專利名稱：便攜式水硬度測定儀的制作方法
技術領域：
本實用新型是關于一種光電比色測定儀，具體地說，是一種根據(jù)比色原理測定水中鈣、鎂離子濃度的測定儀。
水的硬度是指水中鈣、鎂離子的含量總和，其測定方法有傳統(tǒng)的EDTA容量法，以及近來發(fā)展的儀器測定法。儀器測定法通常具有方便、快速的特點。如CN1087723A公開了一種鍋爐水硬度的快速測定方法及儀器，該方法是將鈷鹽與銅鹽按不同配比制成五種色階溶液，再將該五種色階溶液放入五個色階瓶中作為標準色階。測定時取水樣注入顯色試劑瓶，搖勻、顯色后，移入比色杯再與放在比色光源上的五級標準色階比較，根據(jù)與色階相同或相近的顏色來確定水硬度。該方法靠肉眼對顯色溶液和色階顏色進行比較判斷得出結果，因此測定準確度有可能因操作人員不同而存在較大差異。
另外，CN2164042Y介紹了一種便攜式濃度光電比色計，主要用于測定土壤中的磷含量。該光電比色儀由光源檢測部分、進樣系統(tǒng)、主電路板、數(shù)字顯示四部分組成。該儀器設置了有三種光源，實驗時可根據(jù)需要選擇不同波長的光源。進樣系統(tǒng)采用電動薄膜泵將比色溶液吸入比色皿進行測定，測定前需對樣品預先顯色，操作不便。另外，該儀器的結構也較為復雜。
本實用新型的目的是提供一種結構簡單、使用方便，直接進樣顯色的水硬度測定儀。
本實用新型由進樣顯色系統(tǒng)、光電檢測系統(tǒng)、線性化處理電路和數(shù)字顯示四部分組成。其中的進樣顯色系統(tǒng)包括主體管和與主體管相連的兩個并聯(lián)的進液閥，主體管內有一活動的進樣柱塞，管壁上有一垂直向上的排液閥，排液閥通過管線與光電檢測系統(tǒng)中的比色池相連。光電檢測系統(tǒng)由發(fā)光二極管、比色池和光敏檢測器組成。其中的發(fā)光二極管發(fā)出單色光，被比色池中溶液吸收后，照射在光敏檢測器上，產生的光信號由光敏檢測器轉換成電信號，電信號再經(jīng)線性化處理電路進行線性化處理后，由數(shù)字顯示器處理成數(shù)字信號后顯示測定結果。
所述的進樣柱塞上設有一鏈條，該鏈條的另一端固定有定位螺絲，以防操作時不慎將進樣柱塞拉出。
所述的進液閥和排液閥為兩頭小中間大的柱形玻璃腔體，腔體一端的內表面有磨砂層，腔體中有一活動的玻璃塞，玻璃塞的一端為表面磨砂的半球形，可與腔體磨砂面嚴密貼合。
以下結合附圖詳細說明本實用新型。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為本實用新型進樣顯色系統(tǒng)結構示意圖。
圖3為本實用新型光電檢測系統(tǒng)結構示意圖。
圖4為本實用新型線性化處理電路圖。
由圖1可知，本實用新型外部為一殼體，殼體上有數(shù)字顯示器1、調零旋鈕2、標定旋鈕3、樣品進樣管5、顯色劑進樣管8、廢液管9、電源開關6、電源插座7。進樣顯色系統(tǒng)由進樣器及與其相連的兩個進液閥和一個排液閥組成(詳見圖2)，兩個進液閥的入口分別連有樣品進樣管5和顯色劑進樣管8。排液閥出口通過管線與光電檢測系統(tǒng)10相連。線性化處理電路板22通過線路與光電檢測系統(tǒng)10、數(shù)字顯示器1相連。
由圖2可知，本實用新型的進樣顯色系統(tǒng)由進樣器和與其相連的兩個進樣閥15、16和一個排液閥11組成。其中進樣器由主體管14和進樣柱塞4組成，進樣柱塞4的外沿最好設置一個鏈條13，鏈條13的另一端有一個定位螺絲12，其作用是防止操作時不慎將進樣柱塞4拉出。進樣閥15、16通過三通管與主體管14相連，兩進液閥15、16入口分別與圖1所示的樣品進液管5和顯色劑進樣管8相連，主體管14壁上設有垂直向上的排液閥11。由圖2還可知，所述的閥均為兩頭小中間大的柱形玻璃腔體，腔體一端的內部為磨砂面，腔體內有一活動的玻璃塞17，玻璃塞17的一端為表面磨砂的半球形，可與腔體的磨砂面嚴密貼合。
圖3所示為本實用新型的光電檢測系統(tǒng)10，光源為發(fā)光波長585nm的發(fā)光二極管19，比色池18為微型流通比色池，光敏檢測器20為3 DU80型硅光敏三極管，a、b為該三極管的兩個電信號輸出端。該光電檢測系統(tǒng)采用雙重密封，以防止外界光線干擾及環(huán)境中機械振動的影響。
由圖4所示的電路圖可知樣品的光電處理過程為發(fā)光二極管19發(fā)出單色光，被比色池中樣品吸收后，照射到光敏檢測器20上，光敏檢測器20將光信號轉換為電信號，由a、b端分為兩路輸出，a端輸出的信號由電阻R1和電位器W1采集后，以電壓的形式輸入SM713型對數(shù)/反對數(shù)放大器21的①腳，作為參考零點，可通過轉動圖1所示的調零旋鈕2調節(jié)電位器W1，調整儀器零點。b端輸入的信號經(jīng)電阻R2采集，以電壓的形式輸入放大器21的⑥腳，進行對數(shù)轉換后由⑤腳輸出，再經(jīng)電阻R3、電位器W2和電阻R4分壓后，由UP311型數(shù)字顯示器1經(jīng)A/D轉換后顯示出數(shù)字結果?？赏ㄟ^圖1所示的標定旋鈕3調節(jié)電位器W2，對儀器進行校正。
本實用新型提供的測定儀的測定方法為將電源線插于電源插座7，打開電源開關6，將顯色劑進樣管8插入裝有顯色劑的容器中，廢液管插入廢液接收容器中，進樣管5插入樣品杯中，反復推拉進樣柱塞4兩至三次，可使顯色劑與樣品混合，顯色，其過程為當向外拉動進樣柱塞4時，進液閥15、16，排液閥11內的玻璃塞均向內運動，結果進液閥15、16腔體兩端均有空隙，可分別吸入樣品和顯色劑，排液閥11的玻璃塞則與腔體磨砂面嚴密貼合，以阻止空氣進入；相反，向內推動進樣柱塞4，閥內的玻璃塞均向外運動，結果是排液閥11的腔體兩端均有空隙，顯色液可以排出，進液閥15、16腔體內磨砂面嚴密貼合，可防止混合液倒流。反復推拉進樣柱塞4兩至三次后，顯色劑、樣品可在主體管14中混合均勻，顯色穩(wěn)定，混合顯色后的液體由排液閥11排出后流入比色池18中，經(jīng)光電檢測后，由廢液管9排出。測定結果由數(shù)字顯示器1顯示。本儀器在測試前還需進行調零操作，即以高純水為樣品重復上述操作，并旋轉調零旋鈕2至數(shù)字顯示器1顯示數(shù)字為零。
測定時所用顯色劑可保證測試多個樣品。當顯色劑用完更換時，需配制一定量鈣、鎂含量的標準溶液，對儀器進行重新校正，以防止出現(xiàn)系統(tǒng)誤差。操作過程為該標準溶液為樣品，用新配的顯色劑重復測定操作，旋轉標定旋鈕3至數(shù)字顯示器1顯示標準溶液的硬度值。標定完成后，即可用該顯色劑進行測試。
本實用新型的優(yōu)點是采用特殊的進樣顯色系統(tǒng)，系統(tǒng)中的進液閥15、16，排液閥11具有單向性，能防止樣品、顯色劑、顯色溶液之間的相互污染，實現(xiàn)進樣-混合-顯色-排液的操作。排液閥11垂直設置、上行排液，還可防止管路中殘留氣泡對測定結果的影響。因而，本實用新型提供的測定儀可直接進樣測定。從而省略了預先顯色的操作步驟，使水質硬度的測定更為簡便易行。另外，本實用新型的線性化處理電路結構簡單、針對性強，可保證測試數(shù)據(jù)的準確度和精度。
權利要求1.一種便攜式水硬度測定儀，由進樣顯色系統(tǒng)、光電檢測系統(tǒng)、線性化處理電路和數(shù)字顯示四部分組成，其特征在于進樣系統(tǒng)包括主體管(14)及與主體管相連的進液閥(15)、(16)，主體管(14)內有一活動的進樣柱塞(4)，主體管(14)壁上有一垂直向上的排液閥(11)，排液閥(11)通過管線與光電檢測系統(tǒng)中的比色池(18)相連。
2.按照權利要求1所述的測定儀，其特征在于活動柱塞(4)的外沿連有一鏈條(13)，鏈條(13)的另一端設有定位螺絲(12)。
3.按照權利要求1或2所述的測定儀，其特征在于所述的進液閥(15)、(16)、排液閥(11)均為兩頭小中間大的柱形玻璃腔體，腔體一端的內表面為磨砂面，腔體內有一活動的玻璃塞(17)，玻璃塞的一端為表面磨砂的半球形。
專利摘要一種便攜式水硬度測定儀,由進樣顯色系統(tǒng)、光電檢測系統(tǒng)、線性化處理電路和數(shù)字顯示四部分組成,其中進樣顯色系統(tǒng)包括主體管(14)及與主體管相連的進液閥(15)、(16),主體管(14)內有一活動的進樣柱塞(4),主體管(14)壁上有一垂直向上的排液閥(11)。該儀器可直接進樣測定水質硬度,不必預先顯色。操作簡單,準確度高。
文檔編號G01N21/77GK2295216SQ9722140
公開日1998年10月21日 申請日期1997年7月17日 優(yōu)先權日1997年7月17日
發(fā)明者王潔青, 陳文闖, 魏月萍 申請人:中國石油化工總公司, 中國石油化工總公司石油化工科學研究院