一种滤水时间测定方法与流程

一种滤水时间测定方法
1.本发明涉及化学分析滤纸相关技术领域，尤其是指一种滤水时间测定方法。


背景技术：

2.在化学成分分析领域涉及到很多过滤操作。其目的是将溶液中的不溶物与溶液分离，以得到不溶物和固定浓度的溶液或无需固定浓度的溶液。其中过滤，是指过滤所涉及的滤纸、漏斗和承接容器，滤纸是一种具有良好过滤性能的纸，纸质疏松，对液体有强烈的吸收性能。分析实验室常用滤纸作为过滤介质，使溶液与固体分离。滤纸一般可分为定性及定量两种。在分析化学的应用中，当无机化合物经过过滤分隔出沉淀物后，收集在滤纸上的残余物，可用作计算实验过程中的流失率。定性滤纸经过过滤后有较多的棉质纤维生成，因此只适用于作定性分析；定量滤纸，特别是无灰级的滤纸经过特别的处理程序，能够较有效地抵抗化学反应，因此所生成的杂质较少，可用作定量分析。
3.由于沉淀物中存在着颗粒直径与滤纸孔径相近或更小的颗粒，因此，比滤纸孔径更小的颗粒会穿滤，过滤后期的过滤速度往往会降低，有时还会完全堵塞滤纸的滤孔。故上述方法存在的技术缺陷在于：1、准备漏斗、漏斗架、折叠和布置滤纸，操作复杂；2、使用漏斗和折叠滤纸会增加污染；3、滤纸堵塞降低分析效率；4、穿滤造成沉淀损失。
4.中国专利公开号：cn110478979a，公开日2019年11月02日，公开的一种化学分析用过滤方法。其技术方案是：在u型管内用脱脂棉蓬松地填充满，即得过滤管；所述u型管的内径d＝3～5mm和长度l＝150～200mm。再用待滤水溶液或蒸馏水将所述过滤管内填充的脱脂棉完全润湿。然后将所述过滤管的一端放入承接滤液的容器内，另一端插入装有待滤水溶液的容器底部；装有待滤水溶液的容器底部的高度大于承接滤液的容器最终液面的高度。最后待滤水溶液过滤完毕，分别得到过滤液和沉淀物。
5.一般的测试滤纸质量的方法所采用的装置，包括量筒、烧杯、秒表和温度计，结构简陋且只能逐个测定试样滤纸，读取烧杯上的水位线，通过秒表测定经过滤纸上的水到达规定水位线的时间，增加工作时间，降低工作效率。
6.上述方案操作简单、污染小、无滤纸堵塞和无沉淀穿滤，不足之处在于仍未解决测定滤纸质量的方法增加工作时间，降低工作效率的问题。
7.综上所述，需要研发一种新的方案来解决上述问题。


技术实现要素：

8.本发明是为了克服现有技术中滤纸测试方法降低工作效率的不足，提供了一种提高工作效率的滤水时间测定方法。
9.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种滤水时间测定方法，通过滤水时间测定装置和夹取浸润装置进行测定，包括以下步骤：步骤一：将试样滤纸对折后再对折，折成纸锥，纸锥的一半为三层，另一半为一层，三层与一层交汇处形成分散边和一体边，电动升降杆下降，使得夹取定位结构与漏斗组件
处于同一水平高度，电动推杆工作将夹取定位结构移动至玻璃漏斗所在位置处，电动抓夹夹取纸锥的分散边，然后将纸锥放入外部容器玻璃漏斗中，转盘转动，将定位杆转至纸锥上方，摄像头观测确定纸锥的位置后，将定位杆置于纸锥分散边的顶部，并与纸锥贴合，用水润湿纸锥，然后将定位杆竖直伸入纸锥的底部，定位杆与纸锥的分散边贴紧，使纸锥分散边的两侧贴合的更好，纸锥润湿完毕后，控制电动抓夹从玻璃漏斗中取出纸锥；步骤二：转动座转动，使得夹取定位结构转动至滤水时间测定装置处，电动升降杆、转轴、电动推杆和电动抓夹的配合，将纸锥悬搁在固定环上的通孔内，水从通孔流入试管中；步骤三：初始滤出的水至第一传感器所在位置处，倒入25ml温度为23℃
±
2℃的水，水位达到第二传感器所在位置处后装置会自动计时，水位达到第三传感器所在位置处会自动停止计时；步骤四：利用外部控制器或人工从显示屏上面摘录下测试结果，人工点击排水的控制按钮，电控阀门开启，橡胶管松开，试管内的水排放滴定箱内，水位恢复至第一传感器所在位置处，人工点击复位的控制按钮，此时即可开始下一轮测试。
10.步骤一中，折叠滤纸的方法多种，一般用四折法，要点是使折叠好的滤纸能与漏斗内壁吻合，折叠时，手要干净，折叠成的滤纸锥度要与所使用的漏斗锥度相符，折叠成纸锥的滤纸，一个半为三层，另一个半为一层，三层与一层交汇处形成分散边和一体边，电动抓夹夹取的纸锥的分散边，这样的夹取方式避免纸锥的散开，定位杆同样定位在此处，纸锥润湿后，定位杆向纸锥底部伸入，且定位杆轻轻按压分散边，便于纸锥的贴合；步骤二中，控制步骤一的夹取组件，转动座转动，使得夹取定位结构转动至滤水时间测定装置处，进而将纸锥放置在滤水时间测定装置上的固定环内；步骤三中，采用的试剂为去离子水（或蒸馏水），温度为23℃
±
2℃并保持新鲜，如温度达不到23℃
±
2℃，则滤水时间按照实际所需进行加、减秒数，第一传感器、第二传感器和第三传感器的设置，取代传统的人工读取刻度和计时，由传感器进行实时刻度读取计时，提高工作效率；步骤四中，电控阀门取代传统夹子，排水的控制按钮控制电控阀门，电控阀门开启时橡胶管松开，试管内的水向下排放，电控阀门关闭时橡胶管被夹紧，试管内的水不流动，试验完毕后人工点击复位的控制按钮，实现复位，增加使用便捷性，试验中的采用试剂用量和试剂温度均采用国家标准规定，这样的设计达到了提高工作效率的目的。
11.作为优选，在步骤三中的第一传感器、第二传感器和第三传感器均通过传感器本体将水位到达时间的信息传输至显示屏上，从显示屏上摘录测试结果后进行计算，以若干个试样纸锥滤水时间的平均值表示结果。显示屏与传感器配合，实时记录水位信息和时间，采取人工读取或让显示屏与外部控制器连接读取均可，大大降低人工直接计时读数产生的误差，为实验结果提供准确性。
12.作为优选，所述夹取浸润装置包括夹取组件和漏斗组件，所述夹取组件包括固定座和机械手，所述机械手包括转动座、电动升降杆、固定块、电动推杆和夹取定位结构，所述转动座安装在固定座上，所述电动升降杆的一端与转动座连接，所述电动升降杆的另一端与固定块连接，所述电动升降杆与固定块连接处安装有转轴，所述电动推杆与固定块远离转轴的一端连接，所述夹取定位结构安装在电动推杆远离固定块的一端，所述漏斗组件包括漏斗支架和玻璃漏斗，所述玻璃漏斗安装在漏斗支架上，所述夹取定位结构与玻璃漏斗
对接。电动升降杆工作，使得夹取定位结构与漏斗组件处于同一水平高度，电动推杆工作将夹取定位结构处于玻璃漏斗所在位置处，电动抓夹夹取纸锥的三层与一层之间的交汇处，然后将纸锥放入外部容器玻璃漏斗中，转盘转动，将定位杆转至纸锥上方，固定座用于整体夹取组件的固定和安装，转动座用于夹取组件的转动，转动座可以进行360
°
转动，电动升降杆用于夹取组件的升降工作，便于控制夹取定位结构与漏斗组件之间的高度，转轴用于电动推杆和夹取定位结构的转动，转轴控制电动推杆和夹取定位结构进行90
°
的转动，便于电动推杆的弯折，电动推杆用于控制夹取定位结构在水平方向的移动。
13.作为优选，所述夹取定位结构包括转盘、电动抓夹和定位杆，所述电动抓夹和定位杆均安装在转盘上，所述定位杆远离转盘的一端安装有摄像头，所述转动座、电动升降杆、转轴、电动推杆、转盘、电动抓夹和摄像头均与外部控制器电连接。转盘转动控制电动抓夹和定位杆位置的互换，便于电动抓夹夹取纸锥，摄像头工作确定纸锥的分散边，定位杆用于固定分散边，增加滤纸的贴合度，便于后续的测定，转动座、电动升降杆、转轴、电动推杆、转盘、电动抓夹和摄像头均与外部控制器电连接，增加测定的便捷性，提高整体工作效率。
14.作为优选，所述滤水时间测定装置包括安装支架、试管、滴定箱、传感器组件、接线盒、显示屏和若干个纸锥，所述安装支架的底端安装在滴定箱的上端面，所述试管包含若干个，若干个试管均匀间隔布置在安装支架上，所述试管与安装支架的前侧连接，所述纸锥和传感器组件均与试管的数量相匹配，所述传感器组件设置在安装支架与试管之间且与试管连接，所述安装支架上安装有若干个固定环，所述固定环设置在试管的上方，所述固定环上设有通孔，所述纸锥置于通孔上，所述接线盒布置在安装支架的后侧且与滴定箱连接，所述显示屏安装在安装支架的旁侧，所述显示屏上安装有若干控制按钮，所述控制按钮分别与传感器组件和接线盒电连接。将安装架与滴定箱进行安装，将若干个试管均匀间隔安装在安装支架上，将传感器组件置于安装架和试管之间，传感器组件与试管连接，将接线盒安装在滴定箱上，显示屏安装在安装支架的旁侧，将试验滤纸折成纸锥，湿润试样滤纸后，置于固定环的通孔上，水流入到试管内，由于安装架上安装了多个试管，因此滴定箱取代传统烧杯，用于收集足够多的液体，省略倒水时间，缩短非必要试验时间，其中固定环用于试验滤纸的放置，传感器组件用于感应试验过程中水位到达规定目标位置的时间，并将时间信息传递至显示屏上，取代传统的秒表和肉眼观察水位产生的误差，增加试验的严谨性，降低试验误差，并且可以同时测定多个试样滤纸，提高工作效率。
15.作为优选，所述安装支架前侧设有管架一和管架二，所述管架一设置在试管的上端，所述管架二设置在试管的下端，所述管架一的一端与安装支架连接，所述管架一的另一端与试管的上端套接，所述管架二的一端与安装支架连接，所述试管的下端连接有橡胶管，所述管架二的另一端与橡胶管连接，所述橡胶管上安装有电控阀门，所述电控阀门与控制按钮电连接。管架一和管架二便于试管与安装支架的连接，便于试管的稳定，将管架一和管架二与安装支架连接完毕后，将试管与管架一套接，橡胶管与试管连接后，将橡胶管与管架二连接，并将电控阀门与控制按钮电连接，电控阀门用于控制橡胶管的开合与收紧，便于控制试管内液体的流动。
16.作为优选，所述管架一上安装有套管，所述套管的直径大于试管的直径，所述套管套接在试管的外壁上，所述套管内壁的上下两端均连接有环形凸条，所述环形凸条与试管的外壁相接触。套管套接在试管外壁，套管内的环形凸条便于增加与试管连接的紧密性，防
止试管在套管内受重力影响产生下滑，增加连接的稳固性。
17.作为优选，所述传感器组件包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，所述第一传感器、第二传感器和第三传感器均与试管的数量相匹配，所述第一传感器、第二传感器和第三传感器组件从下到上顺次布置在安装支架与试管之间且与试管连接。传感器组件分为第一传感器、第二传感器和第三传感器，每个试管上均连接第一传感器、第二传感器和第三传感器，第一传感器、第二传感器和第三传感器组件从下到上顺次布置，便于实时记录水位到达目标液位的时间。
18.作为优选，所述安装支架的后侧设有若干个与试管匹配的支撑杆，所述第一传感器、第二传感器和第三传感器均包括传感器本体、支撑座和套环，所述支撑座的一端连接有锁紧螺栓，所述支撑座上靠近锁紧螺栓的位置处设有锁紧孔，所述支撑杆置于锁紧孔内，所述锁紧螺栓穿过锁紧孔后与支撑杆连接，所述支撑座的另一端安装有固定座，所述传感器本体的底端与固定座连接，所述套环的一端套接在传感器本体上，所述套环的另一端套设在试管上，所述传感器本体通过套环与试管连接，所述传感器本体上连接有传感线，所述传感线与接线盒连接，所述接线盒内安装有若干个接线端子，所述接线盒上设有若干个通线孔，所述传感线穿过通线孔后与接线端子连接，所述接线端子与控制按钮电连接。支撑杆采用不锈钢材质，支撑座上的锁紧螺栓与支撑杆连接，增加支撑座与支撑杆连接的稳定性，且可以根据实际所需，控制锁紧螺栓调节支撑座的位置，操作简便，将传感器本体安装在固定座上，套环将传感器本体与试管进行连接，防止传感器本体任意晃动，将传感线与接线盒连接，增加结构稳定性，连接便捷性，接线端子配置230个，用于连接各个电控部件，通孔便于线路进入接线盒内，接线盒用于聚拢各种线路，防止线路交叉杂乱。
19.作为优选，所述滴定箱包括安装部和拆卸部，所述拆卸部包括拆卸板一和拆卸板二，所述拆卸板一和拆卸板二上均安装有若干个螺丝，所述拆卸板一通过螺丝与安装部的前端连接，所述拆卸板二通过螺丝与安装部的侧端连接，所述安装部内部安装有集水板，所述集水板的形状为倒梯形，所述安装部的顶面设有若干个与橡胶管匹配的开孔一，所述集水板上设有与开孔一匹配的开孔二，所述开孔一与开孔二连通，所述安装部的底面连接有排水管，所述排水管上连接有集水头，所述集水头穿过安装部的底面后与集水板的底部连接。滴定箱的拆卸板一和拆卸板二用螺丝与安装部连接，便于拆卸与安装，增加使用的灵活性，并且便于后续的维修，试管内的液体通过橡胶管向开孔一的的位置流动，从开孔一流入到安装部内，再通过开孔二向下流动，集水板的形状呈倒梯形，便于液体的集中，从而便于液体流入到集水头上，再通过排水管排出，结构简单，但便于液体的集中处理，节约时间，提高效率。
20.本发明的有益效果是：装置安装方便，结构稳定性好，便于拆卸与维修，试验方法改变传统费时费力的方式，与装置结合，可以高效测试滤纸的质量，这样的设计达到了提高工作效率的目的。
附图说明
21.图1是本发明的工作流程图；图2是滤水时间测定装置和夹取浸润装置的示意图；图3是夹取浸润装置的结构示意图；
图4是纸锥的结构示意图；图5是滤水时间测定装置的侧视图；图6是安装支架的结构示意图；图7是套管的结构示意图；图8是支撑座的结构示意图；图9是支撑座与安装架的连接图；图10是接线盒的正视图；图11是滴定箱的拆分图。
22.图中：1.显示屏，011.控制按钮，2.安装支架，21.固定环，211.通孔，22.管架一，221.套管，222.环形凸条，23.管架二，24.支撑杆，3.试管，31.橡胶管，32.电控阀门，4.第三传感器，41.传感器本体，411.传感线，42.支撑座，421.锁紧螺栓，422.锁紧孔，423.固定座，43.套环，5.第二传感器，6.第一传感器，7.接线盒，71.通线孔，72.接线端子，8.滴定箱，81.集水板，811.开孔二，82.安装部，821.开孔一，83.拆卸板二，84.排水管，85.集水头，86.拆卸板一，87.螺丝，9.纸锥，91.分散边，92.一体边，10.夹取组件，101.固定座，102.转动座，103.电动升降杆，104.转轴，105.固定块，106.电动推杆，107.夹取定位结构，1071.转盘，1072.电动抓夹，1073.定位杆，1074.摄像头， 11.漏斗组件，111.漏斗支架，112.玻璃漏斗。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
24.如图1所示，一种滤水时间测定方法，通过滤水时间测定装置和夹取浸润装置进行测定，包括以下步骤：步骤一：将试样滤纸对折后再对折，折成纸锥9，如图4所示，纸锥9的一半为三层，另一半为一层，三层与一层交汇处形成分散边91和一体边92，如图3所示，电动升降杆103下降，使得夹取定位结构107与漏斗组件11处于同一水平高度，电动推杆106工作将夹取定位结构107移动至玻璃漏斗112所在位置处，电动抓夹1072夹取纸锥9的分散边91，然后将纸锥9放入外部容器玻璃漏斗112中，转盘1071转动，将定位杆1073转至纸锥9上方，摄像头1074观测确定纸锥9的位置后，将定位杆1073置于纸锥9的分散边91的顶部，并与纸锥9的分散边91贴合，用水润湿纸锥9，然后将定位杆1073竖直伸入纸锥9的底部，定位杆1073与纸锥9分散边91贴紧，使纸锥9分散边91的两侧贴合的更好，纸锥9润湿完毕后，控制电动抓夹1072从玻璃漏斗112中取出纸锥9；步骤二：如图2所示，转动座102转动，使得夹取定位结构107转动至滤水时间测定装置处，电动升降杆103、转轴104、电动推杆106和电动抓夹1072的配合，将纸锥9悬搁在固定环21上的通孔211内，水从通孔211流入试管3中，此时电控阀门32处于关闭状态；步骤三：初始滤出的水至第一传感器6所在位置处，倒入25ml温度为23℃
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2℃的水，温度为23℃
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2℃并保持新鲜，如温度达不到23℃
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2℃，则滤水时间按照实际情况进行加、减秒数，水位达到第二传感器5所在位置处后装置会自动计时，水位达到第三传感器4所在位置处会自动停止计时，第一传感器6、第二传感器5和第三传感器4通过接线端子72，自动将时间传输至显示屏1上；步骤四：利用外部控制器或人工从显示屏1上面摘录下测试结果，人工点击排水的
控制按钮011，电控阀门32开启，橡胶管31松开，试管3内的水通过开孔一811排放滴定箱8内，水位恢复至第一传感器6所在位置处，人工点击复位的控制按钮011，此时即可开始下一轮测试；从显示屏1上摘录下测试结果后进行计算，以若干个试样纸锥9滤水时间的平均值表示结果。
25.如图3所示，夹取浸润装置包括夹取组件10和漏斗组件11，夹取组件10包括固定座101和机械手，机械手包括转动座102、电动升降杆103、固定块105、电动推杆106和夹取定位结构107，转动座102安装在固定座101上，电动升降杆103的一端与转动座102连接，电动升降杆103的另一端与固定块105连接，电动升降杆103与固定块105连接处安装有转轴104，电动推杆106与固定块105远离转轴104的一端连接，夹取定位结构107安装在电动推杆106远离固定块105的一端，漏斗组件11包括漏斗支架111和玻璃漏斗112，玻璃漏斗112安装在漏斗支架111上，夹取定位结构107与玻璃漏斗112对接。
26.夹取定位结构107包括转盘1071、电动抓夹1072和定位杆1073，电动抓夹1072和定位杆1073均安装在转盘1071上，定位杆1073远离转盘1071的一端安装有摄像头1074，转动座102、电动升降杆103、转轴104、电动推杆106、转盘1071、电动抓夹1072和摄像头1074均与外部控制器电连接。
27.如图2和图5所示，滤水时间测定装置包括安装支架2、试管3、滴定箱8、传感器组件、接线盒7、显示屏1和纸锥9，安装支架2的底端安装在滴定箱8的上端面，试管3包含若干个，若干个试管3均匀间隔布置在安装支架2上，试管3与安装支架2的前侧连接，纸锥9和传感器组件均与试管3的数量相匹配，传感器组件设置在安装支架2与试管3之间且与试管3连接，如图3所示，安装支架2上安装有若干个固定环21，固定环21设置在试管3的上方，固定环21上设有通孔211，纸锥9置于通孔211上，接线盒7布置在安装支架2的后侧且与滴定箱8连接，显示屏1安装在安装支架2的旁侧，显示屏1上安装有若干控制按钮011，控制按钮011分别与传感器组件和接线盒7电连接。
28.如图6所示，安装支架2前侧设有管架一22和管架二23，管架一22设置在试管3的上端，管架二23设置在试管3的下端，管架一22的一端与安装支架2连接，管架一22的另一端与试管3的上端套接，管架二23的一端与安装支架2连接，试管3的下端连接有橡胶管31，管架二23的另一端与橡胶管31连接，橡胶管31上安装有电控阀门32，电控阀门32与控制按钮011电连接。
29.如图6和图7所示，管架一22上安装有套管221，套管221的直径大于试管3的直径，套管221套接在试管3的外壁上，套管221内壁的上下两端均连接有环形凸条222，环形凸条222与试管3的外壁相接触。
30.传感器组件包括第一传感器6、第二传感器5和第三传感器4，第一传感器6、第二传感器5和第三传感器4均与试管3的数量相匹配，第一传感器6、第二传感器5和第三传感器4组件从下到上顺次布置在安装支架2与试管3之间且与试管3连接。
31.如图8和图9所示，安装支架2的后侧设有若干个与试管3匹配的支撑杆24，第一传感器6、第二传感器5和第三传感器4均包括传感器本体41、支撑座42和套环43，支撑座42的一端连接有锁紧螺栓421，支撑座42上靠近锁紧螺栓421的位置处设有锁紧孔422，支撑杆24置于锁紧孔422内，锁紧螺栓421穿过锁紧孔422后与支撑杆24连接，支撑座42的另一端安装有固定座423，传感器本体41的底端与固定座423连接，套环43的一端套接在传感器本体41
上，套环43的另一端套设在试管3上，传感器本体41通过套环43与试管3连接，传感器本体41上连接有传感线411，传感线411与接线盒7连接。
32.如图5和图10所示，接线盒7内安装有若干个接线端子72，接线盒7上设有若干个通线孔71，传感线411穿过通线孔71后与接线端子72连接，接线端子72与控制按钮011电连接。
33.如图11所示，滴定箱8包括安装部82和拆卸部，拆卸部包括拆卸板一86和拆卸板二83，拆卸板一86和拆卸板二83上均安装有若干个螺丝87，拆卸板一86通过螺丝87与安装部82的前端连接，拆卸板二83通过螺丝87与安装部82的侧端连接。安装部82内部安装有集水板81，集水板81的形状为倒梯形，安装部82的顶面设有若干个与橡胶管31匹配的开孔一821，集水板81上设有与开孔一821匹配的开孔二811，开孔一821与开孔二811连通，安装部82的底面连接有排水管84，排水管84上连接有集水头85，集水头85穿过安装部82的底面后与集水板81的底部连接。