专利名称：新型数字酸度计的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电化学测量仪器中的氢离子浓度计。具体地说涉及一种用于测量水溶液的氢离子浓度和电极的电位及温度的仪器。简称数字酸度计。
在已有技术中，一般酸度计的温度补偿采用可变电阻器以手调补偿。温度值的刻度分布在一个270度的园周线上，最小刻度1℃－5℃，精度较差。在自动温度补偿电路中，由于电极的温度零补偿点即电极的零电位，一般为pH7不能直接用电压的变量作为温度补偿，只能采用电阻的变量补偿。温度补偿量较难用数字形式调节显示，一般用热敏电阻作为温度补偿，但热敏电阻的非线性误差很大，稳定性也差，采用铂电阻作为温度补偿精度差。采用电脑技术设计的酸度计，它的温度自动补偿电路，采用线性测温元件，用电压作为温度补偿系数，酸度计将测量的pH值乘以电压温度补偿系数，通过电脑计算，求得精确的测量数据。电脑酸度计性能优良，但结构复杂，成本高，维修也困难。搅拌器作为酸度计的配套件和酸度计同时使用，按放在酸度计近旁，造成高阻pH玻璃电极的连接线增长，影响测量数据的稳定性。放置仪器的工作面积也大，相互间的连线也多，看上去比较杂乱，搅拌器也无定时装置，影响测量精度。
本实用新型的目的是提供一种高精度使用简便和性能较稳定的新型数字酸度计，能从BCD码输出供打印机用，能测量温度和各种电极及离子的电位。主要能自动温度补偿，快速高精度的测量溶液的pH值，并能作为搅拌器使用，配制缓冲液和标准溶液尤为正确方便。
自动温度补偿，采用PN结型温度传感器的数字温度计电路，将温度的电压变量通过，符合能斯特(Nernst)公式要求的较准网络，将电压变量作为数字电压表的参比基准电压，实现电极的电位温度补偿再将数字电压表的数字部份运算，以符合pH量程，在零电位和负数时，用数字加法逻辑电路加电极零电位的pH值，电位为正数时用数字减法逻辑电路减电极零电位的pH值。通过这种简便的数字逻辑加减运算，即能实现符合能斯特(Nernst)公式的要求，显示温度已补偿的pH标准数值。手动调节温度补偿是通过一个电位器改变数字温度计的输入电压，由数字显示能高精度的以数字形式显示补偿的温度值，选用PN结型线性电压式温度传感器，作为测温元件，以确保使用寿命。
采用小型直流电机作为搅拌器的动力，配以电子电路调速和调时，整个搅拌系统装入数字式酸度计的机箱内，结构紧密，仪器的工作面积较小，无杂乱的连接线，能定锁住测量数据，提高酸度计的稳定性，能长期保持新型数字式酸度计的应有的优良精度。
作为本实用新型进一步的推广，可以引用到类似的电化测量仪器。例如离子浓度计氧浓度计，钾离子浓度计等。
本实用新型的优点是明显的，因为它的电路设计是合符逻辑的，是根据使用情况设计的，结构简洁，成本低廉，达到一机多用的性能，它能高精度的快速测量电极和离子的电位，溶液的温度，主要是能高精度的测量变温溶液的氢离子浓度即pH值，并有BCD码输出供打印记录用。还能作为电磁搅拌器使用，尤其是配制标准溶液和缓冲溶液更为方便。在配制的同时能测量溶液的温度和pH值，以保证配制的准确性。由于有可调定装置，能定时的锁住测量数据，提高测量精度和稳定性能。
下面将结合
本实用新型的一个最佳实施例，从而进一步描述本实用新型的细节。
附图的图面说明。附图为实施的一个简化了的结构示意图。
参见附图1，是本实施例中的数字式酸度计的电路原理示意图。是由检测元件参比电极(8)和测量电极(9)将溶液离子浓度转变成电压信号，供给放大器(7)放大PN型温度传感器(10)及手动温度补偿电位器(11)，将溶液离子浓度和温度转变成电压信号，经过仪器的功能开关(6)逻辑电路，分别将温度和电位及酸度检测电压传送给放大器(5)放大。同时相应地控制温度补偿校准网络电路(4)和数字置数加减逻辑运算电路(2)，经过温度补偿校准网络(4)的校准供给模数转换器(3)，转变为数字信号，经过数字置数加减逻辑运算后，将结果输送给数字显示系统(1)显示测量结果。同时输出BCD数码供打印记录。
参见附图2是本实施例中数字部份的加减运算逻辑电路和温度补偿校准网络电路。采CC4560B(A)作为NBCD全加器，其输入端齐的数7.00BCD码为0111，0000，0000。减法采用CC4561B(B)补码器，将原码转换成补码供NBCD全加器运算，获得减法数据。用原码运算获得加法数据。选用零电位为pH7的pH玻璃电极，运用AD模数转换器(3)输出的＋和－信号，控制数字电路的加或减运算，规则是当负数值时作加法运算，当正数值时作减法运算。检测电位信号通过高阻微电流放大器(7)放大后经过模似开关1／4CC4066(17)的控制输入送给AD模数转换器(C)，模似开关1／CC4066(16)控制微电流放大器(7)的放大系数。温度检测信号通过放大器(6)放大后，经过模似开关1／4CC4066(15)供给AD模数转换器(3)转换为温度的数字值。温度的放大信号经过模似开关1／4CC4066(14)供给AD模数转换器的参比标准电位。根据电极性能校准电阻(12)和电位器(13)可获精确消除因温度造成的误差。
参见附图3，是本实施例中的结构图。温度开关上方是手调温度补偿电位器(18)，pH档开关的上方有二个校准电位器，一个是定位校准电位器(19)校准6.88值。另一个是斜率校准电位器(12)校准标准pH值。一般选用pH4或pH9.23。搅拌器开关上有二个调节器，一个是时间调节电位器(20)，另一个是调节转速的电位器(21)，控制搅拌器(22)的运行，在显示板(1)上有一个数据锁定开关(23)，用于选择定时测量和连续测量。仪器的外壳(24)选用塑料，防锈、防腐蚀耐用。仪器背面装有电极活动架(25)，使用简便。
本实施例中未作详细说明的电路和机械结构，都是属于一般已有技术，故不复述。
权利要求1.一种用于化学分析测量水溶液氢离子浓度和温度及电位的新型数字酸度计，它是由下列部件和电路构成一个可变定时转速可调的电磁搅拌系统，能定时镇住测量数据；一个温度测量系统和一个电压测量系统共用一个数字电压表显示；一个符合能斯特(Nernst)公式要求的温度自动补偿网络，并能用手调方式以数字形式调节和显示；一个数字加减逻辑电路专用以校准pH量程；一个塑料机箱将上述的部件和电路组装成一台多功能新型数字酸度计；本实用新型的特征在于(1)在本新型数字酸度计的温度自动补偿和手调补偿，均用电位法补偿，将温度测量系统的输出温度的电压变量，通过一个符合能斯特(Nernst)公式要求的电位校准网络，补偿模数(AD)转换器的参比基准电压，从电极零电位的pH值开始补偿，手调温度补偿是用一位电位器取代温度传感器，以数字形式显示温度值；(2)pH量程的转换是根据pH电极的性能用数字加减逻辑电路，将压数值转换为pH量程，其规则是在电极零电位和负数值时，用数字加法逻辑电路加电极零电位的pH值，在电极电位正数值时用数字减法逻辑电路减去电极零电位的pH值，使数字电压表的量程所显示的数值，符合能斯特(Nernst)公式的要求，用数字形式转换成pH量程；(3)在本新型数字酸度计中设有一个可变定时转速可调的电磁搅拌系统，可变定时电路与数字显示屏连锁，在定时搅拌时测量，当搅拌停止时，自动的将测量数值锁住，供反应速度测量法测量电位和pH及离子浓度。
2.根据权利要求1所述的酸度计，其特征在于用电位法自动和手调的温度补偿方法和数字加减逻辑运算规则转换pH量程。
3.根据权利要求1所述的酸度计，其特征在于可变定时转速可调的电磁搅拌系统，通过与数字显示电路连接，自动锁住测量数值，作为反应速度法的电位和pH测量。
专利摘要一种用于化学分析的测量水溶液的氢离子浓度的新型数字酸度计。它的温度补偿是用自动或手动方法，以数字形式调节和显示。它包括一个可变定时转速可调的电磁搅拌系统，能定时锁住测量数据，以提高测量精度。用一个数字式温度测量系统和一个数字式电压表系统，一个数字加减逻辑电路及一个符合能斯特(Nernst)公式要求的温度补偿校准网络，全部组装在一个机箱内，形成一个完整的能测量酸度pH和温度℃及电位MV的新型数字酸度计。
文档编号G01N27/26GK2042960SQ88217639
公开日1989年8月16日 申请日期1988年10月28日 优先权日1988年10月28日
发明者江左 申请人:江左