CN110068650A - 一种多功能水浴氧化滴定分析工作台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多功能水浴氧化滴定分析工作台，包括水浴加热组件(1)和样品滴定分析组件(2)；所述的水浴加热组件(1)包括水浴箱(11)、加热元件(12)、样品杯架(13)和温度传感器(14)，所述的加热元件(12)置于水浴箱(11)内，所述的水浴箱(11)内设有多个样品杯架(13)和温度传感器(14)，各样品杯架(13)位于加热元件(12)上方；所述的样品滴定分析组件(2)，位于水浴加热组件(1)一侧，包括滴定分析位(21)、试剂加液位(22)和废液收集位(23)。与现有技术相比，本发明具有操作方便、成本低、可提高高锰酸盐指数分析仪的精度和速度等优点。
Description
技术领域
本发明涉及高锰酸盐指数分析仪用工作台，尤其是涉及一种多功能水浴氧化滴定分析工作台。
背景技术
高锰酸盐指数，是指在酸性或碱性介质中，以高锰酸钾为氧化剂，处理水样时所消耗的量，以氧的mg/L来表示。水中的亚硝酸盐、亚铁盐，硫化物等还原性无机物和在此条件下可被氧化的有机物，均可消耗高锰酸钾。因此，高锰酸盐指数常被作为地表水体受有机污染物和还原性无机物污染程度的综合指标。
目前高锰酸盐指数测定主要多采用国标GB11892-1989的水浴加热草酸滴定的方法，该方法存在样品和试剂用量大、分析耗时繁琐、精密度欠佳、难以批量分析等缺点。因此，研发人员开始研发自动化高锰酸盐指数分析系统，如中国实用新型专利ZL201820964760.8公开了一种全自动高锰酸盐指数分析系统，设有控制器，包括自动取样装置、自动消解装置，所述自动取样装置包括底座一，所述底座一上设有第二转盘，第二转盘上设有样品瓶，第二转盘的上方设有第三直线运动模组，第三直线运动模组上设有清洗管、取样管，所述自动消解装置包括底座二，沿底座二长度方向依次设有第一转盘、加热滴定区、试剂瓶，第一转盘上设有反应瓶，第一转盘的上方设有第二直线运动模组，第二直线运动模组上设有加样管、纯水管，加样管与取样管之间通过蠕动泵连接，加热滴定区的上方设有滴定杆，所述试剂瓶分别与纯水管、滴定管连接，底座二上设有第一直线运动模组，第一直线运动模组上设有电动抓手。
然而该装置需要多套旋转工作台与多套直线运动模组组合实现自动化检测，结构复杂，成本高，而且精度较差，采用转动机构实现了样品移取的初步功能，但是仍存在转移速度慢、转移精度差等系列问题，对缩短测定时间、降低移取机械结构风险等均不能提供有效保障。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、精度高的多功能水浴氧化滴定分析工作台。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种多功能水浴氧化滴定分析工作台，其特征在于，包括水浴加热组件和样品滴定分析组件；
所述的水浴加热组件包括水浴箱、加热元件、样品杯架和温度传感器，所述的加热元件置于水浴箱内，所述的水浴箱内设有多个样品杯架和温度传感器，各样品杯架位于加热元件上方；
所述的样品滴定分析组件，位于水浴加热组件一侧，包括滴定分析位、试剂加液位和废液收集位。
所述的水浴加热组件和样品滴定分析组件为一体模块化结构，共用同一底座和箱体框架。
所述的水浴箱为封闭式箱体，其底部设有注水口，顶部设有溢流口，多个样品杯架位于箱体中间，用于放置样品杯，所述的温度传感器设有多个，分散设置在箱体内。其中注水口连接直流无刷水泵，通过水泵向水浴箱内注水，注水的高度为溢流口的高度，溢流口通过管道连接水箱，排出多余的水，同时在加热过程中由于水浴箱是封闭的，产生的水蒸气通过溢流口排出，不会造成水蒸气弥漫整个工作台，影响其他组件的使用。
样品杯架上设有防溢弹片，未放置样品杯时，防溢弹片弹出盖住样品杯架的开口，防止水浴箱加热过程中水蒸气溢散。当放置样品杯时，通过样品杯挤压，防溢弹片弹开，将样品杯置于水浴箱内。
所述的加热元件采用大功率不锈钢加热管，所述的水浴箱的材质为不锈钢。
所述的滴定分析位包括放置样品杯的容器，其底部设置的磁力搅拌器和加热器以及温度控制器，侧壁设有采集滴定过程视频的摄像头，以及滴定过程颜色采集器，滴定过程中，样品杯内放置磁子，通过磁力搅拌器搅拌，使样品杯内液体混合均匀，通过加热器和温度控制器控制样品杯内的温度为需要的问题，通过摄像头采集滴定过程的视频，通过颜色采集器采集滴定过程的颜色变化，判定是否滴定完毕。其中颜色采集器为现有高锰酸盐指数分析仪用的滴定终点判断用的装置，如颜色传感模块(基于RGB颜色采集的芯片电路)、摄像头模块(通过图像采集，分析特定区域颜色RGB数据)来判断样品颜色变化，判断滴定终点，从而计算样品中各种待测物质含量。
所述的试剂加液位包括放置样品杯的容器及其底部设置的磁力搅拌器。
所述的废液收集位包括废液杯，该废液杯底部通过管道连接废液缸。
所述的工作台用于高锰酸盐指数分析仪，通过自动化取样装置将样品杯置于样品杯架内加热至需要的温度，然后放入试剂加液位进行加液，再置于滴定分析位进行滴定分析，加液和滴定过程产生的废液从废液收集位排出。
所述的水浴箱侧面还设有标准接口组件，通过标准化穿板电控接插件，实现装置供电、通讯控制的模块化隔离。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明创新地将整个分析实验工作台整合为一个功能化模块，从试剂添加到水浴氧化到颜色滴定判定均在该工作台上完成。
2.多个样品杯放置在工作台上的样品杯架上进行加热，不需要如现有技术那样在一个加热位点进行加热，温度不均，而且在加热时间的分配和与其余工位的衔接上容易产生误差。而本发明采用一个大的水浴槽加热多个样品，加热温度均匀，各样品的加热环境相同，检测精度提高了，而且如某个样品有问题，可以马上换其他样品，不影响接下来的操作，提高了效率。
3.加热到设定温度和时间后，配合自动化取样装置将加热好的样品杯移至试剂加液位，通过加热位、加液位和滴定位的工作时间控制，从而将多个样品依次进行检测，简单方便，而且由于水浴加热组件和样品滴定分析组件一体化模块化设计，安装使用方便，且由于样品位移的距离短，只要配合一个自动化取样装置即可实现样品的移动。
附图说明
图1为本发明工作台结构示意图；
图2为本发明工作台内部结构示意图；
图3为图2的另一侧面结构示意图；
图4为防溢弹片的结构示意图；
图5为防溢弹片另一视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1-2所示，一种多功能水浴氧化滴定分析工作台，包括水浴加热组件1和样品滴定分析组件2；所述的水浴加热组件1和样品滴定分析组件2为一体模块化结构，共用同一底座和箱体框架。
其中，所述的水浴加热组件1包括水浴箱11、加热元件12、样品杯架13和温度传感器14，所述的加热元件12置于水浴箱11内，所述的水浴箱11内设有多个样品杯架13和温度传感器14，各样品杯架13位于加热元件12上方；所述的水浴箱11为封闭式箱体，其底部设有注水口15，顶部设有溢流口16，多个样品杯架13位于箱体中间，用于放置样品杯，所述的温度传感器14设有多个，分散设置在箱体内。其中注水口连接直流无刷水泵，通过水泵向水浴箱内注水，注水的高度为溢流口的高度，溢流口通过管道连接水箱，排出多余的水，同时在加热过程中由于水浴箱是封闭的，产生的水蒸气通过溢流口排出，不会造成水蒸气弥漫整个工作台，影响其他组件的使用。样品杯架13上设有防溢弹片17，未放置样品杯时，防溢弹片17弹出盖住样品杯架13的开口，防止水浴箱11加热过程中水蒸气溢散。防溢弹片17的结构如图4-5所示，包括盖板171和回弹机构，回弹机构包括固定扣172、固定销174和弹性件，挡板固定扣172固定安装在水浴箱11顶板的下表面，固定销174安装于固定扣172内，弹性件安装在固定销174上，盖板171一侧通过连接安装块176活动安装在固定销174上。弹性件为螺旋扭转弹簧175，螺旋扭转弹簧175的触脚抵压在盖板171上，并在螺旋扭转弹簧175的作用下，盖板171以固定销174为轴转动。回弹机构以及盖板171设有一对，对称设于样品杯架13顶部通孔177的两侧。通孔177的开口形状与样品杯的形状相匹配，为圆形通孔，两个盖板171拼接后的面积大于通孔的开口，平时不使用时，盖板171在回弹机构作用下将通孔177完全密封，保证高温气体或液体不溢出；当需要放置样品杯时，样品杯在重力作用下压迫盖板171，使通孔177打开，使得样品杯顺利放入水浴设备中进行水浴加热，结束后，取出样品杯，盖板171在回弹机构作用下再次将通孔177完全密封，有效防止水蒸气及高温液体溢出，操作更为便捷、安全。
所述的加热元件12采用大功率不锈钢加热管，所述的水浴箱11的材质为不锈钢。所述的水浴箱11侧面还设有标准接口组件3，通过标准化穿板电控接插件，实现装置供电、通讯控制的模块化隔离。
所述的样品滴定分析组件2，位于水浴加热组件1一侧，包括滴定分析位21、试剂加液位22和废液收集位23。所述的滴定分析位21包括放置样品杯的容器，其底部设置的磁力搅拌器和加热器以及温度控制器，侧壁设有采集滴定过程视频的摄像头，以及滴定过程颜色采集器，滴定过程中，样品杯内放置磁子，通过磁力搅拌器搅拌，使样品杯内液体混合均匀，通过加热器和温度控制器控制样品杯内的温度为需要的问题，通过摄像头采集滴定过程的视频，通过颜色采集器采集滴定过程的颜色变化，判定是否滴定完毕。其中颜色采集器为现有高锰酸盐指数分析仪用的滴定终点判断用的装置，如颜色传感模块(基于RGB颜色采集的芯片电路)、摄像头模块(通过图像采集，分析特定区域颜色RGB数据)来判断样品颜色变化，判断滴定终点，从而计算样品中各种待测物质含量。所述的试剂加液位22包括放置样品杯的容器及其底部设置的磁力搅拌器。所述的废液收集位23包括废液杯，该废液杯底部通过管道连接废液缸。所述的工作台用于高锰酸盐指数分析仪，通过自动化取样装置将样品杯置于样品杯架13内加热至需要的温度，然后放入试剂加液位22进行加液，再置于滴定分析位21进行滴定分析，加液和滴定过程产生的废液从废液收集位23排出。
Claims (10)
1.一种多功能水浴氧化滴定分析工作台，其特征在于，包括水浴加热组件(1)和样品滴定分析组件(2)；
所述的水浴加热组件(1)包括水浴箱(11)、加热元件(12)、样品杯架(13)和温度传感器(14)，所述的加热元件(12)置于水浴箱(11)内，所述的水浴箱(11)内设有多个样品杯架(13)和温度传感器(14)，各样品杯架(13)位于加热元件(12)上方；
所述的样品滴定分析组件(2)，位于水浴加热组件(1)一侧，包括滴定分析位(21)、试剂加液位(22)和废液收集位(23)。
2.根据权利要求1所述的一种多功能水浴氧化滴定分析工作台，其特征在于，所述的水浴加热组件(1)和样品滴定分析组件(2)为一体模块化结构，共用同一底座和箱体框架。
3.根据权利要求1所述的一种多功能水浴氧化滴定分析工作台，其特征在于，所述的水浴箱(11)为封闭式箱体，其底部设有注水口(15)，顶部设有溢流口(16)，多个样品杯架(13)位于箱体中间，用于放置样品杯，所述的温度传感器(14)设有多个，分散设置在箱体内。
4.根据权利要求1或3所述的一种多功能水浴氧化滴定分析工作台，其特征在于，样品杯架(13)上设有防溢弹片，未放置样品杯时，防溢弹片弹出盖住样品杯架(13)的开口，防止水浴箱(11)加热过程中水蒸气溢散。
5.根据权利要求1所述的一种多功能水浴氧化滴定分析工作台，其特征在于，所述的加热元件(12)采用大功率不锈钢加热管，所述的水浴箱(11)的材质为不锈钢。
6.根据权利要求1所述的一种多功能水浴氧化滴定分析工作台，其特征在于，所述的滴定分析位(21)包括放置样品杯的容器，其底部设置的磁力搅拌器和温度控制器，侧壁设有采集滴定过程视频的摄像头，以及滴定过程颜色采集器。
7.根据权利要求1所述的一种多功能水浴氧化滴定分析工作台，其特征在于，所述的试剂加液位(22)包括放置样品杯的容器及其底部设置的磁力搅拌器。
8.根据权利要求1所述的一种多功能水浴氧化滴定分析工作台，其特征在于，所述的废液收集位(23)包括废液杯，该废液杯底部通过管道连接废液缸。
9.根据权利要求1所述的一种多功能水浴氧化滴定分析工作台，其特征在于，所述的工作台用于高锰酸盐指数分析仪，通过自动化取样装置将样品杯置于样品杯架(13)内加热至需要的温度，然后放入试剂加液位(22)进行加液，再置于滴定分析位(21)进行滴定分析，加液和滴定过程产生的废液从废液收集位(23)排出。
10.根据权利要求1所述的一种多功能水浴氧化滴定分析工作台，其特征在于，所述的水浴箱(11)侧面还设有标准接口组件(3)。
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