传输功能。在线化学分析单元4通过冷焰处理技术对样品进行精确分 析，并将处理后得到的分析结果数据传输至系统上游实验数据信息分析中心 7进行数据的显示和保存，处理完的废液流转至溶剂暂存区23的废液收集桶 内进行统一收集管理。
46.本发明提供的集中式在线检测方舱系统基于诸如电感耦合等离子体质 谱、光谱等先进的化学分析技术方法以及高效全面的样品前处理叠机技术， 并依托数据采集传输模块以及外围支撑系统组成的可以实现工厂多点监测的 在线监测系统。便于实现样品的全流程就地实时分析检测，分析数据的大数 据管理及远程传输。
47.图4是以平面形式展示在线检测正压方舱实验室1内部结构，图4右侧 部分可以看出是样品前处理单元2，图5是以立体形式展示在线检测正压方 舱实验室1内部结构，如图4、图5所示，在线检测正压方舱实验室1内部 进一步设有温湿度控制系统13、外围辅助系统14、进排风过滤系统15、减 震系统16以及监控照明系统17，需要说明的是，图4、图5中各系统或单元 的大小、位置等仅为说明之用，本领域技术人员可以根据实际需要对各系统 或单元的大小、位置等进行合理的调整，不以图示为限制。
48.本发明提供的集中式在线检测方舱系统具有以下优点：
49.(1)本发明解决了原有方式在线处理含较多颗粒样品时，前处理装置故障 率高、集成困难、效率低等问题，尤其对于高盐液体样品的固体结晶堵塞管 路等痛点问题有很好的效果，具有集成度高、工作效率高、性能稳定、故障 率低、适用范围广及便于样本的在线处理等优点。
50.(2)本发明解决了原有方式前处理完成的样品在远距离传输中，造成在线 分析检测实时性滞后的痛点问题，对于工厂生产的实时监测有较大提升。
51.(3)本发明解决了原有方式前处理完成的样品在远距离传输中易产生残留 和交叉污染的痛点问题。
52.(4)本发明解决了原有方式在高酸气、高灰尘、高温、高湿等复杂的工厂 内部环境下，整套系统机械和电路系统可靠性极大降低的痛点问题。
53.(5)本发明解决了原有方式处理成本高、在线通量小、不便于集中管理等 问题，将故障点、风险点全部集中于方舱内部，能够提高维护运营的及时和 有效性。
54.本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中 的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
55.本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施 例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的 一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步 拆分成多个子模块。
56.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者 对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术 方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
技术特征：1.一种集中式在线检测方舱系统，其特征在于，包括在线检测正压方舱实验室、样品前处理单元、样品智能时序进样管理单元、在线化学分析单元以及控制系统，所述样品智能时序进样管理单元、所述在线化学分析单元及所述控制系统均布置于所述在线检测正压方舱实验室的内部；所述在线检测正压方舱实验室为密闭舱式结构并具有一舱体和一舱门，所述舱体和所述舱门均具有两层舱板，两层舱板之间填充具有保温、隔热以及防火功能的保温层，所述舱门内侧设有风淋缓冲区，所述舱门上安装有双层钢化玻璃窗，所述舱门一侧设有数据显示看板，所述在线检测正压方舱实验室的舱体上设有第一内凹槽和第二内凹槽，所述第一内凹槽与舱体内部连通，所述第一内凹槽用于置放所述舱体内部所需的能源介质，所述第二内凹槽供设置样品前处理单元；所述样品前处理单元用于接收原液样品并对原液样品进行前处理得到待分析样品；所述样品智能时序进样管理单元与所述样品前处理单元和所述在线化学分析单元连接，所述样品智能时序进样管理单元通过多通道样品定量环暂存的方式对多点进行同时传输取样，将前处理后的待分析样品存储于进样阀的定量环中，所述样品智能时序进样管理单元中的多通道转动阀的标样接口支持切换，以将多路样品/试剂的进样至所述在线化学分析单元；所述在线化学分析单元用于对待分析样品进行在线化学分析并将分析结果输出至所述控制系统；所述控制系统与所述在线检测正压方舱实验室、所述样品前处理单元、所述样品智能时序进样管理单元以及所述在线化学分析单元连接，用于系统内部智能逻辑控制以及与外部的信息交互。2.根据权利要求1所述的集中式在线检测方舱系统，其特征在于，还包括远程智能看板信息单元，与所述控制系统连接，所述远程智能看板信息单元设置于系统上游实验数据信息分析中心内部，所述控制系统与所述系统上游实验数据信息分析中心之间进行信息交互。3.根据权利要求1所述的集中式在线检测方舱系统，其特征在于，所述样品前处理单元包括样品前处理主机、供液管路以及溶剂暂存区。4.根据权利要求3所述的集中式在线检测方舱系统，其特征在于，所述供液管路与工厂厂区的除钴总管和/或除钢槽连接。5.根据权利要求1所述的集中式在线检测方舱系统，其特征在于，对原液样品进行前处理包括采集、稀释、过滤、富集、净化以及浓缩，所述样品前处理单元通过在线取样和双注射泵在线混合稀释的方式在高压环境下定量取液，所述样品前处理单元具有连续输液泵回流支路并对原液进行两级过滤。6.根据权利要求1所述的集中式在线检测方舱系统，其特征在于，所述在线化学分析单元包含气相或液相色谱质谱分析仪、电感耦合等离子体光谱或由电感耦合等离子体质谱分析仪、光谱分析仪、电化学分析仪联机组成。7.根据权利要求1所述的集中式在线检测方舱系统，其特征在于，在线化学分析单元包括在线化学分析仪、工控机、程序逻辑控制单元以及电控部分并由统一通信协议的软件信息系统集成式控制。
8.根据权利要求1所述的集中式在线检测方舱系统，其特征在于，所述能源介质包括水、电和气。9.根据权利要求1所述的集中式在线检测方舱系统，其特征在于，所述在线检测正压方舱实验室内部进一步设有温湿度控制系统、外围辅助系统、进排风过滤系统、减震系统以及监控照明系统。10.根据权利要求1所述的集中式在线检测方舱系统，其特征在于，所述样品前处理单元中的过流部件的材质为聚四氟乙烯、聚醚醚酮或316l不锈钢。
技术总结本发明公开了一种集中式在线检测方舱系统，其包括在线检测正压方舱实验室、样品前处理单元、样品智能时序进样管理单元、在线化学分析单元以及控制系统，样品智能时序进样管理单元、在线化学分析单元及控制系统均布置于在线检测正压方舱实验室的内部；在线检测正压方舱实验室为密闭舱式结构并具有一舱体和一舱门；样品前处理单元用于接收原液样品并对原液样品进行前处理得到待分析样品；样品智能时序进样管理单元与样品前处理单元和在线化学分析单元连接；在线化学分析单元用于对待分析样品进行在线化学分析并将分析结果输出至控制系统；控制系统与在线检测正压方舱实验室、样品前处理单元、样品智能时序进样管理单元以及在线化学分析单元连接。在线化学分析单元连接。在线化学分析单元连接。
技术研发人员：谢新刚 高占领 揣磊 尹志强 张爱芳 殷斌 杨华明 王娟 杨明刚 丁良诚 邓宛梅 胡克
受保护的技术使用者：北京莱伯泰科仪器股份有限公司
技术研发日：2022.06.27
技术公布日：2022/11/1
