一种自动滴定阀的制作方法

本实用新型涉及一种用于定量输送输送液料的自动滴定阀，属于滴定技术领域。

背景技术：

众所周知，滴定是一种化学实验操作也是一种定量分析的手段，滴定管则是用于量取液态试剂并定量输出液态试剂的装置，滴定管为一细长的管状容器，一端具有活栓开关，其上具有刻度指示量度。在一些气体产生的场合，也可通过滴定输送液体原料，使液体原料按所需比例混合发生化学反应产生所需的气体。

现有的滴定装置一般采用逐滴滴定，分为手动滴定和自动滴定，手动滴定通过手动调节液料输送量，自动滴定则是电动调节。手动滴定操作不便，精度较低。自动滴定操作方便、灵敏度高，精度相对较高，但是目前的自动滴定装置存在结构复杂、体积大等不足，不利于滴定反应的小型化和自动化。

中国专利文献CN105510518A公开的《一种自动连续微流滴定系统》，包括支架、步进电机、传动轴、搅拌桨、滴定池和不透光的滴定池外壳，滴定池位于滴定池外壳内，滴定池底部设有进排液管，进排液管穿过滴定池外壳底部，支架具有不透光的支架座，支架座封盖在滴定池外壳上部形成不透光的腔体，支架座上设有滴定孔，步进电机设于支架上，步进电机的输出轴通过传动轴与搅拌桨连接，搅拌桨穿过支架座使搅拌头悬于滴定池中；还包括精密注射泵、三通阀、连接细管和滴定管，精密注射泵与三通阀的公共端连接，三通阀另外两接口中的一个与通入滴定剂中的连接细管连通，另一个通过连接细管与滴定管上端连通，滴定管插入滴定池中。该系统虽然滴定数据准确可靠，但是结构过于复杂，不适用于小型气体发生设备使用。

技术实现要素：

本实用新型针对现有的液料滴定技术存在的问题，提供一种可实现精确控制的自动滴定阀。

本实用新型的自动滴定阀，采用以下技术方案：

该自动滴定阀，包括控制装置和计数装置；控制装置包括控制盒、传动机构、电机、阀芯套和阀芯，传动机构和电机均安装在控制盒内，传动机构的输入端与电机连接，传动机构的输出端与阀芯连接，阀芯通过螺纹连接在阀芯套内，阀芯套连接在控制盒的底部；计数装置包括下壳和滴数传感器，滴数传感器安装在下壳内，下壳连接在阀芯套上，下壳的底部设置有出液口；滴数传感器和电机均与控制电路连接。

所述传动机构采用齿轮传动机构。

所述阀芯的底部呈锥形，阀芯套的底部设置有与阀芯底部配合的锥形出液腔。

所述控制电路，包括按键操作电路、电源电路、电机驱动电路、传感器输入电路、传感器接口电路和微处理器，按键操作电路、电源电路、电机驱动电路和传感器接口电路均与微处理器连接，滴数传感器与传感器输入电路连接，传感器输入电路与传感器接口电路连接，电机与电机驱动电路连接。

所述微处理器上通过屏显电路连接有显示屏。

通过按键操作电路设定好液滴数(滴/分钟)后，按下开关键，滴定阀可全自动工作。原料液由进料口进入阀芯套内，沿阀芯套内壁与阀芯之间间隙下行，滴在滴数传感器上，滴数输入微处理器，与设定值比较，自动驱动电机转动，通过传动机构带动阀芯转动并上下移动，改变阀芯套内壁与阀芯之间的间隙大小，改变落下的液体滴数，使实际滴数与设定值一致。

本实用新型通过传动机构和螺旋移动实现了阀芯的微调，通过微控制器精确控制所需液滴数，实现了所需料液的自动精确、安全可靠地输送。

附图说明

图1是本实用新型自动滴定阀的结构示意图。

图2是图1中A-A剖视图。

图3是图1中B-B剖视图。

图4是按键操作电路的原理示意图。

图5是电源电路的原理示意图。

图6是电机驱动电路的原理示意图。

图7是液滴传感器输入电路的原理示意图。

图8是屏显电路的原理示意图。

图9是传感器接口电路的原理示意图，

图10是微处理器的原理示意图

其中：1、控制盒，2、阀芯套，3、下壳，4、进料口，5、锁母，6、固定件，7、传动机构，8、阀芯，9、滴数传感器，10、出液口，11、电机，12、控制电路，13、按键操作电路，14、电源电路，15、电机驱动电路，16、传感器输入电路，17、屏显电路，18、传感器接口电路，19、微处理器。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本实用新型的自动滴定阀主要包括控制装置和计数装置。

控制装置包括控制盒1、传动机构7、电机11、阀芯套2和阀芯8，传动机构7和电机11均安装在控制盒1内，传动机构7的输入端与电机11连接，传动机构7的输出端与阀芯3固定连接，阀芯3转动的同时需要上下移动，以改变其下端与阀芯套2之间的间隙大小，传动机构7的输出端可以上下滑动。电机11采用步进电机，传动机构8采用齿轮传动机构，图3中设置有两级齿轮传动机构，第二级传动的被动齿轮与主动齿轮啮合的同时可与阀芯3一起上下移动。

阀芯8通过螺纹连接在阀芯套2内，阀芯套2连接在控制盒1的底部。阀芯8的底部呈锥形，阀芯套2的底部设置有与阀芯8底部配合的锥形出液腔。

电机11通过传动机构7带动阀芯8转动，由于阀芯8通过螺纹连接在阀芯套2，阀芯套2是固定的，所以阀芯8在转动的同时会上下移动，阀芯8与阀芯套2底部之间的缝隙大小就会改变，从而改变落下的液体滴数。

计数装置包括下壳3和滴数传感器9，滴数传感器9通过固定件6安装在下壳6内。下壳3通过锁母5连接在阀芯套2的底部，下壳3的底部设置有出液口10。滴数传感器9和电动机11均与控制电路12连接。

控制电路12包括按键操作电路13、电源电路14、电机驱动电路15、传感器输入电路16、屏显电路17、传感器接口电路18和微处理器19。按键操作电路13、电源电路14、电机驱动电路15、传感器输入电路16均与微处理器19连接，屏显电路17、滴数传感器9与传感器输入电路16连接，传感器输入电路16与传感器接口电路18连接，电机11与电机驱动电路15连接。

按键操作电路13，如图4所示，操作非常简单，通过液滴设定键+S2或液滴设定键-S3设定好液滴数/分钟后，按下开关键S1，滴定阀可全自动工作。

电源电路14，如图5所示，主要由2576S DC-DC精密转换模块输出5V电压，并且由D1D2组成防反接电路及VR1过流保护电路，使电路安全可靠。

电机驱动电路15，如图6所示，由UL2003模块组成。

传感器输入电路16，如图7所示，滴数传感器9通过J4接入由LMV358组成的灵敏度调节电路，再通过传感器接口电路18把信号送入微处理器19。

本实用新型中还设置有显示屏，该显示屏通过如图8所示的屏显电路17与微处理器19连接，用SPI串行通讯方式与微处理器19通讯。设定的液滴数和实际液滴数可由显示屏显示。

传感器接口电路18，如图9所示，K1和K2与步进电机的正转和反转两个极限开关连接，J6与滴数传感器9的传感器输入电路16连接。J2是与上位机通讯的串行接口，可以很方便通过上位机用modbus协议进行控制和操作。J3是与级联下一个本机通讯的串行接口，可以方便级联N个模块。

微处理器19，如图10所示，采用性价比高的STC15W4K系列高性能芯片。

通过按键操作电路13中的液滴设定键+S2或-S3设定好液滴数(滴/分钟)后，按下开关键S1，滴定阀可全自动工作。原料液由进料口4进入阀芯套2内，沿阀芯套2内壁与阀芯8之间间隙下行，滴在滴数传感器9上，滴数传感器9的两个电极导通，每下落一滴导通一次，滴数就会通过传感器输入电路16传至微处理器19，与设定值比较，通过PID算法自动驱动步进电机11转动，通过传动机构7带动阀芯8转动并上下移动，改变落下的液体滴数，使实际滴数与设定值一致。精确控制所需液滴的液滴数。