CN106770917B - 一种气动搅拌装置及使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种气动搅拌装置及使用方法，属于分析测试仪器领域，它包括储气囊、导气管、电磁阀、单片机、数据线和进气针；储气囊与电磁阀之间、电磁阀与进气针之间通过导气管相连，根据滴定搅拌需要，单片机通过数据线传递信号以控制电磁阀动作，从而控制所述气动装置的通气时长和周期。本发明由底部注入不影响化学反应的气体，搅动反应液，加速溶液中物质传质过程，从而提高滴定效率，且结构简单，自动化程度高，不会带来电磁污染。

Description

一种气动搅拌装置及使用方法
技术领域
本发明属于分析测试仪器领域，具体地涉及一种微型电子滴定仪的核心零部件——反应液搅拌装置，该装置能够根据电子滴定仪滴定动作需要自动化搅拌反应液，提高滴定效率。
背景技术
基于电容耦合非接触电导传感器(C4D)在线监测反应液导电能力变化的微型电子滴定仪采用内径不超过2.0mm的细长绝缘材料管作为一次性滴定反应容器，目前尚无合适的搅拌措施加快电解质在反应液中的传质，因而造成滴定效率较低。如果采用电磁搅拌子或超声震荡搅拌，将不可避免产生电磁污染，严重影响C4D的响应信号，造成测定误差。
本专利采用自动化气动装置满足滴定过程的搅拌，用以加快传质过程，从而提高滴定效率。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种配套微型电子滴定仪的搅拌装置，利用本发明装置和使用方法可以加快滴定反应中反应液的传质过程，从而提高滴定效率。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种用于搅拌微滴定过程中反应液的气动搅拌装置，包括储气囊、导气管、电磁阀、单片机、数据线和进气针；储气囊与电磁阀之间、电磁阀与进气针之间通过导气管相连，根据滴定搅拌需要，单片机通过数据线传递信号以控制电磁阀动作，从而控制所述气动装置的通气时长和周期。
进一步，所述储气囊内的气体是空气或者氮气。
进一步，所述储气囊内的气体压强范围是1.10～1.32大气压。
进一步，所述导气管为外径2.0mm、内径0.8mm的硅胶管。
进一步，所述电磁阀为微型常闭电磁阀。
进一步，所述单片机用于控制电磁阀的动作。也可将本功能集成于微型电子滴定仪的控制中心单片机上。
进一步，所述的通气周期与滴定剂发送周期相同，通气时长小于通气周期，搅拌装置的起始时刻与滴定剂发送时刻保持一致。
进一步，所述的通气时长为通气周期的1/2。
进一步，所述进气针为圆锥状石英玻璃，竖直固定在C4D电极正下方的底座上，露出长度为3～5mm，进气针的底圆直径为1.6mm，锥度为1:3。
本发明还提供一种上述气动搅拌装置的使用方法；采用胶帽底毛细玻璃管作为滴定反应管，装入被滴定液，然后插入C4D电极中直至底部，进气针刺破胶帽伸入反应管内；通过单片机设定通气时长和周期，所述的通气时长和周期与滴定液发送周期和信号采集周期匹配，同时启动滴定和搅拌装置，单片机通过数据线将信号传递至微型电磁阀，开始搅拌工作。
本发明工作原理：由底部注入不影响化学反应的气体，搅动反应液，加速溶液中物质传质过程，从而提高滴定效率。
本发明装置和方法有益效果：
(1)结构简单，自动化程度高；
(2)不会带来电磁污染(免磁力搅拌子和驱动磁场)；
(3)可以根据滴定仪设定的滴定剂发送周期来设定通气搅拌周期和时长，确保C4D收集溶液电导率信号时反应液中没有气泡存在，从而避免电子信号受到干扰；
(4)有效提高滴定效率。
附图说明
图1：本发明结构示意图：1储气囊，2导气管，3电磁阀，4单片机，5进气针,6数据线。
图2：进气针固定及工作示意图：5进气针，7底座，8滴定反应管，9C4D电极。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明装置及使用方法作进一步的解释。但本发明的保护范围不受实施例任何形式上的限制。
实施例1
一种用于搅拌微滴定过程中反应液气动搅拌装置，与微型电子滴定仪配套使用，如图1所示，包括储气囊1、导气管2、电磁阀3、单片机4、进气针5和数据线6。约1.6m3的弹性储气囊内装有1.10～1.32大气压的空气，也可以是氮气，储气囊与微型常闭电磁阀(GLE2010-W24-1，北京杰德莱特科技有限公司)之间、微型常闭电磁阀与石英玻璃进气针之间通过外径2mm、内径0.8mm的硅胶导气管相连；根据滴定系统滴定剂发送周期和C4D信号采集周期设定通气时长和频率，由单片机控制微型常闭电磁阀完成通气搅拌动作。所述的通气周期在30～600秒之间可调、所述的通气时长在2～90秒之间可调。微型常闭电磁阀动作的控制功能也可以集成于微型电子滴定仪的控制中心单片机上。
如图2所示，使用本装置时，直径1.6mm的锥状中空进气针竖直在环氧板底座7上，采用胶帽底毛细玻璃管(内径2mm、外径2.8mm)作为滴定反应管8，装入被滴定液，然后插入C4D电极9中直至底部，进气针刺破胶帽伸入反应管内。通过单片机设定通气时长和周期，使之与滴定液发送周期和信号采集周期匹配。同时启动滴定和搅拌装置即可工作。
例如，以0.5mol/L NaOH为标准滴定液滴定约0.1mol/L HCl样品时，在微型电子滴定仪上设置的滴定剂发送周期为20秒，C4D信号采集周期同样为20秒，时刻为滴定液发送后18秒。根据上述参数，搅拌周期也设定为20秒，每次通气10秒，关闭10秒，此段时间内C4D进行信号采集；通气起始时刻与滴定剂发送保持一致。

Claims (8)

1.一种用于搅拌微滴定过程中反应液的气动搅拌装置，其特征在于它包括储气囊、导气管、电磁阀、单片机、数据线和进气针；储气囊与电磁阀之间、电磁阀与进气针之间通过导气管相连，根据滴定搅拌需要，单片机通过数据线传递信号以控制电磁阀动作，从而控制所述气动搅拌装置的通气时长和周期；所述进气针为圆锥状石英玻璃，竖直固定在C4D电极正下方的底座上，露出长度为3 ~ 5mm，进气针的底圆直径为1.6mm，锥度为1:3。
2.根据权利要求1所述的一种用于搅拌微滴定过程中反应液的气动搅拌装置，其特征在于所述储气囊内的气体是空气或者氮气。
3.根据权利要求1所述的一种用于搅拌微滴定过程中反应液的气动搅拌装置，其特征在于所述储气囊内的气体压强范围是1.10 ~ 1.32大气压。
4.根据权利要求1所述的一种用于搅拌微滴定过程中反应液的气动搅拌装置，其特征在于所述导气管为外径2.0mm、内径0.8mm的硅胶管。
5.根据权利要求1所述的一种用于搅拌微滴定过程中反应液的气动搅拌装置，其特征在于所述电磁阀为微型常闭电磁阀。
6.根据权利要求1所述的一种用于搅拌微滴定过程中反应液的气动搅拌装置，其特征在于所述的通气周期与滴定剂发送周期相同，通气时长小于通气周期，搅拌装置的起始时刻与滴定剂发送时刻保持一致。
7.根据权利要求1所述的一种用于搅拌微滴定过程中反应液的气动搅拌装置，其特征在于所述的通气时长为通气周期的1/2。
8.一种权利要求1-7任何一项所述气动搅拌装置的使用方法，其特征在于它包括如下步骤：采用胶帽底毛细玻璃管作为滴定反应管，装入被滴定液，然后插入C4D电极中直至底部，进气针刺破胶帽伸入反应管内；通过单片机设定通气时长和周期，所述的通气时长和周期与滴定液发送周期和信号采集周期匹配，同时启动滴定和搅拌装置，单片机通过数据线将信号传递至电磁阀，开始搅拌工作。
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