水质分析仪、用于水质分析仪的取送液方法及水质在线监测系统

摘要

本发明涉及一种水质分析仪，包括：取送液单元，所述取送液单元包括：多通切换阀；流路开关阀；泵；反应单元，其中，在取送液单元的取液状态下，泵构造成将液体经由多通切换阀朝向流路开关阀抽取，以及在取送液单元的送液状态下，流路开关阀处于第二位置，以使得流路开关阀、泵、多通切换阀和反应单元构成闭合的流体回路，由此，泵构造成将在取液状态下所抽取的液体的全部或一部分经由多通切换阀和第一端口送入反应单元，而反应单元内的气体则经由第二端口向流路开关阀流动。本发明还涉及用于水质分析仪的取送液方法和水质在线监测系统。

说明书

技术领域

本发明涉及一种水质分析仪，例如该水质分析仪可以用于对水样中的一种或多种物质含量进行测量、从而在线分析出水质的基本情况。本发明还涉及一种包括这种水质分析仪在内的水质在线监测系统。另外，本发明涉及一种用于水质分析仪的取送液方法。

背景技术

目前，水污染问题作为一个突出的环境保护问题日益引起关注。为了保护人类赖以生存的水环境、确保人们饮水卫生，一方面需要对生产、生活中的水质进行检测，另一方面，也须加强对各种生产和生活污水排放的监测。

在现有技术中已知采用水质分析仪进行检测和分析，此类水质分析仪能以比色法对地表水、沟渠排水、生活污水、工业过程水以及工业废水等各行业的水样进行硅、磷酸盐等多种物质含量进行在线监测。为此，此类水质分析仪设有一个反应池，其同时也可以用作测量池(或可称反应/测量池)。该反应测量池安装于可以灵活设置温度的控制模块内。电池可以安装在该控制模块中。控制模块配备有两组高精度光学测量系统，以实现对硅、磷酸盐等各种物质含量的精确测量。

例如，在现有的例如COD水质在线监测仪中，主要流路包含由一个高精度的注射泵、一个多通阀(例如，四通阀、六通阀、八通阀等)以及一个缓冲储液机构组成取送液单元。该取送液单元能实现不同试剂、标液和样品的顺序进样功能，将它们推送到前述反应测量池中进行化学反应。

通常，空气中存在一些颗粒、胶束或其它形式的杂质，其中这些颗粒物或类似物中存在大量的二氧化硅、磷酸盐或其他类型的污染物。因此，尽管现有技术中已经采取了多种确保水质分析结果的精确性和可靠度的手段，例如对各种水样、试剂、标液等液体的体积进行精确定量(例如，可以通过昂贵的注射泵来完成，但通常导致整个水质分析仪的成本大幅上升)，但由于水质分析仪的流路中存在大量环境空气，因而不可避免地这些空气本身中存在的颗粒物或者污染物会影响在反应测量池中最终的反应结果，进而导致不佳的水质测量和分析精度。

更进一步说，在水质分析过程中还通常需要有效混合送入反应测量池中的样品、试剂以及其它液体，通常会采用利用外部气体、尤其是空气对反应测量池中的液体进行鼓泡(例如，在反应测量池内送入气泡)。如果使用大量空气(例如，通过喷射)来混合样品或试剂，则空气中的各种颗粒物和/或污染物也将被引入反应/测量池中，进而污染混合物并因此获得不理想的测试结果。

此外，由于水质分析仪通常包含用于切换样品、试剂以及其它液体的多通阀，该多通阀大多采用旋转切换的构造，因此随着旋转切换将会不可避免地存在前道程序中的液体(例如，试剂)对后道程序中的液体污染的问题。由于试剂的定量通常极小，因此这种污染问题会带来严重的测量和分析精度误差，因此期望避免这种污染。

因此，在水质监测分析领域中会始终存在对能避免上述诸多问题的水质分析仪的改进需求，期望水质分析仪的成本仍保持较低，但同时又能确保水质分析的精确度和可靠性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种水质分析仪，包括：取送液单元，所述取送液单元包括：多通切换阀；流路开关阀，所述流路开关阀能在第一位置和第二位置之间切换；泵，所述泵布置在所述多通切换阀与所述流路开关阀之间的流路上；反应单元，所述反应单元构造成容纳待送入的液体，并且包括连接到所述多通切换阀的第一端口和连接到所述流路开关阀的第二端口，其中，在所述取送液单元的取液状态下，所述泵构造成将所述液体经由所述多通切换阀朝向所述流路开关阀抽取，以及其中，在所述取送液单元的送液状态下，所述流路开关阀处于所述第二位置，以使得所述流路开关阀、所述泵、所述多通切换阀和所述反应单元构成闭合的流体回路，由此，所述泵构造成将在所述取液状态下所抽取的所述液体的全部或一部分经由所述多通切换阀和所述第一端口送入所述反应单元，而所述反应单元内的气体则经由所述第二端口向所述流路开关阀流动。

借助上述水质分析仪，可以极大程度上避免将外部空气中的污染物在水质监测过程中引入水质分析仪内部的流路中，由此可以大幅提高监测结果的精确度，同时该水质分析仪的流体回路的设计也简单和可靠。

在一些实施例中，在取液状态下，流路开关阀可以处于能与外部空气连通的第一位置。由于取液时也与大气连通，因此无须额外设置通往大气的端口来平衡取液时流路内的压力。

优选地，多通切换阀包括进液端口和送液端口，第一端口与送液端口流体连通，在取液状态下，泵构造成将液体从进液端口经由多通切换阀朝向流路开关阀抽取，而在送液状态下，泵构造成将所抽取的液体的全部或一部分经由送液端口和第一端口送入反应单元。

通过多通切换阀的不同端口来分别实现取液和送液，可以提高操作灵活性并且减少端口污染的可能性。

例如，液体是水样和试剂中的至少一者，多通切换阀包括与至少一者对应的进液端口。针对不同的液体种类分配不同的多通切换阀的端口，可以有利地实现各种所需的切换(例如，时序)以及降低污染概率等。

优选的是，液体是水样，在取液状态下，泵构造成将液体从进液端口经由多通切换阀和流路开关阀抽取到超过流路开关阀的流路上，而在送液状态下，泵构造成将位于进液端口与流路开关阀之间流路上的液体送入反应单元。

也就是说，在液体为水样(即，取液量较多的液体)的情况下，将水样抽取超过流路开关阀的位置、甚至到达废液储器的位置，但在送液时可以通过进液端口与流路开关阀之间流路本身固定的体积来定量水样的体积，由此实现简化定量的目的。

当液体为水样时，在送液状态下，反应单元内的气体在闭合的流体回路中经由第二端口朝向泵流至超过流路开关阀的位置。

换言之，由于水样的量较多，反应单元内的气体相应也会排出更多，由此气体会沿着闭合的流体回路一直流到超过流路开关阀的位置(即，处于泵与流路开关阀之间的流路上)。由于流体回路是闭合的，因此，尽管从反应单元内流出的气体较多，但整个回路仍然不会与外部空气连通，反应单元内的气体始终内循环，由此降低了引入污染物的风险。

在一些实施例中，液体是试剂，在取液状态下，泵构造成将液体从进液端口经由多通切换阀抽取到位于多通切换阀与泵之间的流路上。

也就是说，在液体为试剂(即，取液量较少的液体)的情况下，仅需要将试剂抽到多通切换阀与泵之间的流路上，而无须抽到泵与流路切换阀之间的流路上或者甚至超过流路切换阀的位置。

有利地，多通切换阀还包括公共端口，在取液状态下，公共端口能与进液端口流体连通，而在送液状态下，公共端口能与送液端口流体连通。借助多通切换阀的公共端口，可以实现与各个进液端口和送液端口的方便对接，从而简化操作和实现紧凑的内部结构。

特别有利的是，用于取液和送液的泵构造成能正转和反转的一个蠕动泵。借助同一个蠕动泵的正反转可以实现以简单的结构和流路设计来完成取液和送液两个动作。尤其是，蠕动泵的价格低，且同样可以通过控制其转过的圈数来对液体进行定量。

反应单元的第二端口构造成能经由第三阀选择性通往外部空气。借助选择性接入的外部空气(平衡压力)，可以实现对反应单元内的液体的快速排出。

本发明还涉及一种用于水质分析仪的取送液方法，水质分析仪包括：取送液单元，取送液单元包括：多通切换阀；流路开关阀，流路开关阀能在第一位置和第二位置之间切换；泵，泵布置在多通切换阀与流路开关阀之间的流路上；反应单元，反应单元构造成容纳待送入的液体，并且包括连接到多通切换阀的第一端口和连接到流路开关阀的第二端口；取送液方法包括：取液步骤：将流路开关阀切换到第一位置，并通过泵将液体经由多通切换阀朝向流路开关阀抽取；送液步骤：将流路开关阀切换到第二位置，以使得流路开关阀、泵、多通切换阀和反应单元构成闭合的流体回路，并且通过泵将在取液状态下抽取的液体的全部或一部分经由多通切换阀和第一端口送入反应单元，并且使反应单元内的气体经由第二端口向流路开关阀流动。

借助上述用于水质分析仪的取送液方法，可以极大程度上避免将外部空气中的污染物在水质监测过程中引入水质分析仪内部的流路中，由此可以大幅提高监测结果的精确度。

优选的是，泵为蠕动泵，在取液步骤中，通过将蠕动泵正转来抽取液体，而在送液步骤中，通过将蠕动泵反转来将液体送入反应单元。

特别是，当液体是水样时，在取液步骤中，通过泵将液体从进液端口经由多通切换阀抽取到超过流路开关阀的流路上，而在送液步骤中，通过泵将位于进液端口与流路开关阀之间的液体送入反应单元。

此外，当液体是试剂时，在取液步骤中，通过泵将液体经由多通切换阀抽取到位于多通切换阀与泵之间的流路上。

最后，本发明还涉及一种水质在线监测系统，该水质在线监测系统包括如上所述的水质分析仪和至少一个试剂储器，水质分析仪包括与废液储器以及试剂储器分别进行流体连接的接口。

附图说明

图1示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，取送液单元正在对水样进行取液；

图2示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，流路开关阀处于第二位置，以构成闭合的流体回路；

图3示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，取送液单元正在对水样进行送液；

图4示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，流路开关阀处于第一位置，取送液单元准备对试剂进行首次取液；

图5示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，流路开关阀仍处于第一位置，取送液单元正在对试剂进行首次取液；

图6示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，流路开关阀仍处于第一位置，取送液单元的多通阀的公共端口从与进液端口连通切换到与送液端口连通；

图7示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，流路开关阀仍处于第一位置，取送液单元将所抽取的试剂送入废液储器；

图8示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，流路开关阀处于第二位置，取送液单元将反应单元内的一部分水样抽取到多通切换阀与流路开关阀之间的流路上；

图9示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，流路开关阀处于第一位置，多通切换阀从与送液端口连通切换到与用于试剂的进液端口连通，取送液单元准备对试剂进行取液；

图10示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，流路开关阀处于第一位置，取送液单元正在对试剂进行取液；

图11示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，流路开关阀处于第二位置，取送液单元正在将试剂和之前抽出的一部分水样送入反应单元；

图12示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，流路开关阀仍处于第二位置，试剂与水样在反应单元内混合；

图13示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，流路开关阀处于第二位置，取送液单元将反应单元内的一部分混合液体抽取到多通切换阀与流路开关阀之间的流路上；

图14示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，第一阀切换到使泵与外部试剂容器直接连通的位置，取送液单元准备对另一试剂进行取液；

图15示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，取送液单元通过第一阀正在对另一试剂进行取液；

图16示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，第一阀切换到使泵与多通切换阀直接连通的位置；

图17示例性示出根据本发明的一个实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，取送液单元正在将抽取的另一试剂和之前的混合液体一起送入反应单元；

图18示例性示出根据本发明的另一实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，取送液单元正在对水样进行取液；

图19示例性示出根据本发明的另一实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，取送液单元正在对水样进行送液；

图20示例性示出根据本发明的另一实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，取送液单元正在对试剂进行取液；

图21示例性示出根据本发明的另一实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，取送液单元正在对试剂进行送液；

图22示例性示出根据本发明的另一实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，取送液单元正在将反应单元内的水样和试剂抽取到多通切换阀与泵之间的流路上；

图23示例性示出根据本发明的另一实施例的水质在线监测系统的原理图，其中，取送液单元正在将抽取的水样和试剂重新送回到反应单元内；

图24示例性示出根据本发明的又一实施例的水质分析仪的原理图，其中，水样可经由多通切换阀的两个端口流入其内；

图25示例性示出根据图24的实施例的水质分析仪的多通切换阀的原理图，其中，多通切换阀示例性地包含十个端口；

图26示例性示出根据图24的实施例的水质分析仪的多通切换阀的结构原理图；

图27A-27B示例性示出根据图24的实施例的水质分析仪的原理图，其中，多通切换阀的公共端口依次与用于水样的两个端口相连通；

图28A-28B示例性示出根据图24的实施例的水质分析仪的原理图，其中，多通切换阀的公共端口依次与用于试剂的两个端口相连通。

附图标记列表：

100 水质分析仪；

10 反应单元；

12 第一端口；

14 第二端口

20 多通切换阀；

21 凹槽；

22 公共端口；

24 送液端口；

26 第一进液端口；

28 第二进液端口；

30 泵；

40 流路开关阀；

50 第一阀；

60 第三阀；

70 第四阀；

80 液体传感器；

82 第一传感器；

84 取液泵；

86 送液泵；

90 控制器；

200 水样储器；

R1-R4 试剂储器；

S1/S2 标液储器；

400 废液储器。

具体实施方式

首先，在本发明的各个附图中，仅示意性地示出水质分析仪100的各个部件之间的基本的流体连接关系，而没有具体示出流体回路中的其它必要部件(例如，流路控制部件、供电部件、驱动部件等)。但本领域技术人员可以理解到，未示出的部件并不是本发明的重点内容，因而在下文中不再赘述。

其次，本发明的水质分析仪100可应用于多种水质测量应用场合下，例如对化学需氧量、氨氮含量等指标的测量。此外，也可以理解到，本发明的水质分析仪100也可以用于其他类系的监测分析类设备中，以用于对除了水质之外的其他液体成分进行测量。因此，在本发明中，待送入反应单元内的对象称之为“液体”，例如水样、试剂等，但本发明的术语“液体”也可以是指不送入反应单元内的液体，例如清洗剂、标液等等。

第三，本发明中的术语“流体连通”不限于直接流体连接，也可以包括任何中间管路或部件的间接流体连通。此外，术语“可连通”除了可以产生流体连通之外，当然还包含了可切断流体通路的含义。

第四，在本发明中，术语“朝向某部件或装置(流动、抽取、泵送等)”仅仅表示液体流动的方向，而不表示液体不能流动超过该部件或装置。换言之，液体完全可以朝向该部件或装置流动到超过它的位置，只是流动方向是朝向该部件或装置的方向而已。

第五，在本发明的各附图中，用粗实线来表示液体流动的大致位置，而非精确位置，例如只是表示示例性的相对位置，并且为了更好的说明，液体位置的比例也可能存在夸大。

最后，本发明中所描述的各个实施例之间可以相互替换使用。例如，描述多通切换阀的具体构造和连接关系的实施例可以用于水质分析仪的各个实施例中。又例如，描述水质分析仪如何更好混合水样和试剂的实施例也可以用于其它各个实施例中。对此，下文不再一一赘述。

图1示出根据本发明的包括示例性水质分析仪100在内的水质在线监测系统的原理图。具体来说，在该系统中，水质分析仪100可包括对外的各种接口，以与提供例如水样、各种试剂、空气、标液、清洗剂、废液处理的其它装置进行连接。换言之，水样、各种试剂、空气、标液、清洗剂 (例如，容纳在图1中左侧下方示出的水样储器200、多个试剂储器)等可以经由水质在线监测系统送入水质分析仪100，且水质分析仪100中的废液也能经由接口排出到位于系统外的废液储器400(例如，废液桶或备用桶)。但也可以理解到，水质分析仪的各个接口并不是必须的，而是各种液体可以直接通过管路流入水质分析仪内部的各装置或构件，即本发明的水质分析仪的边界可以是虚设的，而不是实际存在的物理边界。

首先，根据本发明的水质分析仪100包括反应单元10，该反应单元10 可以构造成容纳液体、例如水样和试剂，例如可以使得水样和试剂能在其内进行反应的任何形式，例如反应池。通常，反应单元10可包括独立的容纳液体的至少一个容器，但还可以包含集成有其它装置。在此，术语“反应”包括但不限于混合、测量、鼓气、化学反应、分析等(业内例如也可以称之为“反应测量单元”)。优选地，该反应单元10可以安装于可以灵活设置温度的控制模块内，并且配备有专用或通用的测量系统，以实现对各种物质的精确测量和分析，但这些对于本发明来说都不是重点的。

其次，根据本发明的水质分析仪100还包括取送液单元。在本发明中，该取送液单元是指在水质分析仪中抽取液体、例如水样、各种试剂、空气、标液、清洗剂等并且送入前述反应单元10或者送入其它对应容器(例如，废液储器)或其它分析仪器的各个装置、构件、元件的总称。换言之，只要是用于取液和送液的直接或间接的装置均可以属于本发明的取送液单元的范围。

根据本发明的取送液单元可包括多通切换阀20，该多通切换阀20主要用于完成将液体抽取进入水质分析仪中并且将所抽取的液体(其中的一部分液体或者全部液体)送入反应单元。为此，多通切换阀20可包括进液端口和送液端口24。也就是说，流入和流出多通切换阀20通常采用不同的端口，但这并不是必须的设置。此外，还可以理解到，尽管端口24被称为“送液端口”，但液体不仅可以经由该端口流出多通切换阀20，也可以经由该端口流入多通切换阀20，即术语“送液”并不限定其流动方向。

例如，送液端口24可以与反应单元流体连通，用于将抽取的液体经由该送液端口流入反应单元。进液端口与待送入反应单元的各种液体相关联。因此，可以理解到，多通切换阀20的进液端口可以不止一个，优选为针对不同的液体分别设有对应的进液端口，例如用于水样的第一进液端口26、用于一种试剂的第二进液端口28、用于其它试剂的第三、第四、第五端口等等。

优选的是，多通切换阀20还可以包括一个公共端口。所谓的公共端口是指该端口可以与多通切换阀20的其它任何端口均选择性流体连通。通常，当将公共端口切换到与其它任何端口连接时，二者产生流体连通。更佳的是，公共端口位于多通切换阀20的中心位置，而其它端口围绕多通切换阀 20的周界排布、尤其均匀排布。对于多通切换阀20的具体结构下文中将进一步详述。

为了完成取液的操作，本发明的取送液单元可以包括用于抽取液体的抽液装置。抽取装置通常为泵30，但也可以是其它等效的类似结构。当泵与多通切换阀20流体连通时，泵的运转可以将液体经由多通切换阀20抽到二者之间的流路上，并且根据需要可以将液体进一步抽到该泵之后的流路上。

优选的是，泵30采用价格较低的蠕动泵，而非昂贵的注射泵。由于避免使用昂贵的注射泵等，降低了整个系统的成本。尽管采用蠕动泵，但本发明的蠕动泵不但可以为抽取液体提供动力，还可以完成定量液体的功能。可以将多通切换阀20与泵30之间的流路或者其它附加流路(例如，下文中将详述的泵30与流路开关阀40之间的流路)用作为定量管路。定量管路的具体形式不限，例如可以是直管，但也可以是弯管，甚至是盘管或包含一部分的环路。例如，尽管在附图中示出的多通切换阀20与泵30之间为直管，但实际也可以包含一个或多个环圈，用以扩大可定量的体积范围。

蠕动泵的问题在于液体定量的精度不如注射泵。为此，根据本发明的水质分析仪100还可包括控制器(未在图中示出)，该控制器可以构造成能通过改变蠕动泵的泵送时间来确定定量体积。根据本发明，蠕动泵的泵送量与蠕动泵的滚子转过的角度成一定关系。即，蠕动泵的泵送量随时间 (即，滚子转过的圈数)呈周期性循环变化。

更具体来说，当蠕动泵包括多个彼此间隔开的滚子时(通常，各滚子之间的角度间隔为均匀的)，在蠕动泵的一个滚子旋转到达与其相邻的滚子之前所在位置的时间内，蠕动泵的泵送量为一个大致固定的值。因此，有利的是，利用蠕动泵的各个滚子转过预定圈数的泵送时间来调节定量体积。对于蠕动泵来说，其转过一整圈的泵送体积一般也是确定的，例如0.2 毫升/圈。由此，当蠕动泵包括三个滚子时，液体的定量体积例如可以选择为0.2毫升的三分之一(优选)、三分之二(优选)、0.2毫升、0.2毫升的三分之四(优选)，以此类推，以期获得精确的定量体积。通常，一整圈的泵送体积的滚子数分之一(例如，三分之一、四分之一、五分之一等) 的体积量已经极小，完全可以满足液体定量的精度需求。特别优选的是，预定圈数并不是蠕动泵的整圈数，例如一圈到两圈之间、尤其是小于一圈。

当然，本发明的这种控制器除了可以用于设定蠕动泵的泵送时间/预定圈数，也可以替代地或者附加地用于控制水质分析仪100的其它流路，例如切换阀或其它阀的切换等。换言之，水质分析仪100可以包括一个控制器来集成对所有流体部件进行控制，也可以针对一个或一些流体部件设定独立的控制器。此外，本发明还可以包括其它用于定量液体体积的装置，例如设置在流路上的第一传感器82。

有利地，根据本发明的水质分析仪100还可以包括用于送液的泵送装置。优选的是，该泵送装置也是泵。特别优选的是，该泵送装置就是泵30。即，泵30既可以用于取液，也可以用于送液。在一些实施例中，用于取液和送液的泵30可以构造成能正转和反转的一个蠕动泵。例如，该泵30在顺时针正转时用于抽取液体，而在逆时针反转时推送液体进入反应单元(但也可以反过来)。但本发明还可以设想布置有两个不同的单独泵，分别用于取液和送液。

为了解决空气中本身存在的颗粒物等会污染水质分析过程的问题，本发明的水质分析仪包括流路开关阀40。流路开关阀40与前述泵30流体连通，也就是说，泵30布置在该流路开关阀40与多通切换阀20之间的流路上，如图1中清楚所示。该流路开关阀40能至少在两个位置之间进行切换，例如在第一位置和第二位置之间切换。

在取送液单元的取液状态下，泵30构造成将液体(例如，水样、试剂等)经由多通切换阀20朝向流路开关阀40抽取。在一些实施例中，沿液体的抽取方向，在流路开关阀40之后还接有流路，例如可以通往废液储器或者其它化学设备中。优选的是，当取液时，流路开关阀40处于其第一位置。此时，流路开关阀40借助其下游的流路可以与外部空气连通。但可以理解到，由于在取液状态下，泵30正在朝向流路开关阀40、甚至其下游的方向抽取液体，因此并不会将外部空气以及其中的污染物引入到水质分析仪的反应单元或者定量管路中。

在取送液单元的送液状态下，流路开关阀40处于第二位置。当流路开关阀40切换到第二位置时，流路开关阀40、泵30、多通切换阀20和反应单元10可以由此构成闭合的流体回路。在本发明中，术语“闭合的流体回路”是指该流体回路与外部空气是不连通的，即没有空气会引入该流体回路中，也就没有空气中的物质会污染水质分析过程了。但应注意的是，使流体回路从闭合变成非闭合不限于由流路开关阀40从第二位置切换到其它位置(例如，第一位置)引起，例如也可以由流体回路上的其它阀的打开来引起。

当构成闭合的流体回路时，泵30(例如，同一个蠕动泵)可以构造成将在前序(根据需要，前序可以是指一次或多次)的取液状态下所抽取的液体经由多通切换阀20和反应单元10的第一端口12送入反应单元10。可以理解到，本发明并不一定要求将在取液状态下所抽取的全部液体送入反应单元10，而是可以根据对液体量的需求仅将一部分所抽取的液体送入反应单元10。

由于反应单元10在送液之前本身存在一定气体(因为反应单元10不会是填充满的状态)，因此反应单元10内的气体则可以经由反应单元10 的第二端口14向流路开关阀40的方向流动。气体是否会流动超过流路开关阀40、例如到达流路开关阀40与泵30之间的流路上，取决于所抽取的液体和送入反应单元内的液体的量的多少。无论如何，送液状态下的闭合的流体回路中存在的气体仅仅是反应单元原本存在的气体(量较小)，没有外部引入的空气或其它气体了。

在一些实施例中，反应单元10的第一端口与送液端口24流体连通，因此在取送液单元的取液状态下，泵30可以将液体从进液端口(例如，多个进液端口中的一个)经由多通切换阀20朝向流路开关阀40抽取，而在取送液单元的送液状态下，泵30可以将所抽取的液体经由送液端口24和第一端口12送入反应单元10。

当液体为水样(量较大)时，在取液状态下(例如，流路开关阀40处于其第一位置，但这不是必须的)，泵30可成将水样从第一进液端口26 经由多通切换阀20和流路开关阀40抽取到超过流路开关阀40的下游流路上。例如，泵30可以将水样抽取到流路开关阀40与废液储器之间的流路上，甚至泵30还可以将一部分的水样抽取到废液储器(视具体水质分析要求而定)。

另一方面，在送液状态下，流路开关阀40处于其第二位置，此时的泵 30可以将位于第一进液端口26与流路开关阀40之间流路上的液体送入反应单元10。也就是说，在一些实施例中，取送液单元并没有将在取液状态下抽取的水样的全部推送到反应单元10中，而是仅将第一进液端口26与流路开关阀40之间的一部分水样送入反应单元10。由于在送液时，整个送液回路是闭合的，因此将这一部分的水样送入反应单元10不会产生引入外部空气以及污染物的问题。在水样不断流入反应单元10的过程中，反应单元10中原本存在的气体也可以在同一闭合的流体回路中经由反应单元10 的第二端口14流向流路开关阀40、甚至流过该流路开关阀40到达流路开关阀40与泵30之间的流路上。

当液体为试剂(量较小)时，在取液状态下(例如，流路开关阀40处于其第一位置，但这不是必须的)，泵30可成将水样从第二进液端口28 经由多通切换阀20向流路开关阀40抽取，可以抽到超过多通切换阀20与泵30之间的流路上或者泵30与流路开关阀40之间的流路上，但一般不会超过流路开关阀40。

另一方面，在送液状态下，流路开关阀40处于其第二位置，此时的泵 30可以将所抽取的全部试剂量送入反应单元10(即，将位于第二进液端口 28与流路开关阀40之前的某个位置之间的流路上的液体送入反应单元10)。

当然也可以理解到，当液体为水样时，也可以抽取少量体积的水样，而当液体为试剂时，也可以抽取大量体积的水样，这取决于水质分析的具体溶液反应需求，但量多的水样和量少的试剂通常是优选的。

有利地，本发明的反应单元10的上述第一端口12位于反应单元10的朝向多通切换阀20的一侧，而第二端口14位于反应单元10的与第一端口 12相对的一侧上，但本发明不限于此，例如14也可以开设在反应单元10 侧面的一定高度处。

此外，在反应单元10的第一端口12与多通切换阀20的送液端口24 之间还可选地布置有液体传感器80，以监测是否有液体流过该流路。另外，反应单元10也可以通信连接到控制器90或者后续的其它监测设备，以能对(当前的)水质情况进行分析、显示、处理等。

在本发明的水质分析仪100完成水质分析之后，可以将反应单元10中的液体排出水质分析仪100。为了能将液体从反应单元10经由流体回路排出，需要为反应单元10引入外部空气压力，否则将会由于真空度而无法顺利排出。例如，反应单元10的第二端口14可以经由第三阀选择性通往外部空气。例如，该第三阀可以布置在第二端口14与流路开关阀40之间的流路上，但也可以布置在与第二端口14和流路开关阀40之间的流路并行的其它流路上，如图1中示例性所示。当第三阀打开时，反应单元10经由第二端口14与外部空气直接连通。可以理解到，在送液过程中，第三阀应保持关闭，从而不破坏前述闭合的流体回路。

另外，在多通切换阀20与泵30之间或者泵30与流路开关阀40之间可选地布置有第一阀50。该第一阀50可构造成实现多通切换阀20与泵30 之间或者泵30与流路开关阀40之间的流路的通断。

在一些实施例中，当第一阀50切断多通切换阀20与泵30之间的流体连通时，第一阀50可以允许让外部的液体不经由多通切换阀20直接被泵 30抽取到流路上。这样，当第一阀50再恢复多通切换阀20与泵30之间的流体连通时，该被抽取的外部的液体(例如，某种特殊试剂)也可以由泵 30再经过多通切换阀20送入反应单元10中。这特别是适用于这种外部的液体(例如，另一种试剂)在多通切换阀20的旋转切换过程中容易残留在多通切换阀20内部并由此影响水质分析结果的精度的场合。

此外，还可以在流路开关阀40与废液储器或者与其它后续的化学设备之间布置有可选的第四阀，以实现至废液储器或者与其它后续的化学设备的选择性流体连通。通常，当第四阀打开时，流路开关阀40处于其第一位置。

接下来，将借助图1-17示例性阐述本发明的取送液过程。

1)水样的取送液过程

如图1中所示，多通切换阀20的公共端口正连接到第一进液端口26，用于抽取水样。此时，流路开关阀40处于其能与外部连通的第一位置，即处于流路开关阀40与其下游的例如废液储器或者其它化学设备(这取决于第四阀的具体位置)连通的一个位置，而第三阀关闭，第一阀允许多通切换阀20与泵30流体连通。在图1的取液状态下，水样经由第一进液端口 26、公共端口22、泵30、流路开关阀40由泵30抽取到达超过流路开关阀 40的位置，例如甚至可到达第四阀70的位置。

泵30可以构造成正转(即，顺时针转)，以抽取水样，例如其转速可以为每秒钟3转。泵30可以旋转例如25圈，以抽取足够量的水样到流路上。

然后，如图2中所示，公共端口22切换到与多通切换阀20的送液端口24连通，以使得经抽取的水样能之后经由多通切换阀20的送液端口24 以及反应单元10的第一端口、即图中的下端进入反应单元10。

值得注意的是，此时流路开关阀40切换到其第二位置，以使得流路开关阀40、泵30、多通切换阀20、反应单元10构成一个闭合的流体回路，以为送液状态作好准备。在图1的步骤中抽取超过流路开关阀40的水样在此不再处于该构建的闭合的流体回路中，因此也就不会再被送入反应单元 10内(例如，可以流入废液储器400)。

如图3中所示，取送液单元处于送液状态下，泵30反转(即，逆时针)。泵30的转速可以为每秒钟3转。泵30可以旋转例如25圈(泵送圈数可根据要求而定)，以将位于第一进液端口26与流路开关阀40之间的全部水样送入反应单元10内。与此同时，进入反应单元10内的水样逐步将反应单元10中原本的气体沿朝向流路开关阀40的方向推到反应单元10与流路开关阀40之间的流路上，也可以超过流路开关阀40到达流路开关阀40与泵30之间的流路上。

2)试剂的初始化操作

当试剂首次使用(无论是新的试剂还是更换好的试剂)时，需要启动试剂的初始化操作。

如图4中所示，将流路开关阀40切换到第一位置，多通切换阀20切换到使其公共端口22与第二进液端口28连通的位置。此时，第三阀关闭，第一阀允许多通切换阀20与泵30流体连通。

然后，如图5中所示，泵30开始运转，例如以每秒钟3转的转速，可以旋转大约30圈。在此，需要确保该试剂(假设为第一试剂)被抽取经过多通切换阀20到达多通切换阀20与泵30之间的流路上。

如图6中所示，可以保持流路开关阀40处于第一位置，而无须切换到第二位置。此时，将多通切换阀20的公共端口22从与第二进液端口28连通切换到与送液端口24连通。

最后，如图7中所示，泵30可操作成将位于送液端口24与多通切换阀20和泵30之间的某个位置上的该第一试剂经由流路开关阀40送入废液储器400，以排出水质分析仪100(图7示出了试剂已经排出的状态)。

对于第二、第三以及更多种试剂的首次使用，也可以参照如上步骤进行初始化操作。

借助这种初始化操作，可以使得各种试剂在正式的取液之前已经填充满从试剂储器到多通切换阀20的各对应的进液端口之间的流路。由此，当正式取液时，可以通过设定蠕动泵的旋转圈数(如前所述，优选为泵30的滚子数目的倒数的正整数倍的旋转圈数)来确定所抽取的试剂的实际体积。换言之，由于不用将试剂从试剂储器起抽取，因而可以确定所抽取的试剂的精确体积量。

3)试剂的(正式)取送液过程

在向反应单元10送入水样之后，如图8中所示，流路开关阀40处于其第二位置，即流路开关阀40、泵30、多通切换阀20、反应单元10此时构成闭合的流体回路。在多通切换阀20的公共端口22与送液端口24连通的情况下，借助泵30将送入反应单元10内的水样(一部分或者全部)重新抽回到流路上。泵30可以将水样抽取到多通切换阀20与泵30之间的流路上，也可以如图8中所示抽取到泵30与流路开关阀40之间的流路上

如图9中所示，将流路开关阀40切换到第一位置，并且将多通切换阀 20公共端口22切换到与第二进液端口28连通的位置。可以看出，从该第二进液端口28到泵30与流路开关阀40之间的某个位置的流路上存在从反应单元10抽取出来的水样。

如图10中所示，借助泵30从第二进液端口28抽取第一试剂，并且将第一试剂抽取到多通切换阀20与泵30之间的流路上的某个位置。抽取的第一试剂的量可由泵30的旋转圈数来设定，在此不再赘述。可以看到，由于抽取了第一试剂，流路上的水样朝向流路开关阀40的方向被进一步推动。

然后，如图11中所示，将流路开关阀40切换到第二位置，并且借助泵30将第一试剂以及之前被抽出的水样全部一起送入反应单元10内。

如图12中所示，第一试剂和水样在反应单元10内混合并且反应。但可以理解到，在向反应单元10加入第一试剂的过程中，不是一定要将已经位于反应单元10内的水样的一部分或全部从反应单元10抽出到流路上。但抽出一部分的水样、再引入第一试剂可以使得第一试剂位于流路上的水样与反应单元10内的水样之间，进而有利于二者的混合。

当需要加入另一试剂(例如，第二试剂)时，可以选择如上所述的各个操作步骤来将其加入反应单元10，但还可以选择如下操作步骤来加入反应单元10。如下操作步骤特别适用于该另一试剂会由于多通切换阀20的旋转切换而明显影响水质分析测量的结果精度的场合。

如图13中所示，将流路开关阀40切换到第二位置，以构成闭合的流体回路。借助泵30将反应单元10内的前述水样与第一试剂的混合液体经由送液端口24和公共端口22重新抽取到流路上、例如可抽取到泵30与流路开关阀40之间的流路上的某个位置。

如图14中所示，将流路开关阀40切换到第一位置，并且将布置在多通切换阀20与泵30之间的第一阀切换到阻断二者之间的流体连通的位置。同时，该第一阀还可以将泵30与外部的某个试剂储器接通，以作好抽取来自该试剂储器的另一试剂的准备。

然后，如图15中所示，经由第一阀并且借助泵30，抽取另一试剂。此时，泵30的转速有利地选择为较小，例如0.4转/秒，并且可以选择为仅使泵30旋转三分之一圈、三分之二圈或者一整圈。从图中可见，该另一试剂并未被抽取超过泵30的位置。

如图16中所示，重新将流路开关阀40切换到第二位置，以构成闭合的流体回路。同时，将第一阀切换回到允许多通切换阀20与泵30之间流体连通的位置。在此，所抽取的另一试剂可以夹在从反应单元10中抽出的混合液体的中间。

最后，如图17中所示，保持流路开关阀40处于第二位置，借助泵30 (例如，以3转/秒的转速旋转大约20圈)将包含另一试剂的混合液体经由多通切换阀20的送液端口24送入反应单元10内。

以上各个步骤1)-3)可以非依照如上次序进行，例如，也可以先向反应单元10加入试剂，再加入水样，但通常在加入试剂之前优选先完成步骤 2)试剂的初始化操作。

借助本发明的在闭合的流体回路的状态下送液(以及部分的取液状态)，避免在反应单元10内进行反应的各种液体与外部空气接触，从而实现更好的水质分析精度(尤其是小于等于5％的准确度和精度)。

假设水样带有20毫克/升的硅(即，30毫克/升的PO4)，则比较根据本发明的测量数据与非闭合回路的取送液过程的测量数据(表1中的数值为误差值)，可获得如下表格：

表1：本发明的闭合回路和现有技术的非闭合回路的情况下的测量数据的对比

在图18到图23中所示的实施例中，水质分析仪100分别采用了两个不同的泵来分别执行取液和送液的步骤。例如，这两个泵可以均设计成价格较低的蠕动泵。

如前所述，在仅采用蠕动泵的情况下，由于存在定量液体的需求，可以借助物理定量的方式(例如，借助蠕动泵的旋转圈数来设定，或者借助固定的定量管路的长度来设定)或者光学定量的方式(例如，借助光电式样的第一传感器82来识别液体在定量管路中到达的位置等)来完成定量。

在该实施例中，水质分析仪包含一个液体切换阀，以选择性连通用于取液的泵(可称之为取液泵84或抽取泵)及其流路或者连通用于送液的另一泵(可称之为送液泵86)及其流路。

如前所述，为了使液体(例如，水样和试剂)均匀混合，现有技术中通常会通过气泵将气体(例如，空气)送入反应单元10并进行鼓泡操作。但由于空气中存在各种类型的污染物，这些污染物会影响水质测量和分析的准确性和精度。

为了解决上述问题，本发明使用流路(例如，定量管路)和反应单元 10之间的“气流混合”代替传统的空气注射或喷射。此外，由于定量管路 (例如，包含定量环)的接触面积非常小，空气和混合液体的接触面积非常小，从而进一步降低了污染的风险。

本发明的总体解决思路是通过泵将反应单元10中的水样和试剂以一定速度泵入流路(例如，定量管路)，从而使水样和试剂发生混合。然后，再通过泵将空气液体的混合物推回到反应单元10中，并控制气泡不被尽可能多地推入反应单元10中。如此重复几次，直至完全混合水样和试剂。之后，使水样和试剂在反应单元10中进行化学反应。在反应完成时，在反应单元10中对其进行(例如，光学)测量。

经过化学反应并用光学测量系统测量的液体可以通过多通切换阀20、泵和可选的三通阀排入废液储器400中。此外，可以将清洁液排入清洁液储器以进行特殊处理，或者直接排入市政废水处理系统。由此，可以大幅减少产生的大量废水，这不仅保护了环境，而且还降低了运行和维护成本。

下面，借助图18-23描述如何混合水样和试剂的示例性操作步骤：

如图18中所示，将多通切换阀20切换到使其公共端口22与第一进液端口26连通，并且通过将液体切换阀切换到连通到取液泵84所在流路，使泵开始经由多通切换阀20抽取水样。例如，取液泵84的转速可以为3 转/秒钟，总地旋转40-50圈(即，大致13-17秒)，水样的取液速度大约为0.15毫升/转。水样的实际定量体积可由蠕动泵的旋转圈数或者定量管路的长度来确定。

如图19中所示，将多通切换阀20切换到使其公共端口22与送液端口 24连通，并且将液体切换阀切换到连通到送液泵86所在流路，以使得泵开始将抽取的水样送入反应单元10。例如，送液泵86的转速可以为4转/秒，并且以6-7秒的时间旋转大约25圈，以使得水样的送液速度大约也为0.15 毫升/转。在此过程中，送液泵86的速度尽量选择较小，以尽可能防止大量气泡随着水样引入反应单元10。当然，水样的定量也可以采用光学定量的方式，但这不是优选的。

如图20中所示，将多通切换阀20切换到使其公共端口22与第二进液端口28连通，并且通过将液体切换阀切换到连通到取液泵84所在流路，使泵开始经由多通切换阀20抽取试剂(例如，第一试剂)。优选的是，取液泵84的转速较慢，例如0.2转/秒钟，大约抽取试剂10秒钟。当试剂被缓慢抽取到定量管路上的光电式的第一传感器82或者其它类型的传感器所在位置时，取液泵84立即停止工作，由此可以通过第一传感器82来对所抽取的试剂进行定量。这种定量的精度较高，一般小于0.5％的误差。当然，对于试剂也可以采用上述借助设定蠕动泵的旋转圈数的方式来定量或者第一传感器82与蠕动泵结合的方式来进行定量，在此不再赘述。有利地，所抽取的水样和所抽取的试剂的体积比大于等于20比1，例如水样为4-4.2 毫升，试剂为0.2毫升。但本发明不限于这种体积比和具体的液体体积大小。

如图21中所示，将多通切换阀20切换到使其公共端口22与送液端口24连通，并且将液体切换阀切换到连通到送液泵86所在流路，以使得泵开始将抽取的试剂送入反应单元10。在此过程中，送液泵86的速度尽量选择较小，以尽可能防止大量气泡随着试剂引入反应单元10。

然后，如图22中所示，保持多通切换阀20处于其公共端口22与送液端口24连通的位置，通过将液体切换阀切换到连通到取液泵84所在流路，使泵开始经由多通切换阀20从反应单元10抽取水样和试剂。取液泵84的转速例如可以为3转/秒钟，以7-8秒的时间大约转过20圈。优选地，抽取的水样和试剂的体积不占满多通切换阀20与液体切换阀之间的全部定量管路的体积。有利地，仅在此步骤中抽取反应单元10内的一部分液体、而不是全部液体。

随后，如图23中所示，通过将液体切换阀切换到连通到送液泵86所在流路，然后借助送液泵86将抽取的液体重新送入反应单元10。在送入反应单元10的过程中，确保尽可能少的气泡随着液体一起进入反应单元10。送液泵86的转速例如为4转/秒钟(优选为送液速度比抽取液体的速度更快)，以大约5-6秒的时间转过20圈左右。

重复图22-23的步骤若干次，例如3-4次，直至水样和试剂通过往复不断地抽取和送液达到良好的混合效果，而不引入大量气泡。

可以理解到，尽管在图18-23中并未设置通过流路开关阀40来实现闭合的流体回路，但本领域技术人员可以理解到，图18-23中所示的实施例 (即，混合液体的方式和相关的取送液步骤)也可以与上文中图1-17的实施例的水质分析仪100结合使用。

除了如上所述的构成闭合的流体回路和通过“气流混合”代替传统的空气喷射来降低测量误差之外，本发明还可以通过改进水质分析仪中的布局来减少由于多通切换阀20在各个端口之间旋转切换所带来的对测量结果容易造成的影响。

具体来说，当多通切换阀20旋转切换各端口时，会有水样、试剂等液体的残留物或多或少会保留在多通切换阀20的内部，这有时会给下次测量带来巨大误差。以二氧化硅测量为例，如果二氧化硅样品中存在高磷酸盐水平，例如30mg/L。如果多通切换阀20中残留有试剂，则会发生500～ 2000ug/L的巨大误差。

在图26中示出一种多通切换阀20的内部结构，其可由两个(圆)盘彼此连接而成，以能实现相互旋转(例如，彼此面对面卡合在一起而形成)。但应理解到，该内部结构仅仅是示例，其可呈任何合适的形状。另外，尽管在图26中示出的多通切换阀20的公共端口22位于中心位置，而其它各个端口围绕周界均匀分布，但应理解到这不是必要的，例如各个端口可以围绕周界不均匀地分布，公共端口也可以偏离中心位置设置，各个端口也可以相比于周界更靠近中心位置布置等等。

图26的左侧示意性示出多通切换阀20的第一面，其由第一(圆)盘构成，其上设置有位于中心的孔(用作公共端口22)和围绕该中心孔均匀分布的多个孔(用作其余端口，例如第一进液端口26、第二进液端口28 等)。图26的右侧则示意性示出多通切换阀20的第二面，其有第二(圆) 盘构成，其上设置有从大致中心位置向周界延伸的一条凹槽，尤其是窄的直槽。

上述凹槽的起始点、即位于第二盘的中心位置与第一盘上设置有中心孔的位置是大致对准的，而该凹槽的终点、即接近第二盘的周界位置则与第一盘上设置的多个周界孔的位置是大致对准的。换言之，第二盘的该凹槽的长度约等于第一盘的中心孔到周界孔之间的距离。可以理解到，该凹槽的形状尽管优选为直线形状的，但也可以呈其它形状，例如弯曲的凹槽，只要其起始点和终点对应于中心孔和周界孔的位置即可。

如图25中所示，当第一盘和第二盘相对于彼此旋转时，凹槽始终与中心孔对应连通，而随着旋转，凹槽的终点会分别与各个周界孔对应连通。当中心孔与对应的周界孔连通借助该凹槽连通时，即实现了多通切换阀20 的公共端口22与其余端口(例如第一进液端口26、第二进液端口28等) 的流体连通。

在现有技术中，当取送液单元处于取液状态时，水样可以从第一进液端口26流入多通切换阀20，并且当多通切换阀20切换到使其公共端口22 与第一进液端口26连通的位置时，水样可经由多通切换阀20流入定量管路以及后续的其它元件(例如，泵30、流路开关阀40等)。当取送液单元处于送液状态时，多通切换阀20切换到使其公共端口22与送液端口24连通的位置(即，图中位置)，由此将抽取的水样经由该送液端口24送入反应单元10(具体过程参见图1-17或者图18-23中所示的实施例)。

可以理解到，原本连通公共端口22与周界端口中的任一个的凹槽内会填充有液体。当多通切换阀20在各个端口之间旋转切换时，例如从第一进液端口切换到送液端口时，凹槽中的液体会随着多通切换阀20(例如，其第二盘相对于固定的第一盘)旋转而扫过从第一进液端口切换到送液端口的扇面区域。

为了减小液体在多通切换阀20内部、尤其是旋转切换期间被扫过的扇面区域的残留影响，根据本发明，多通切换阀20可以优选为水样设置不止一个进液端口，例如两个进液端口。优选的是，这两个用于水样的进液端口可以关于多通切换阀20的送液端口24、即通往反应单元10的周界端口是对称分布的。但可以理解到，也可以仅设置一个进液端口。

更优选的是，如图24中所示，假设多通切换阀20的各个周界端口围绕中心孔、即公共端口24(图中示出为COM口)均匀分布，将各个周界端口顺序命名，例如在此送液端口24标记为6号口，则用于水样的两个进液端口可设定在4号口(6号口的右侧)以及8号口(6号口的左侧)，它们均与6号口间隔开一个端口。

下面，借助图27A-28B来阐释根据本发明的水质分析仪100的清除多通切换阀20中残留物的操作步骤。

首先，如图27A中所示，将多通切换阀20切换成使其COM口(即，公共端口22)与右侧的4号口连通的位置。此时，取送液单元经由多通切换阀20的该4号口进水样，水样充满COM口与4号口之间的凹槽。

然后，将多通切换阀20切换成使其COM口(即，公共端口22)与送液端口24的6号口连通的位置。在此过程中，凹槽内的水样会扫过从6号口到4号口的扇面区域。在旋转到达6号口之后，取送液单元将水样经由该6号口送入反应单元10。

随后，如图27B中所示，将多通切换阀20切换成使其COM口(即，公共端口22)与左侧的8号口连通的位置。此时，取送液单元经由多通切换阀20的该8号口进水样，水样充满COM口与8号口之间的凹槽。

然后，再将多通切换阀20切换成使其COM口(即，公共端口22)与送液端口24的6号口连通的位置。在此过程中，凹槽内的水样会扫过从8 号口到4号口的扇面区域。在旋转到达6号口之后，取送液单元将水样经由该6号口送入反应单元10。

最后，将这两次送入反应单元10的上述水样排出水质分析仪，例如至废液储器400或者其它化学设备。由此，完成对多通切换阀20的残余物的清洁工作。

接下来，如图28A中所示，将多通切换阀20切换成使其COM口(即，公共端口22)与右侧的5号口连通的位置。此时，取送液单元经由多通切换阀20的该5号口进第一试剂。然后，将多通切换阀20切换成使其COM 口(即，公共端口22)与送液端口24的6号口连通的位置。由此，取送液单元将第一试剂经由该6号口送入反应单元10。

类似地，如图28B中所示，将多通切换阀20切换成使其COM口(即，公共端口22)与左侧的7号口连通的位置。此时，取送液单元经由多通切换阀20的该7号口进第二试剂(通常，与第一试剂属于不同的试剂)。然后，将多通切换阀20切换成使其COM口(即，公共端口22)与送液端口 24的6号口连通的位置。由此，取送液单元将第二试剂经由该6号口送入反应单元10。这种加载试剂的过程可以重复多次，并且其顺序是可变的，例如先经由7号口取液、再经由5号口取液等等。

可以理解到，在本发明中，优选将用于试剂的进液端口设置在用于水样的进液端口与送液端口之间，以使得在完成试剂进样后可以利用上述水样清洁方式来清扫用于水样的进液端口与送液端口之间的扇面区域。换言之，应确保用于试剂的进液端口到送液端口的扇面区域小于用于水样的进液端口与送液端口之间的扇面区域，或者说用于试剂的进液端口到送液端口的扇面区域被用于水样的进液端口与送液端口之间的扇面区域所覆盖、尤其是全部覆盖。

因此，根据本发明，用于试剂的进液端口可以沿周界方向布置在用于水样的进液端口与送液端口之间，而用于试剂的进液端口可以与用于水样的进液端口和/或送液端口间隔开，但也可以不间隔开，而是如图24中所示的相邻布置。在仅设置一个用于水样的进液端口的情况下，至少应确保用于试剂或者残留物容易影响测量与分析结果的其它液体的进液端口位于用于水样的唯一的进液端口与送液端口之间。

在下表中示出对比现有技术的水质分析仪和本发明的水质分析仪(即，借助旋转清扫残余物的布局)对于测量结果的影响情况。

表2：现有技术的多通切换阀与本发明的多通切换阀的排布方式对测试结果的影响对比

上表数据是采用两种不同的旋转切换阀端口排布方式对“磷对硅测试结果的影响”。以20ug/L硅为标液，添加30mg/L的磷，在相同测试条件下对硅进行测试。结果明显显示采用本发明的旋转切换阀端口排布方式，可以准确测出测量样品中硅的浓度(误差小于10％)，而采用常规方式硅的测试结果误差近1000％。

上述各个工作步骤可反复进行多次，以不断实现水质的在线监测，各个工作步骤的次序根据实际要求可以或者不可以进行交换，但持续时间可根据具体需求来进行调整。

本发明中所述的具体实施例仅为较佳的实施方式，并不意在限制由下述权利要求书所限定的保护范围。本领域技术人员可根据本发明中所述的内容作等效变化与改型，这些都落入本发明的保护范围。