CN104698122B - 脚动力自动加样和调零的滴定系统和滴定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脚动力自动加样和调零的滴定系统和滴定方法，所述滴定系统包括设有进气口、气压调节口和滴定液排除口的试剂瓶、脚动力控制的进气系统、加样管和气压调节装置。构建所述滴定系统后，通过脚动力控制的进气系统将试剂瓶中的滴定液泵入滴定管内，进气系统停止进气后试剂瓶内的负压将滴定管内的部分滴定液倒吸入试剂瓶中，滴定管内的溶液吸至零点处，原位完成加样和调零，进行滴定，滴定完一次后，重复加样和调零操作。基于本发明系统，可以将操作人员的双手从加样和调零工作中解放出来，更加方便从容、安全、简易地完成滴定工作；也避免了人工加样操作中因漏出滴定液、反复人工调零导致的不安全、耗费时间、降低效率等弊端，大大减轻滴定操作者的劳动强度，节约试剂，并进一步保证批量滴定工作的工作效率。

Description

脚动力自动加样和调零的滴定系统和滴定方法

技术领域

本发明涉及实验室滴定操作技术领域，更具体地，涉及一种脚动力自动加样和调零的滴定系统和滴定方法。

背景技术

滴定是化学、生物学、食品科学等领域常用的测定某种化学成分的技术手段，常规的滴定方式为将滴定管取下向滴定管内倒入滴定液，将滴定管夹回蝴蝶夹，然后进行调零，最后进行滴定和读数，在此过程中有以下的弊端：加样的方式为将配好的滴定液直接从滴定管上端倒入滴定管中，由于滴定管上口直径都不大，倒入滴定液时容易漏出，若滴定液有腐蚀性、毒性则对实验员有较大的伤害；进行调零时需要慢慢的放出管内滴定液直至凹液面对准零刻度，在操作中常由于关闭阀门不及时导致放出滴定液过多，从而需要重复加滴定液和调零的过程，会耗费大量的时间，降低效率；在面对大批量滴定的时候此方法需要在添加滴定液和调零步骤上耗费大量的时间。

针对上述问题，本领域技术人员做了大量的研究，也有相关自动调零、准确调零的技术报道，但是现有现有研究成果中，实现滴定操作中的自动或准确加样、调零的方法均离不开双手给予动力或者操作。而滴定本身的操作，双手均已满负荷使用，再需要腾出手来完成自动加样和调零的动力操作实际上是力所不能及。目前没有从根本上解决上述问题的可行研究成果报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有滴定操作中的加样和调零技术不足，提供一种基于脚动力的自动加样和调零系统，提供一种操作方便、调零效率高的脚动力自动加样和调零的滴定系统。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种脚动力自动加样和调零的滴定方法。

本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种脚动力自动加样和调零的滴定系统，包括滴定管和滴定架，还包括：

ⅰ.试剂瓶，所述试剂瓶的瓶口设有瓶塞和瓶塞固定装置，瓶塞上分别设有进气口、气压调节口和滴定液排除口；

ⅱ.脚动力控制的进气系统，包括气泵、进气管、脚踏开关，所述脚踏开关连接气泵并控制气泵的开启；所述进气管的一端连接气泵，另一端从试剂瓶瓶塞的进气口插入；进气管该端的头部可以露出瓶塞但是不接触试剂瓶中的试剂；

ⅲ.加样管，所述加样管的一端从试剂瓶的瓶塞的滴定液排除口插入试剂瓶并使该端的头部浸入试剂液面下伸至试剂瓶的瓶底，加样管的另一端伸入滴定管，伸入滴定管的该端为具有较细的口的尖端，所述尖端调至滴定管的零点处，并固定使其处于滴定管的中心位置；

ⅳ.气压调节装置，包括带玻璃旋钮的玻璃管，所述玻璃管的一端从试剂瓶的瓶塞的气压调节口插入；玻璃管该端的头部可以伸出瓶塞但不接触瓶中的试剂。

所述进气系统将试剂瓶内的试剂泵入滴定管内，所述气泵停止工作后使试剂瓶内形成负压。

本发明所述气泵的开启通过脚踏开关控制。踩下脚踏开关，启动气泵；松开脚踏开关，气泵停止工作。往滴定管内添加试剂是一个短暂的过程，采用脚踏开关来控制泵，能迅速开启/关闭泵，防止添入的试剂过多，而且采用脚动力加样和调零，彻底解放了操作者的双手在此方面的工作，便于双手全力以赴地完成滴定操作和记录数据。

优选地，所述加样管包括U形管和连接管，U形管的一端连接连接管，另一端设置有具有较细的口的尖端；所述连接管的另一端从试剂瓶的瓶塞的滴定液排除口插入试剂瓶。本发明装置的加样管分段设置，有利于加样管的拆洗，避免过长，不易损坏，也更加方便制造。

进一步优选地，加样管分段设置的话，所述U形管可以直接采用5mL规格的移液管通过酒精喷灯加工而成，将所述移液管加工成三段，其中一段为含移液管细口一端的a段，一段为移液管另一端的c段以及连接a段和c段的b段。

优选地，所述a段的长度比滴定管管口距零点的距离长3cm；所述b段为1.5cm。

优选地，所述瓶塞固定装置包括瓶盖、拉扣和喉箍；所述瓶盖罩盖在所述瓶塞上，适配地设有与所述进气口、气压调节口和滴定液排除口位置对应的开口；所述喉箍大小可调，其圈于试剂瓶的瓶颈，所述拉扣包括固定端和活动端，固定端固定于瓶盖，活动端设置有弯钩，活动端的弯钩可钩住所述喉箍，通常地，设置其钩住喉箍的底端。设置瓶塞固定装置，防止试剂瓶内气压过大时将试剂瓶的瓶塞冲出，保证了实验的安全性；进一步地，由于瓶塞固定装置的设置，拉扣的固定端固定于瓶盖，活动端设置弯钩钩住喉箍的底端，将瓶塞紧紧地塞于试剂瓶内，可防止试剂瓶内的气体泄漏，保证了试剂瓶和瓶塞整体的气密性，从而保证了试剂瓶内的液体在泵的作用下进入滴定管内，并保证了关闭泵后，滴定加样调零系统内部形成负压。

优选地，所述瓶盖的内径大于所述瓶塞外径0.5mm。

优选地，所述瓶盖的顶部开圆孔，所述圆孔位置显露瓶塞的进气口、气压调节口和滴定液排除口。在瓶盖的顶部开圆孔，无需再在瓶盖上钻多个孔以便进气管、加样管等通过，简化了制造工艺。所述圆孔的直径小于所述瓶塞的外径0.5mm左右。

所述气压调节装置用于调节气泵工作时试剂瓶瓶内的气压，防止气压过大液体飞溅。

本发明同时提供一种脚动力自动加样和调零的滴定方法，包括以下步骤：

S1.构建本发明所述的滴定系统：将滴定用的滴定液装入试剂瓶，盖上瓶塞，通过固定装置固定瓶塞，连接试剂瓶、脚动力控制的进气系统、加样管和气压调节装置；

S2.加样和调零：将滴定管内的加样管的尖端调至滴定管零点处，并固定使其处于滴定管的中心位置；通过脚踏开关控制气泵将试剂瓶中的滴定液泵入滴定管内，加样至适量，气泵停止进气工作后试剂瓶内的负压将滴定管内的部分滴定液倒吸入试剂瓶中，滴定管内的溶液吸至零点处，原位完成加样和调零；

S3.常规方法进行滴定；

S4.加样和调零：滴定完一次后，重复S2步骤所述操作。

优选地，S2所述加样至适量是在当滴定液加到浸没加液管1cm时放开脚踏开关，气泵停止工作，加液管开始倒吸滴定液至零点。

优选地，S3步骤所述常规方法进行滴定时，在滴定用的三角瓶内加入磁转子，在底部放置磁力搅拌器，调节磁力搅拌器的转速，开始滴定至终点。

本发明的有益效果如下：

本发明提供了一种脚动力自动加样和调零的滴定系统，结构简单，使用方便。该系统所有零部件基本能在日常工作中常规购买或者可将现有部件通过简单的改造即可获得。采用脚动力，通过脚踏开关控制；踩下脚踏开关，启动泵；松开脚踏开关，泵停止工作，可以将操作人员的双手从加样和调零工作中解放出来，更加方便从容、安全、简易地完成滴定工作，从观念上根本突破了滴定所有相关操作均基于双手的研究思路。

进一步地，本系统整体结构紧凑合理，气泵提供动力将试剂瓶中的滴定液泵入加样管并进入滴定管内，当滴定液超过要求的刻度线时，关闭气泵，试剂瓶内的负压将滴定管内的高于刻度线部分的滴定液倒吸入试剂瓶中；本系统针对性设计提供了试剂瓶和加样管，科学高效地构建了滴定系统。在试剂瓶上设计瓶塞固定装置，可以很好地防止试剂瓶内气压过大时将试剂瓶的瓶塞冲出，保证了实验的安全性和本系统的气密性；由于瓶塞固定装置的设置，瓶塞可紧紧地塞于试剂瓶内，可防止试剂瓶内的气体泄漏，保证了试剂瓶和瓶塞整体的气密性，从而保证了试剂瓶内的液体在泵的作用下进入滴定管内，并保证了关闭泵后，滴定加样调零系统内部成功形成负压。

基于本发明提供的系统，本发明提供了一种新的滴定方法，与传统的滴定方法相比，通过脚的控制完成滴定液的加样和调零工作，保证双手专们完成滴定整个工作中的滴定步骤及数据记录，避免了人工加样操作中因漏出滴定液、反复人工调零导致的不安全、耗费时间、降低效率等弊端，大大减轻滴定操作者的劳动强度，节约试剂，尤其适合进行大批量、连续滴定工作。

附图说明

图1为本发明系统安装示意图。

图2为U型管示意图。

图3为本发明瓶塞固定装置安装示意图（松开瓶塞固定装置）。

图4为本发明瓶塞固定装置安装示意图（扣紧瓶塞固定装置）。

图5为安装有固定装置的试剂瓶的俯视图示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。本发明实施例附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例 1

如附图1所示，本发明提供一种脚动力自动加样和调零的滴定系统，包括滴定管7和滴定架，还包括：

ⅰ.试剂瓶2，所述试剂瓶2的瓶口设有瓶塞3和瓶塞固定装置9（附图1中未标示），瓶塞3上分别设有进气口、气压调节口和滴定液排除口；

ⅱ.脚动力控制的进气系统，包括气泵5、进气管6、脚踏开关51，所述脚踏开关51连接气泵5并控制气泵5的开启；所述进气管6的一端连接气泵5，进气管6的另一端从试剂瓶2的瓶塞3的进气口插入并使进气管6该端的头部露出瓶塞且不接触试剂瓶2中的试剂；

ⅲ.加样管1，所述加样管1的一端从试剂瓶2的瓶塞3的滴定液排除口插入试剂瓶2并使该端的头部浸入试剂液面下伸至试剂瓶2的瓶底，加样管1的另一端伸入滴定管7，伸入滴定管7的该端为具有较细的口的尖端，所述尖端调至滴定管的零点处，并固定使其处于滴定管的中心位置8；

ⅳ.气压调节装置4，包括带玻璃旋钮的玻璃管，所述玻璃管的一端从试剂瓶2的瓶塞3的气压调节口插入，插入后玻璃管的端头可以露出瓶塞，但不接触瓶中的试剂。

所述进气系统将试剂瓶2内的试剂泵入滴定管7内，所述气泵停止工作后使试剂瓶2内形成负压。

所述气泵5的开启通过脚踏开关51控制；踩下脚踏开关51，启动气泵5；松开脚踏开关51，气泵5停止工作。

本实施例所述加样管1包括U形管12和连接管13，如附图2所示，所述尖端11设置于U形管12端部；U形管12与连接管13的一端连接，连接管13的另一端通过所述瓶塞3插入试剂瓶2中。

所述U形管可以直接采用5mL规格的移液管通过酒精喷灯加工而成，将所述移液管加工成三段，其中一段为含移液管细口一端的a段，一段为移液管另一端的c段以及连接a段和c段的b段。

本实施例所述a段的长度比滴定管管口距零点的距离长3cm；所述b段为1.5cm。所述加样管不同段的尺寸采用所述优选的设置，可以保证在使用移液管作为加样管U型管的情况下，获得最佳的加样和调零的效果。

附图3和附图4给出了试剂瓶及固定装置的可选结构示意图，所述瓶塞固定装置9包括瓶盖91、拉扣92和喉箍93；所述瓶盖91内径大于所述瓶塞3外径，所述瓶盖91盖在所述瓶塞3上，所述喉箍93圈于试剂瓶2瓶颈，所述拉扣92包括固定端921和活动端922，活动端922设置有弯钩，固定端921固定于瓶盖91，活动端922的弯钩钩住所述喉箍93的底端。

所述瓶盖91的内径大于所述瓶塞3外径0.5mm。

如图5所示，在所述瓶盖91的顶部开有圆孔，所述圆孔的直径小于所述瓶塞3的外径。

所述圆孔的直径小于所述瓶塞3的外径0.5mm。

所述脚动力自动加样和调零的滴定系统，结构简单，使用方便。该系统所有零部件基本能在常规购买或者可将现有部件通过简单的改造即可获得。采用脚动力，通过脚踏开关控制；踩下脚踏开关，启动气泵；松开脚踏开关，气泵停止工作，可以将操作人员的双手从加样和调零工作中解放出来，更加方便从容、安全、简易地完成滴定工作，从观念上根本突破了滴定所有相关操作均基于双手的研究思路。

进一步地，本系统整体结构紧凑合理，气泵提供动力将试剂瓶中的滴定液泵入加样管并进入滴定管内，当滴定液超过要求的刻度线时，关闭气泵，试剂瓶内的负压将滴定管内的高于刻度线部分的滴定液倒吸入试剂瓶中；本系统针对性设计提供了试剂瓶和加样管，科学高效地构建了滴定系统。在试剂瓶上设计瓶塞固定装置，可以很好地防止试剂瓶内气压过大时将试剂瓶的瓶塞冲出，保证了实验的安全性和本系统的气密性；由于瓶塞固定装置的设置，瓶塞可紧紧地塞于试剂瓶内，可防止试剂瓶内的气体泄漏，保证了试剂瓶和瓶塞整体的气密性，从而保证了试剂瓶内的液体在泵的作用下进入滴定管内，并保证了关闭泵后，滴定加样调零系统内部成功形成负压。

基于本发明设计思想，同时提供脚动力自动加样和调零的滴定方法，包括以下步骤：

S1.构建本发明所述的滴定系统：将滴定用的滴定液装入试剂瓶2，盖上瓶塞3，通过固定装置9固定瓶塞3，密封试剂瓶2，连接试剂瓶2、脚动力控制的进气系统、加样管1和气压调节装置4；

S2.加样和调零：将滴定管7内的加样管1的尖端调至滴定管零点处，并固定使其处于滴定管的中心位置8；通过脚踏开关51控制气泵5将试剂瓶2中的滴定液泵入滴定管7内，加样至适量，气泵5停止进气工作后试剂瓶2内的负压将滴定管7内的部分滴定液倒吸入试剂瓶2中，滴定管7内的溶液吸至零点处，原位完成加样和调零；

S3.常规方法进行滴定；

S4.加样和调零：滴定完一次后，重复S2步骤所述操作。

S2所述加样至适量是在当滴定液加到浸没加液管1cm时放开脚踏开关51，气泵5停止工作，加液管1开始倒吸滴定液至零点。

现有常规的滴定操作是一手控制滴定管阀门，一手摇晃三角瓶，这样操作速度比较慢且操作不久就让人觉得疲惫。本实施例可以在S3步骤所述常规方法进行滴定时，可以在滴定用的三角瓶内加入磁转子，在底部放置磁力搅拌器，调节磁力搅拌器的转速，开始滴定至终点。

本发明所述新的滴定方法，与传统的滴定方法相比，通过脚的控制完成滴定液的加样和调零工作，保证双手专们完成滴定整个工作中的滴定步骤，避免了人工加样操作中因漏出滴定液、反复人工调零导致的不安全、耗费时间、降低效率等弊端，大大减轻滴定操作者的劳动强度，节约试剂，尤其适合进行大批量、连续滴定工作。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的包含范围之内。

Claims (9)

1.一种脚动力自动加样和调零的滴定系统，包括滴定管和滴定架，其特征在于，还包括：

ⅰ.试剂瓶，所述试剂瓶的瓶口设有瓶塞和瓶塞固定装置，瓶塞上分别设有进气口、气压调节口和滴定液排除口；

ⅱ.脚动力控制的进气系统，包括气泵、进气管、脚踏开关，所述脚踏开关连接气泵并控制气泵的开启；所述进气管的一端连接气泵，另一端从试剂瓶瓶塞的进气口插入；

ⅲ.加样管，所述加样管的一端从试剂瓶的瓶塞的滴定液排除口插入试剂瓶并使该端的头部伸至试剂瓶的瓶底浸入试剂液面下，加样管的另一端伸入滴定管，伸入滴定管的该端为具有较细的口的尖端，所述尖端调至滴定管的零点处，并固定使其处于滴定管的中心位置；

ⅳ.气压调节装置，包括带玻璃旋钮的玻璃管，所述玻璃管的一端从试剂瓶的瓶塞的气压调节口插入；

所述进气系统将试剂瓶内的试剂泵入滴定管内，所述气泵停止工作后使试剂瓶内形成负压；

所述瓶塞固定装置包括瓶盖、拉扣和喉箍；所述瓶盖罩盖在所述瓶塞上，适配地设有与所述进气口、气压调节口和滴定液排除口位置对应的开口；所述喉箍大小可调，其圈于试剂瓶的瓶颈，所述拉扣包括固定端和活动端，固定端固定于瓶盖，活动端设置有弯钩，活动端的弯钩可钩住所述喉箍。

2.根据权利要求1所述脚动力自动加样和调零的滴定系统，其特征在于，所述加样管包括U形管和连接管，U形管的一端连接连接管，另一端设置有具有较细的口的尖端；所述连接管的另一端从试剂瓶的瓶塞的滴定液排除口插入试剂瓶。

3.根据权利要求2所述脚动力自动加样和调零的滴定系统，其特征在于，所述U形管采用5mL规格的移液管加工而成，将所述移液管加工成三段，其中一段为含移液管细口一端的a段，一段为移液管另一端的c段以及连接a段和c段的b段。

4.根据权利要求3所述脚动力自动加样和调零的滴定系统，其特征在于，所述a段的长度比滴定管管口距零点的距离长3cm；所述b段为1.5cm。

5.根据权利要求1所述脚动力自动加样和调零的滴定系统，其特征在于，所述瓶盖的内径大于所述瓶塞外径0.5mm。

6.根据权利要求1所述脚动力自动加样和调零的滴定系统，其特征在于，所述瓶盖的顶部开圆孔，所述圆孔位置显露瓶塞的进气口、气压调节口和滴定液排除口。

7.一种脚动力自动加样和调零的滴定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.构建权利要求1至6任一项所述的滴定系统：将滴定用的滴定液装入试剂瓶，盖上瓶塞，通过固定装置固定瓶塞，连接试剂瓶、脚动力控制的进气系统、加样管和气压调节装置；

S2.加样和调零：将滴定管内的加样管的尖端调至滴定管零点处，并固定使其处于滴定管的中心位置；通过脚踏开关控制气泵将试剂瓶中的滴定液泵入滴定管内，加样至适量，气泵停止进气工作后试剂瓶内的负压将滴定管内的部分滴定液倒吸入试剂瓶中，滴定管内的溶液吸至零点处，原位完成加样和调零；

S3.常规方法进行滴定；

S4.加样和调零：滴定完一次后，重复S2步骤所述操作。

8.根据权利要求7所述脚动力自动加样和调零的滴定方法，其特征在于，S2所述加样至适量是在当滴定液加到浸没加样管1cm时放开脚踏开关，气泵停止工作，加样管开始倒吸滴定液至零点。

9.根据权利要求7所述脚动力自动加样和调零的滴定方法，其特征在于，S3步骤所述常规方法进行滴定时，在滴定用的三角瓶内加入磁转子，在底部放置磁力搅拌器，调节磁力搅拌器的转速，开始滴定至终点。