[发明专利]浊度自动滴定仪

说明书

本发明是一种电子测量分析仪器，用于炭黑比表面积等的测定。

炭黑比表面积的测定，仪器法中采用的是ISO推荐的ATMAST自动滴定仪，它由盛液器、恒速计量泵、光电转换单元（包括前置放大器、差分器、比较器、定时计数器、电动开关）等构成。其不足之处是只有一种滴定速度，光电池产生的讯号灵敏度差，仪器不能直接显示测定结果。用国家标准“GB3780.5-83”规定的手工法测定误差就更大。

本发明的目的是提供有三种滴定速度，直接用数码管显示测定结果，灵敏度和测试精度更高的浊度自动滴定仪。

图1是自动滴定仪结构原理框图。自动滴定仪由光电转换单元、控制单元、搅拌单元、数字计量单元、电源系统构成。

1.光电转换单元由光源（1）、透镜组（2）、滴定杯（3）、光电转换器（4）组成。完成光信号随浊度变化的电讯号之间的转换，为滴定终点的判定向控制电路提供讯号，光源（1）发出的光经第一块透镜形成与滴定杯（3）垂直的平行光束。再经第二块透镜会聚后照在光电转换器（4）上。根据滴定分析判定的要求（如判定颜色或浊度变化状态）和被测物质分析的技术指标，光电转换中各部分可作相应的选择。用于炭黑分析时，光源（1）用DC6V/3W灯泡，透镜组（2）采用二块放大率为10的凸透镜且置于滴定杯（3）两侧，滴定杯（3）为30～200ml的方形石英玻璃杯，光电转换器为接收光角大于15度的光敏三极管。

2.控制单元由控制器（5）（包括图4中的BG₁、BG₂、IC1、IC2、IC3、BG₃、BG₄、J₁、J₂、Jd、Js）和操作键（6）（包括图5中的“电源”、“吸液”、“滴定”、“停止”、“速度选择开关”）组成。实现自动滴定仪的手控、自控。

3.搅拌单元由图1中的电机（7）（即图4中的电机M2）、搅拌器（8）、搅拌子（9）组成。实现滴定杯（3）中的被测溶液与滴定液均匀反应。

4.数字计量单元由图1的计量泵（10）、脉冲形成电路（11）、计数显示器（12）和操作键（6）组成。实现对滴定液进行自动计量。

图2是计量泵结构示意图。

计量泵采用可逆电机（15）（即图4中的电机M1）使其具有正、反转的功能。变速器（16）是根据不同速比设计的增（减）速齿轮组，拨叉（24）起换向作用，将图5中的“速度选择”开关搬向“快速”位置，则拨叉（24）向下，计量泵柱塞（18）以大于20ml/分的速度向上（或向下）运行，将图5中“速度选择”开关般向“恒速”位置，则拨叉（24）向上，计量泵柱塞，（18）以4ml/分速度向上（或向下）运行。图2中螺杆付（17）、柱塞（18）决定泵的计量精度。倍频器（19）是齿、槽均分的透光盘，自动滴定仪用于炭黑分析时，倍频器（19）按1∶100的比例设计。组合密封环（21）使柱塞（18）在泵缸（22）内上下运动时起密封作用。三通旋塞（23）决定滴定液吸入（或推出）泵缸（22），将其右旋时滴定液从图1的盛液器（13）吸入泵缸（22）内，左旋则将泵缸（22）内滴定液推出。螺杆付（17）上的丝杆与高精度的柱塞（18）、组合密封环（21）和三通旋塞（23）确保计量泵的计量精度为±0.01ml。上、下限位开关（25）、（26）决定柱塞（18）在泵缸（22）内的行程。当柱塞（18）上升（或下降）至泵缸（22）顶部（或底部）时，上、下限位开关（25）、（26）均切断可逆电机（15）的电源而使柱塞（18）停止。

计量泵工作时，图2中的倍频器（19）与之同步转动，其齿、槽以快速（或恒速、慢速）交替通过图2中的光电传感器（20），使图4中BK内的红外发光二极管发出的红外光以与倍频器（19）相同的速度被切割，BK的接收端获得占空比为1的脉冲讯号，经图3中的脉冲形成电路（11）整形后，产生计数脉冲CP输入到图3所示的计数器（27），经过寄存器（28）、译码驱动器（29），在数码管（30）上显示。图3是自动滴定仪计数显示框图。

5.电源系统，图1中的电源（14）采用图4中所示的集成三端稳压器W317组成直流稳压电源，输出独立的三路直流电源V1、V2、V3。

图4是自动滴定仪电原理图。

本发明的工作原理是：

一、测量准备

1.开机，仪器处于预热状态

按下“电源”键，触点1-2接通～220V，触点4-5接通，“电源”指示灯亮，稳压电源输出三路电源V1、V2、V3。

2.吸液