专利名称：酸碱液自动滴定系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及化学分析与自动化领域，具体涉及一种酸碱液自动滴定系统。
背景技术：
在试验分析或工程应用过程中，经常需要通过滴定酸碱液到待测溶液中，来对溶 液进行测定。现有技术中一般采用手工滴定的方法，人为监测滴定过程，往往滴定过程控制 不准确，造成测定结果误差大，并且效率不高，难以实现实时监测。
发明内容
针对现有技术中手工滴定效率不高、误差大等问题，本发明提供一种酸碱液自动 滴定系统。根据本发明的一个方面，本发明提供了一种酸碱液自动滴定系统，该酸碱液自动 滴定系统包括测量杯，用于盛装待测溶液；酸碱度检测装置，放置在所述测量杯中以检测待测溶液的酸碱度，并具有信号输 出端以输出代表检测到的酸碱度的酸碱度信号；酸碱液滴定杯，具有滴定管路，用于向测量杯中滴定酸碱液；滴定控制阀，连接在所述滴定管路上，并具有控制端；控制器，与所述酸碱度检测装置的信号输出端和滴定控制阀的控制端电连接，用 于开启滴定控制阀并当接收到的来自酸碱度检测装置的酸碱度信号表明到达滴定终点时 关闭滴定控制阀。通过使用本发明提供的酸碱液自动滴定系统通过设置了酸碱度检测装置，从而能 够由控制器实时监控待测溶液的酸碱度并进而控制酸碱液的滴定，实现酸碱液的自动滴 定，大大节省了人力，并且能够保证滴定的准确性、方便了工作人员进行进一步分析应用。
图1为根据本发明提供的酸碱液自动滴定系统的示意图；图2为根据本发明的一种优选实施方式提供的酸碱液滴定系统的示意图；图3为根据本发明提供的酸碱液滴定杯的示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步的说明。如图1所示，本发明提供的酸碱液自动滴定系统100包括测量杯1，用于盛装待 测溶液；酸碱度检测装置2，放置在所述测量杯1中以检测待测溶液的酸碱度，并具有信号 输出端以输出代表检测到的酸碱度的酸碱度信号；酸碱液滴定杯3，具有滴定管路12，用于 向测量杯1中滴定酸碱液；滴定控制阀4，连接在所述滴定管路12上，并具有控制端；控制
3器5，与所述酸碱度检测装置2的信号输出端和滴定控制阀4的控制端电连接，用于开启滴 定控制阀4并当接收到的来自酸碱度检测装置2的酸碱度信号表明到达滴定终点时关闭滴 定控制阀4。其中所述测量杯1可以常规用来盛装待测溶液的容器，可以是封闭的，也可以是 不封闭的，容积可以根据具体需要来选择。为了将滴定之后的溶液及时排出，如图2所示，该酸碱液自动滴定系统100还可以 包括排废槽10，位于所述测量杯1的下方，并且所述测量杯1还具有排废管路13，连接在测 量杯1的底部，用于将滴定之后的溶液排到排废槽10中。为了控制排废过程，该酸碱液自 动滴定系统100还可以包括电磁阀8，该电磁阀8设置在排废管路13中，并且该电磁阀8具 有控制端，控制端与所述控制器5电连接，当滴定完成之后(即控制器5关闭滴定控制阀4 之后)，控制器5打开该电磁阀8，使得测量杯1中的溶液流出。如图2所示，优选地，该酸碱液滴定系统100还可以包括从测量杯1底部插入的虹 吸管7，用于将测量杯1中的待测液体虹吸至预定高度，从而达到定位的目的，以免待测液 体太多需要浪费过多的滴定酸碱液并且便于进行精确测量。其中该虹吸管7位于测量杯1 内的一端为一弯管。虹吸管7位于测量杯1内的管口可以高于测量杯1底部，其中该虹吸 管1位于测量杯1内的管口距离测量杯1底部的高度可以根据具体需要来设置，例如可以 根据测量杯1中待测液体的体积、测量杯1的体积等进行设置，举例来说，可以将该管口距 测量杯1底部的高度设置为4. 0-4. 5cm。虹吸管7位于测量杯1内的管口距测量杯1底部 的高度即为测量杯1内待测液体的预定高度。虹吸管7的另一管口可以插入到位于测量杯 1下方的排废槽10中，从而吸出的溶液可以流入到该排废槽10中。如图2所示，为了使得待测液体与滴定的酸碱液充分反应，优选地，所述酸碱液滴 定系统100还可以包括位于测量杯1内底部的搅拌装置6，用于搅拌待测溶液，例如所述搅 拌装置6可以为磁力搅拌器。所述酸碱度检测装置2可以用于测量所述测量杯1中的溶液的酸碱度，并将酸碱 度信号传送给所述控制器5，例如可以为现有技术中常规的酸度计、酸度传感器、酸度分析 仪、酸度测量仪等等，优选为酸度计电极，所述酸碱度信号可以是PH值等信号。所述酸碱液滴定杯3用于滴定酸碱液到测量杯1中的待测溶液中。如图3所示， 本发明还提供一种能够酸碱液体积恒定的酸碱液滴定杯3。因为由于滴定过程中酸碱液滴 定杯中的酸碱液体积会不断发生变化，使得滴出的酸碱液流量不稳定，从而给分析结果带 来较大误差，所以如果酸碱液体积恒定则使得酸碱液流量稳定。其中，所述酸液滴定杯3包括滴定杯杯体20、加药管路22、滴定管路12和恒定液 位控制部，所述滴定杯杯体20具有加药口 21，滴定管路12连接到滴定杯杯体20下方，所述 恒定液位控制部包括位于加药口 21内的通管23和位于滴定杯杯体20内部的浮子阀24，所 述加药管路22插入所述通管23的一端，所述通管23位于滴定杯杯体20内部的另一端的 开口形状与浮子阀24配合以使得所述通管23的该端的开口能够被浮子阀24封闭。所述滴定杯杯体20为常规的用于盛装酸碱液的容器，其体积可以根据具体需要 来选择。为了避免滴出酸碱液后杯体内气压小于杯体外的气压使得酸碱液不易流出，可选 地，所述滴定杯杯体20的上表面或侧面可以具有排气孔28，以保持滴定杯杯体20内外气压 相等，使得酸碱液能够顺畅滴出。
所述加药口 21可以位于滴定杯杯体20的上表面，用于放置恒定液位控制部中的 通管23。所述滴定管路12用于将酸碱液滴定到待测溶液中。其中当待测溶液为酸性时，滴 定杯杯体20中的溶液可以为碱性的；反之，当待测溶液为碱性时，滴定杯杯体20中的溶液 可以为酸性的。所述恒定液位控制部主要包括两部分，通管23和浮子阀24。所述浮子阀24可以 各种浮子阀，优选地，为了使得对液位的控制更加精确，所述浮子阀24可以为针形浮子阀。 如图3所示，所述浮子阀24包括浮子25、限位环26和重力平衡块27，限位环26与所述通 管23位于滴定杯杯体20内的一端连接，浮子25 —端为圆锥形，另一端穿过所述限位环26 连接到所述重力平衡块27。其中限位环26使得浮子25在通管23与限位环26之间浮动， 重力平衡块27使得浮子25保持竖直，控制所述浮子25保持平衡，以利于酸碱液均勻地滴 出ο通管23位于滴定杯杯体20内的一端的开口形状与浮子25的形状相配合，如图 2所示，浮子25的形状为圆锥形，则通管23的开口为圆锥斜面。通管23的长度与恒定液 位的高度设置有关，例如，通常可以将通管23位于滴定杯杯体20内的一端的长度设置成 2. 0-3. 0cm。当使用本发明提供的这种酸碱液滴定杯3时，可以将加药管路22与装有酸碱液的 加药容器11 (见图2)连接，加药容器11可以是常规的加药装置、加药桶、加药泵、酸碱液储
蓄合等等
E0 ΠΤΓο本发明提供的这种酸碱液滴定杯3当滴定杯杯体20中的液位下降时，浮子阀24 中的浮子25会随着液位下降，此时浮子25与通管23之间具有空隙，使得加药容器11中的 酸碱液通过加药管路22注入滴定杯杯体20中。而当酸碱液液位上升时，浮子25随之上升， 从而可以封闭通管23下部的开口，酸碱液就不能流入到滴定杯杯体20中，从而可以保持酸 碱液的液位恒定，使得酸碱液能够均勻地滴出。所述滴定控制阀4位于滴定通路12上，可以为电磁阀，由控制器5控制其开启和 关闭。下面描述控制器5的工作过程。所述控制器5中设定有滴定终点(如PH = 7)，首 先控制器5控制滴定控制阀4开启，以开始酸碱滴定，并且接收酸碱度检测装置2实时检测 到的待测溶液的酸碱度。当接收到代表待测溶液的酸碱度的酸碱度信号时，根据该信号确 定待测溶液的酸碱度，并将该酸碱度与滴定终点比较，直到接收到的酸碱度信号所表明的 酸碱度与滴定终点相同时，控制滴定控制阀4关闭。优选情况下，当该系统100还具有上述 优选的电磁阀8的情况下，控制器5进而打开电磁阀8以排出滴定后的溶液。另外，为了测算滴定过程中所滴入的酸碱液的量，优选情况下，当控制器5打开滴 定控制阀4时还同时计时，并当关闭滴定控制阀4时停止计时，由于酸碱液滴定杯3的滴定 速度是固定的，所以控制器5可以根据所计时间来计算滴入的酸碱液量。所述控制器5可以通过集成电路、DSP、单片机、PLC等实现。通过使用本发明提供的酸碱液自动滴定系统，实现实时对酸碱液滴定进行控制， 大大节省了人力，并且能够保证滴定的准确性、方便了工作人员进行进一步分析应用。本发 明可以广泛地应用于化学分析领域，一种典型应用是针对电力、石油化工、冶金等领域工业用水的水质稳定性进行监测，将工业用水装入测量杯1中，根据本发明提供的酸碱液滴定 系统测量酸碱液滴定过程中工业用水的酸度变化，进而分析工业用水的稳定性。
权利要求
一种酸碱液自动滴定系统(100)，所述酸碱液自动滴定系统(100)包括测量杯(1)，用于盛装待测溶液；酸碱度检测装置(2)，放置在所述测量杯(1)中以检测待测溶液的酸碱度，并具有信号输出端以输出代表检测到的酸碱度的酸碱度信号；酸碱液滴定杯(3)，具有滴定管路(12)，用于向测量杯(1)中滴定酸碱液；滴定控制阀(4)，连接在所述滴定管路(12)上，并具有控制端；控制器(5)，与所述酸碱度检测装置(2)的信号输出端和滴定控制阀(4)的控制端电连接，用于开启滴定控制阀(4)并当接收到的来自酸碱度检测装置(2)的酸碱度信号表明到达滴定终点时关闭滴定控制阀(4)。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述酸碱液自动滴定系统(100)还包括排废槽 (10)，位于所述测量杯(1)的下方，并且所述测量杯(1)还具有排废管路(13)，用于将滴定 之后的溶液排到排废槽(10)中。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述酸碱液自动滴定系统(100)还包括电磁阀 (8)，该电磁阀(8)设置在排废管路(13)中，并且该电磁阀(8)具有控制端，该控制端与所 述控制器(5)电连接，当所述控制器(5)关闭滴定控制阀⑷之后，控制器(5)开启该电磁 阀(8)。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述酸碱液滴定系统(100)还包括从测量杯(1) 底部插入的虹吸管(7)。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述虹吸管(7)位于测量杯(1)内的管口高于测 量杯⑴底部。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述酸碱液滴定系统(100)还包括位于测量杯 (1)内底部的搅拌装置(6)。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述酸碱度检测装置(2)为酸度计电极。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述酸液滴定杯(3)包括滴定杯杯体(20)、加药 管路(22)、滴定管路(12)和恒定液位控制部，所述滴定杯杯体(20)具有加药口(21)，滴定 管路(12)连接到滴定杯杯体(20)下方，所述恒定液位控制部包括位于加药口(21)内的通 管(23)和位于滴定杯杯体(20)内部的浮子阀(24)，所述加药管路(22)插入所述通管(23) 的一端，所述通管(23)位于滴定杯杯体(20)内部的另一端的开口形状与浮子阀(24)配合 以使得所述通管(23)的该端的开口能够被浮子阀(24)封闭。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述浮子阀(24)为针形浮子阀。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述浮子阀(24)包括浮子(25)、限位环(26) 和重力平衡块(27)，限位环(26)与所述通管(23)位于滴定杯杯体(20)内的一端连接，浮 子(25) —端为圆锥形，另一端穿过所述限位环(26)连接到所述重力平衡块(27)。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，当控制器(5)开启滴定控制阀(4)时还同时计 时，并当关闭滴定控制阀(4)时停止计时，控制器(5)根据所计时间来计算滴入的酸碱液 量。
全文摘要
本发明提供一种酸碱液自动滴定系统，所述酸碱液自动滴定系统包括测量杯(1)，用于盛装待测溶液；酸碱度检测装置(2)，放置在所述测量杯(1)中以检测待测溶液的酸碱度，并具有信号输出端以输出代表检测到的酸碱度的酸碱度信号；酸碱液滴定杯(3)，具有滴定管路(12)，用于向测量杯(1)中滴定酸碱液；滴定控制阀(4)，连接在滴定管路(12)上，并具有控制端；控制器(5)，与酸碱度检测装置(2)的信号输出端和滴定控制阀(4)的控制端电连接，用于开启滴定控制阀(4)并当接收到的来自酸碱度检测装置(2)的酸碱度信号表明到达滴定终点时关闭滴定控制阀(4)。本发明实现了酸碱液自动滴定，大大节省了人力。
文档编号G01N35/10GK101975865SQ201010508698
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者张广文 申请人:中国神华能源股份有限公司;北京国华电力有限责任公司;神华国华(北京)电力研究院有限公司;东北电力大学