CN106483311B - 一种碳酸盐分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碳酸盐分析仪，包括一机架，在机架的上端沿着机架的长轴方向依次安装有自动称样单元、样品反应单元及数据采集处理单元，在自动称样单元与样品反应单元之间设置有一样品移动单元，所述样品反应单元可由振动混样机构驱动进行翻转、摆动，且该样品反应单元还连接有一自动注酸投样单元。本发明的优点在于：通过自动称样单元、样品反应单元、数据采集处理单元及样品移动单元的设置，减少了人工劳动，自动化程度高，通过振动混样机构的设置，可在反应的过程中进行翻转、摆动，从而可加快反应速度，提高测定效率，通过自动注酸投样单元的设置，可自动进行加酸，避免因人工加酸而导致的气体泄漏以及对人体的伤害。

Description

一种碳酸盐分析仪

技术领域

本发明涉及地质分析领域，特别涉及一种碳酸盐分析仪。

背景技术

碳酸盐分析仪是地质分析仪器，它主要分析岩屑中碳酸盐的含量，为岩屑定名提供有力依据。其原理是：用额定体积的容器作为反应池，在其内加入1g需要分析的岩屑粉末和5ml的盐酸（浓度为20%左右），将容器密封，并让岩屑粉末和盐酸充分反应。压力传感器将反应生成的CO₂气体所产生的压力转换成电信号，经单片机处理并输出给显示器和打印机，绘出记录有碳酸盐含量变化的连续曲线，也可将分析结构通过RS-232串口送往计算机进行数据输出（该计算机必须配备相应软件，方可进行数据通讯）。测定的原理为：测定原理根据反应式：CaCO₃+2HCL=CaCL₂+H₂O+CO₂，岩石中的碳酸盐与盐酸反应生成的二氧化碳气体压力由数字压力计测出。在相同条件下采用标准碳酸钙与盐酸反应生成的二氧化碳气体压力作为标准值，以此换算出岩石碳酸盐含量，即：C=C1M1P／MP1式中：C——岩石碳酸盐含量，%

C1——标准碳酸钙的含量，%

M——岩样的质量，mg

M1——标准碳酸钙的质量，mg

P——岩样中碳酸盐产生的CO2气体的压力，Pa

P1——标准碳酸钙产生的CO2气体的压力，Pa

例如，在专利CN 201310355Y中就提到了一种碳酸盐含量分析仪,它包括与反应釜连接的压力传感器,还包括主机、微型打印机,压力传感器与主机、微型打印机依次连接;主机包括显示屏、键盘、CPU芯片、串行LED显示驱动器,压力传感器与CPU芯片的连接,CPU芯片分别与键盘、微型打印机、串行LED显示驱动器连接,串行LED显示驱动器与显示屏连接;显示屏、键盘分别设置在主机前面板上,CPU芯片、串行LED显示驱动器分别设置在主机机壳内。本发明具有检测精度高、速度快、主机包括数据采集、数据处理及通讯等功能;操作简便,参数设置及显示等均在操作面板上即可完成,并可实时打印分析曲线;实现了整个分析过程的自动化;主机采用微型注塑机壳,充分利用其现有空间,內嵌高密度设计的电路板。

而上述结构中的碳酸盐含量分析仪仍存在着一定的缺陷：岩石中的碳酸盐与盐酸反应速度慢，而且一次只可以测定一个样品，测定速度慢，效率不高；而且，在测定的过程中，采用人工进行加酸，容易造成气体泄漏现象，会对人体造成伤害；另外对于加料、加酸等工序都需要人工来进行操作，自动化程度不高，人工劳动强度大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种测定效率高、减少气体泄漏、自动化程度高的碳酸盐分析仪。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种碳酸盐分析仪，其创新点在于：包括

一机架，在机架的上端沿着机架的长轴方向依次安装有自动称样单元、样品反应单元及数据采集处理单元，在自动称样单元与样品反应单元之间设置有一样品移动单元，所述样品反应单元可由振动混样机构驱动进行翻转、摆动，且该样品反应单元还连接有一自动注酸投样单元。

所述自动称样单元包括一圆盘状旋转工作平台，该旋转工作平台的下端安装有一分割器，并可由分割器带动进行转动，在旋转工作平台的上端安装有数个沿着旋转工作平台圆周外沿分布的粉末振动筛，所述粉末振动筛的下端具有一出料口，在旋转工作平台的侧端设置有一电子天平，在电子天平的上端放置有一样品伞，且该样品伞位于粉末振动筛的出料口处，在电子天平的旁侧还安装有一控制器。

进一步的，所述自动称样单元包括一圆盘状旋转工作平台，该旋转工作平台的下端安装有一分割器，并可由分割器带动进行转动，在旋转工作平台的上端安装有数个沿着旋转工作平台圆周外沿分布的自动料斗，所述自动料斗包括一料斗主体，在料斗主体的上端具有一上料口，下端具有一下料口，同时在料斗主体内端的下侧安装有一分隔板，在分隔板上具有一与下料口相连通的选料口，所述料斗主体内还安装有一搅拌杆，且该搅拌杆的底端位于分隔板的上端，在搅拌杆的底端还连接有一抹刀，所述搅拌杆可由安装在料斗主体上端的电机驱动进行转动，在搅拌杆的外端还设置有一筛层，在旋转工作平台的侧端设置有一电子天平，在电子天平的上端放置有一样品伞，且该样品伞位于料斗主体的下料口处，在电子天平的旁侧还安装有一控制器。

进一步的，所述样品反应单元包括安装在机架上端的固定支架，在固定支架上安装有一翻转支架，在翻转支架的下端安装有一摇摆支架，在摇摆支架上沿其长轴方向安装有数个并列分布的样品反应杯，在样品反应杯上还安装有一对其内部二氧化碳气体压力值进行检测的数字压力计，所述数字压力计由压力传感器及二次仪表组合而成，同时在翻转支架的上端安装有与样品反应杯一一对应的封压气缸，所述封压气缸的下端悬吊样品伞，所述振动混样机构具体为：所述翻转支架与固定支架之间活动连接，并可由安装在固定支架上的翻转电机驱动进行翻转，所述摇摆支架与翻转支架之间活动连接，且可由安装在翻转支架上的摇摆电机驱动进行摆动。

进一步的，所述样品移动单元包括一沿着机架长轴方向延伸的协同机械臂，该协同机械臂可沿着机架的短轴方向进行往复移动，在协同机械臂上安装有一可沿着协同机械臂长抽方向往复移动的机械夹手。

进一步的，所述自动注酸投样单元包括一储酸容器，该储酸容器内的酸液通过高压注射泵输送至样品反应单元。

进一步的，所述数据采集处理单元包括一安装在机架侧端的电脑移动支架，在电动移动支架的上端放置有一电脑，所述电脑内安装有采集卡及数据处理软件，还包括一与电脑相连的打印机。

进一步的，所述机架的下端还具有一置物空腔，在该置物空腔内放置有空气预热器、样品伞收集清洗桶及冲洗液储存桶。

本发明的优点在于：在本发明中，通过自动称样单元、样品反应单元、数据采集处理单元及样品移动单元的设置，从样品的加料到最后的测定结束均由机械动作，减少了人工劳动，自动化程度高，通过振动混样机构的设置，可在反应的过程中进行翻转、摆动，从而可加快反应速度，提高测定效率，通过自动注酸投样单元的设置，可自动进行加酸，避免因人工加酸而导致的气体泄漏以及对人体的伤害。

对于自动称样单元的设置，通过设置的多个粉末振动筛，可在粉末振动筛放置不同的需要测定的粉末，并通过分割器将需要测定的粉末移动至电子天平处进行自动称重，不仅能够进行自动称重，而且可适用于多种不同粉末的测定，通用性强。

另外对于粉末振动筛，可采用自动料斗进行替换，从而可避免了因振动筛工作时震动的不可控性对称量而造成影响，保证测定结构的准确性。

在本发明中，通过样品反应单元与振动混样机构的设置，通过固定支架、翻转支架、摇摆支架之间的活动连接，以及翻转电机及摇摆电机的驱动，在反应的过程中，可以带动样品反应杯进行翻转、摆动，从而可加快反应的速度，另外通过设置的多个样品反应杯可同时进行多个样品的测定，提高测定效率。

对于样品移动单元的设置，通过协同机械臂在机架短轴上的往复移动，以及机械夹手在协同机械臂上的往复移动，从而可实现机械夹手在自动称样单元与样品反应单元之间进行来回的切换，以及取料、卸料。

在本发明中，通过对自动注酸投样单元的设置，减少多接头连接，克服在测定中气体漏气现象，为准确测定数据提供了保证。

对于数据采集处理单元的设置，采用标准碳酸钙含量和不同测定方法与该仪器的测定值相对比，它们的吻合程度都很好，均在允许误差范围内，分析数字准确可靠。

通过在机架的下端设置一置物空腔，可在该置物空腔内放置空气预热器、样品伞收集清洗桶及冲洗液储存桶等物品，方便物品的同一摆放。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的碳酸盐分析仪的示意图。

图2为本发明中自动称样单元的第一种结构示意图。

图3为本发明中自动称样单元的第二种结构示意图。

图4为本发明中自动料斗的示意图。

图5为本发明中样品反应单元与振动混样机构的示意图。

图6为本发明中样品移动单元的示意图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1-图6所示的一种碳酸盐分析仪，包括

一机架1，在机架1的上端沿着机架的长轴方向依次安装有自动称样单元3、样品反应单元4及数据采集处理单元，在自动称样单元3与样品反应单元4之间设置有一样品移动单元，样品反应单元4可由振动混样机构驱动进行翻转、摆动，且该样品反应单元4还连接有一自动注酸投样单元。

在机架1的下端还具有一置物空腔50，在该置物空腔50内放置有空气预热器51、样品伞收集清洗桶52及冲洗液储存桶53。通过在机架的下端设置一置物空腔50，可在该置物空腔内放置空气预热器51、样品伞收集清洗桶52及冲洗液储存桶53等物品，方便物品的同一摆放。

如图2所示的示意图可知，自动称样单元3的第一种结构为：包括一圆盘状旋转工作平台11，该旋转工作平台11的下端安装有一分割器12，并可由分割器12带动沿着旋转工作平台11的轴线进行自转，在旋转工作平台11的上端安装有数个沿着旋转工作平台11圆周外沿分布的粉末振动筛13，在粉末振动筛13的下端具有一出料口14，在旋转工作平台11的侧端设置有一电子天平15，在电子天平15的上端放置有一样品伞16，同时在电子天平15的上端具有容样品伞16放置的安放座17，且该样品伞16位于粉末振动筛13的出料口处，在电子天平15的旁侧还安装有一控制器。对于自动称样单元3的设置，通过设置的多个粉末振动筛13，可在粉末振动筛13放置不同的需要测定的粉末，并通过分割器12将需要测定的粉末移动至电子天平15处进行自动称重，不仅能够进行自动称重，而且可适用于多种不同粉末的测定，通用性强。

如图3所示的示意图可知，自动称样单元的第二种结构为：包括一圆盘状旋转工作平台11，该旋转工作平台11的下端安装有一分割器12，并可由分割器12带动进行转动，在旋转工作平台11的上端安装有数个沿着旋转工作平台11圆周外沿分布的自动料斗20。

如图4所示的示意图可知，自动料斗20包括一料斗主体21，在料斗主体21的上端具有一上料口22，在料斗主体21的下端具有一下料口23，同时在料斗主体21内端的下侧安装有一分隔板24，在分隔板24上具有一与下料口23相连通的选料口25，在料斗主体21内还安装有一搅拌杆26，且该搅拌杆26的底端位于分隔板24的上端，在搅拌杆26的底端还连接有一抹刀27，搅拌杆26可由安装在料斗主体21上端的电机28驱动进行转动，在搅拌杆26的外端还设置有一筛层29，在旋转工作平台11的侧端设置有一电子天平15，在电子天平15的上端放置有一样品伞16，同时在电子天平15的上端具有容样品伞16放置的安放座17，且该样品伞16位于粉末振动筛13的出料口处，在电子天平15的旁侧还安装有一控制器，在工作时，由电机28驱动搅拌杆26转动，粉末经由筛层29进入底层，再由搅拌杆26上安装的抹刀27将粉末均匀的送至选料口25处，再由下料口23下料至样品伞17中。在本结构中，采用自动料斗20进行替换粉末振动筛，从而可避免了因振动筛工作时震动的不可控性对称量而造成影响，保证测定结构的准确性。

如图5所示的示意图可知，样品反应单元4包括安装在机架1上端的固定支架31，在固定支架31上安装有一翻转支架32，在翻转支架32的下端安装有一摇摆支架33，在摇摆支架33上沿其长轴方向安装有数个并列分布的样品反应杯34，在样品反应杯34上还安装有一对其内部二氧化碳气体压力值进行检测的数字压力计，该数字压力计由压力传感器及二次仪表组合而成，同时在翻转支架32的上端安装有与样品反应杯34一一对应的封压气缸35，在封压气缸35的下端悬吊样品伞，振动混样机构具体为：翻转支架32与固定支架31之间活动连接，且翻转支架32可由安装在固定支架31上的翻转电机36驱动进行翻转，摇摆支架33与翻转支架32之间活动连接，且摇摆支架33可由安装在翻转支架32上的摇摆电机37驱动进行摆动。通过样品反应单元4与振动混样机构的设置，通过固定支架31、翻转支架32、摇摆支架33之间的活动连接，以及翻转电机32及摇摆电机37的驱动，在反应的过程中，可以带动样品反应杯34进行翻转、摆动，从而可加快反应的速度，另外通过设置的多个样品反应杯34可同时进行多个样品的测定，提高测定效率。

自动注酸投样单元包括一储酸容器38，该储酸容器38内的酸液通过高压注射泵输送至样品反应杯34内。在本发明中，通过对自动注酸投样单元的设置，减少多接头连接，克服在测定中气体漏气现象，为准确测定数据提供了保证。

如图6所示的示意图可知，样品移动单元包括一沿着机架1长轴方向延伸的协同机械臂42，该协同机械臂42可沿着机架1的短轴方向进行往复移动，其结构具体为：在机架1长轴方向的两端具有一对对称设置的移动导轨44，同时在协同机械臂43的底端的两侧安装有一对于移动导轨44一一配合的移动滑块45，在协同机械臂42上安装有一可沿着协同机械臂42长抽方向往复移动的机械夹手43，该机械夹手43通过驱动滑块41与协同机械臂42相配合。对于样品移动单元的设置，通过协同机械臂42在机架1短轴上的往复移动，以及机械夹手43在协同机械臂42上的往复移动，从而可实现机械夹手在自动称样单元与样品反应单元之间进行来回的切换，以及取料、卸料。

数据采集处理单元包括一安装在机架1侧端的电脑移动支架6，在电动移动支架6的上端放置有一电脑5，在电脑5内安装有采集卡及数据处理软件，还包括一与电脑5相连的打印机。对于数据采集处理单元的设置，采用标准碳酸钙含量和不同测定方法与该仪器的测定值相对比，它们的吻合程度都很好，均在允许误差范围内，分析数字准确可靠。

工作原理：首先，将需要测定的不同的岩屑分别装入对应的粉末振动筛13中，再由分割器12带动旋转工作平台11转动，将装有对应的岩屑的粉末振动筛13移动至样品伞17的上端，然后粉末振动筛13开始下料，同时，利用电子天平15对样品伞17进行称重，当达到需要的重量后，粉末振动筛13停止下料，然后由机械夹手43移动至样品伞17处，夹取该样品伞17，再将样品伞17输送至对应的样品反应杯34上端的封压气缸35的下端，然后封压气缸35下行，将样品伞17送入样品反应杯34内，并对样品反应杯34封压，而在此之前，需提前从储酸容器38内将酸液泵送至样品反应杯34后，封压后，岩屑与样品反应杯34内的酸液进行反应，在反应的过程中，同时利用翻转电机32及摇摆电机37驱动对应翻转支架32、摇摆支架33摆动，加速反应，然后由数字压力计对样品反应杯34内产生的二氧化碳气体的压力进行检测，并根据该值换算出岩石碳酸盐含量。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种碳酸盐分析仪，其特征在于：包括

一机架，在机架的上端沿着机架的长轴方向依次安装有自动称样单元、样品反应单元及数据采集处理单元，在自动称样单元与样品反应单元之间设置有一样品移动单元，所述样品反应单元可由振动混样机构驱动进行翻转、摆动，且该样品反应单元还连接有一自动注酸投样单元;所述自动称样单元包括一圆盘状旋转工作平台，该旋转工作平台的下端安装有一分割器，并可由分割器带动进行转动，在旋转工作平台的上端安装有数个沿着旋转工作平台圆周外沿分布的粉末振动筛，所述粉末振动筛的下端具有一出料口，在旋转工作平台的侧端设置有一电子天平，在电子天平的上端放置有一样品伞，且该样品伞位于粉末振动筛的出料口处，在电子天平的旁侧还安装有一控制器。

2.根据权利要求1所述的碳酸盐分析仪，其特征在于：所述自动称样单元包括一圆盘状旋转工作平台，该旋转工作平台的下端安装有一分割器，并可由分割器带动进行转动，在旋转工作平台的上端安装有数个沿着旋转工作平台圆周外沿分布的自动料斗，所述自动料斗包括一料斗主体，在料斗主体的上端具有一上料口，下端具有一下料口，同时在料斗主体内端的下侧安装有一分隔板，在分隔板上具有一与下料口相连通的选料口，所述料斗主体内还安装有一搅拌杆，且该搅拌杆的底端位于分隔板的上端，在搅拌杆的底端还连接有一抹刀，所述搅拌杆可由安装在料斗主体上端的电机驱动进行转动，在搅拌杆的外端还设置有一筛层，在旋转工作平台的侧端设置有一电子天平，在电子天平的上端放置有一样品伞，且该样品伞位于料斗主体的下料口处，在电子天平的旁侧还安装有一控制器。

3.根据权利要求1所述的碳酸盐分析仪，其特征在于：所述样品反应单元包括安装在机架上端的固定支架，在固定支架上安装有一翻转支架，在翻转支架的下端安装有一摇摆支架，在摇摆支架上沿其长轴方向安装有数个并列分布的样品反应杯，在样品反应杯上还安装有一对其内部二氧化碳气体压力值进行检测的数字压力计，所述数字压力计由压力传感器及二次仪表组合而成，同时在翻转支架的上端安装有与样品反应杯一一对应的封压气缸，所述封压气缸的下端悬吊样品伞，所述振动混样机构具体为：所述翻转支架与固定支架之间活动连接，并可由安装在固定支架上的翻转电机驱动进行翻转，所述摇摆支架与翻转支架之间活动连接，且可由安装在翻转支架上的摇摆电机驱动进行摆动。

4.根据权利要求1所述的碳酸盐分析仪，其特征在于：所述样品移动单元包括一沿着机架长轴方向延伸的协同机械臂，该协同机械臂可沿着机架的短轴方向进行往复移动，在协同机械臂上安装有一可沿着协同机械臂长抽方向往复移动的机械夹手。

5.根据权利要求1所述的碳酸盐分析仪，其特征在于：所述自动注酸投样单元包括一储酸容器，该储酸容器内的酸液通过高压注射泵输送至样品反应单元。

6.根据权利要求1所述的碳酸盐分析仪，其特征在于：所述数据采集处理单元包括一安装在机架侧端的电脑移动支架，在电动移动支架的上端放置有一电脑，所述电脑内安装有采集卡及数据处理软件，还包括一与电脑相连的打印机。

7.根据权利要求1所述的碳酸盐分析仪，其特征在于：所述机架的下端还具有一置物空腔，在该置物空腔内放置有空气预热器、样品伞收集清洗桶及冲洗液储存桶。