CN111487115A - 一种气动式溶液稀释分配装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气动式溶液稀释分配装置，包括电磁阀一CT1、电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7、溶液标准物质瓶A、稀释液瓶B、定量管C、定容瓶D、超声波定位器H、目标溶液存放瓶I、废液瓶G、辅助氮气瓶GP、压力控制器WYF，本发明能够对溶液标准物质进行自动稀释工作，可实现大制备量低浓度溶液标准物质的现场现配现用。

Description

一种气动式溶液稀释分配装置
技术领域
本发明涉及一种溶液稀释分配装置，属于水质分析技术领域。
背景技术
在水质在线分析仪(仪器)的检测工作中，检测人员一般采用水质溶液标准物质对仪器进行检测和维护工作。低浓度水质溶液标准物质稳定性较差，检测规范一般需要检测人员利用高浓度溶液标准物质进行稀释，在实验人工进行低浓度溶液的现场现配现用，由于水质在线分析仪现场环境复杂，配制条件不能满足规范要求，同时低浓度溶液制备量较大，人工配制工作步骤繁琐，耗时耗力，很难保证稀释后溶液量值的准确性。因此迫切需要一种能在复杂环境条件下自动稀释溶液的技术。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能够对溶液标准物质进行自动稀释、配置自动化程度高的溶液稀释分配装置。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种气动式溶液稀释分配装置，包括电磁阀一CT1、电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7、溶液标准物质瓶A、稀释液瓶B、定量管C、定容瓶D、超声波定位器H、目标溶液存放瓶I、废液瓶G、辅助氮气瓶GP、压力控制器WYF，其中：
所述辅助氮气瓶GP分别与电磁阀一CT1的进口、电磁阀二CT2的进口连接，所述压力控制器WYF安装在辅助氮气瓶GP与电磁阀一CT1的进口、电磁阀二CT2的进口连接的线路上。
所述电磁阀一CT1的常闭出口与溶液标准物质瓶A的管路一的进口连接，所述溶液标准物质瓶A的管路二的出口与电磁阀三CT3的常闭进口连接。所述溶液标准物质瓶A的管路一、溶液标准物质瓶A的管路二均伸入到溶液标准物质瓶A内，且溶液标准物质瓶A的管路一的出口低于溶液标准物质瓶A的管路二的进口。
所述电磁阀二CT2的常闭出口与稀释液瓶B的管路一的进口连接，所述电磁阀二CT2的常开出口与电磁阀五CT5的常闭进口连接，所述稀释液瓶B的管路二的出口与电磁阀七CT7的进口连接，所述电磁阀七CT7的常闭出口与电磁阀三CT3的常开进口连接。所述稀释液瓶B的管路一、稀释液瓶B的管路二均伸入到稀释液瓶B内，且稀释液瓶B的管路一的出口低于稀释液瓶B的管路二的进口。
所述电磁阀三CT3的出口与定量管C的进口连接，所述定量管C的出口与电磁阀四CT4的进口连接，所述电磁阀四CT4的常开出口与废液瓶G连接，所述电磁阀四CT4的常闭出口与定容瓶D的进口管一F连接。所述电磁阀五CT5的出口与定容瓶D的进口二E连接。所述定容瓶D的出口与电磁阀六CT6的常闭进口连接，所述电磁阀六CT6的出口与目标溶液存放瓶I连接。
所述溶液标准物质瓶A的出管的出口。所述进口管一F伸入到定容瓶D内，所述超声波定位器H设置于定容瓶D上，且超声波定位器H位于进口管一F出口与定容瓶D的进口二E之间。
进一步地：还包括触控显示器、电路控制模块，所述触控显示器、电磁阀一CT1、电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7、超声波定位器H、压力控制器WYF均与电路控制模块连接。
优选的：所述电磁阀一CT1、电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7为二位三通电磁阀，其中，所述电磁阀一CT1的常开出口常开，所述电磁阀五CT5的常开进口常开，所述电磁阀六CT6的常开进口常开，所述电磁阀七CT7的常开出口常开。
优选的：所述电磁阀一CT1、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7为直通电磁阀。所述电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4为二位三通电磁阀。
优选的：所述进口二E设置于定容瓶D的侧面。
一种气动式溶液稀释分配方法，包括以下步骤：
步骤1，准备：将溶液标准物质放入溶液标准物质瓶A内，将稀释液放入稀释液瓶B内。
步骤2，开机：此时电磁阀一CT1、电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7均处于常开位。打开辅助氮气瓶GP阀门，压力控制器WYF控制氮气压力。输入溶液标准物质浓度信息、定量管C的添加次数n和压力控制器读数信息。
步骤3，定量环充满溶液标准物质：将电磁阀一CT1、电磁阀三CT3通电，此时电磁阀一CT1的常闭出口、电磁阀三CT3的的常闭进口打开，氮气通过电磁阀一CT1的常闭出口进入到溶液标准物质瓶A，通过压力将溶液标准物质从溶液标准物质瓶A压出，通过电磁阀三CT3的常闭进口进入到定量管C内。保持电磁阀一CT1、电磁阀三CT3通电一段时间，确保定量管C充满，多余液体通过电磁阀四CT4的常开出口流入到废液杯G内。然后将电磁阀一CT1、电磁阀三CT3断电，此时定量管C充满静止的溶液标准物质。
步骤4，定量环充满稀释液：将电磁阀二CT2、电磁阀七CT7通电，此时电磁阀二CT2的常闭出口、电磁阀七CT7常闭出口打开，氮气通过电磁阀二CT2的常闭出口进到稀释液瓶B，通过压力将稀释液压出，通过电磁阀七CT7的常开出口进入到电磁阀三CT3的常开进口，在通过电磁阀三CT3的常开进口进入到定量管C内，保持电磁阀二CT2、电磁阀七CT7通电一段时间，确保定量环充满稀释液，多余液体通过电磁阀四CT4的常开出口流入到废液杯G内。此后，关闭电磁阀二CT2、电磁阀七CT7，此时定量管C充满静止的稀释液。
步骤5，定量环充满溶液标准物质，重复步骤3。
步骤6，定量环注入：将电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电，此时电磁阀二CT2的常闭出口、电磁阀四CT4的常闭出口、电磁阀七CT7常闭出口打开，氮气通过电磁阀二CT2的常闭出口进入到稀释液瓶B，通过压力将稀释液压出，通过电磁阀七CT7的常开出口进入到电磁阀三CT3的常开进口，在通过电磁阀三CT3的常开进口进入到定量管C内，并将定量管C中原有的溶液标准物质压出，通过电磁阀四CT4的常闭出口进入进口管一F注入到定容瓶D内，保持电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电一段时间，确保定量管C内溶液标准物质完全转移至定容瓶D，然后关闭电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7。根据定量管的添加次数n，步骤5、6重复n次。
步骤7，配样：将电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电，此时电磁阀二CT2的常闭出口、电磁阀四CT4的常闭出口、电磁阀七CT7常闭出口打开，氮气通过电磁阀二CT2的常闭出口进入到稀释液瓶B，通过压力将稀释液压出，通过电磁阀七CT7的常开出口进入到电磁阀三CT3的常开进口，在通过电磁阀三CT3的常开进口进入到定量管C内，通过定量管C进入到电磁阀四CT4，通过电磁阀四CT4的常闭出口进入进口管一F注入到定容瓶D内，保持一段时间，待液面上升，并被超声波定位器H检测到液面后，完成定容工作，关闭电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7。此时电磁阀切换到放液状态，打开电磁阀五CT5、电磁阀六CT6，此时氮气通过电磁阀二CT2的常开出口进入到电磁阀五CT5的常闭进口，通过电磁阀五CT5进入到定容瓶D内，瓶内处于正压状态，定容瓶D内的溶液通过电磁阀六CT6的常闭进口进入目标液存放瓶I。
目标液存放瓶I存放的稀释后标准溶液的浓度c为：
Figure BDA0002426835450000031
其中，c为稀释后标准溶液的浓度，V1为定量管C的体积，V2为定容瓶的体积，n为定量管的添加次数，p为压力控制器压力读数，T为环境温度，c0为溶液标准物质的浓度，V1 p,T为压力控制器度数p且环境温度T下定量管C的体积。
进一步地：还包括对清洗定容瓶D的清洗，包括以下步骤：
步骤81，将目标溶液存放瓶I与电磁阀五CT5的出口连接断开，将电磁阀五CT5的出口连接在废液瓶G上。
步骤82，将电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电，此时电磁阀二CT2的常闭出口、电磁阀四CT4的常闭出口、电磁阀七CT7常闭出口打开，氮气通过电磁阀二CT2的常闭出口进入到稀释液瓶B，通过压力将稀释液压出，通过电磁阀七CT7的常开出口进入到电磁阀三CT3的常开进口，在通过电磁阀三CT3的常开进口进入到定量管C内，通过定量管C进入到电磁阀四CT4，通过电磁阀四CT4的常闭出口进入进口管一F注入到定容瓶D内，保持一段时间，待液面上升，并被超声波定位器H检测到液面后，关闭电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7。此时电磁阀切换到放液状态，打开电磁阀五CT5、电磁阀六CT6，此时氮气通过电磁阀二CT2的常开出口进入到电磁阀五CT5的常闭进口，通过电磁阀五CT5进入到定容瓶D内，瓶内处于正压状态，定容瓶D内的溶液通过电磁阀六CT6的常闭进口进入废液瓶G。
步骤83，重复步骤82三次以上，完成定容瓶D的清洗。
优选的：步骤3中保持电磁阀一CT1、电磁阀三CT3通电时间为1-5s。
优选的：步骤4中保持电磁阀二CT2、电磁阀七CT7通电时间为3-7s。
优选的：步骤6中保持电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电时间为3-7s。
本发明相比现有技术，具有以下有益效果：
1.本发明能够对溶液标准物质进行自动稀释工作，可实现大制备量低浓度溶液标准物质的现场现配现用。
2,超声波定位器H位于进口管一F出口与定容瓶D的进口二E之间，进口管一F出口低于H超声波传感器，可使定容过程中减少液面晃动，降低液面波动产生的误差，提高了定位精度。
附图说明
图1为本发明电气原理图。
图2为本发明结构示意图。
图3为密封式容器瓶结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种气动式溶液稀释分配装置，如图1、2所示，包括触控显示器、电路控制模块、电磁阀一CT1、电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7、溶液标准物质瓶A、稀释液瓶B、定量管C、定容瓶D、超声波定位器H、目标溶液存放瓶I、废液瓶G、辅助氮气瓶GP、压力控制器WYF，所述触控显示器、电磁阀一CT1、电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7、超声波定位器H、压力控制器WYF均与电路控制模块连接。在本实施例中，所述电磁阀一CT1、电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7为二位三通电磁阀，在本发明的另一实施例中，所述电磁阀一CT1、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7为直通电磁阀，而所述电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4为二位三通电磁阀，其中：
所述辅助氮气瓶GP分别与电磁阀一CT1的进口、电磁阀二CT2的进口连接，所述压力控制器WYF安装在辅助氮气瓶GP与电磁阀一CT1的进口、电磁阀二CT2的进口连接的线路上。
所述电磁阀一CT1的常闭出口与溶液标准物质瓶A的管路一的进口连接，所述电磁阀一CT1的常开出口常开，所述溶液标准物质瓶A的管路二的出口与电磁阀三CT3的常闭进口连接。所述溶液标准物质瓶A的管路一、溶液标准物质瓶A的管路二均伸入到溶液标准物质瓶A内，且溶液标准物质瓶A的管路一的出口低于溶液标准物质瓶A的管路二的进口。
所述电磁阀二CT2的常闭出口与稀释液瓶B的管路一的进口连接，所述电磁阀二CT2的常开出口与电磁阀五CT5的常闭进口连接，所述电磁阀五CT5的常开进口常开，所述稀释液瓶B的管路二的出口与电磁阀七CT7的进口连接，所述电磁阀七CT7的常闭出口与电磁阀三CT3的常开进口连接，所述电磁阀七CT7的常开出口常开。所述稀释液瓶B的管路一、稀释液瓶B的管路二均伸入到稀释液瓶B内，且稀释液瓶B的管路一的出口低于稀释液瓶B的管路二的进口。
所述电磁阀三CT3的出口与定量管C的进口连接，所述定量管C的出口与电磁阀四CT4的进口连接，所述电磁阀四CT4的常开出口与废液瓶G连接，所述电磁阀四CT4的常闭出口与定容瓶D的进口管一F连接。所述电磁阀五CT5的出口与定容瓶D的进口二E连接。所述定容瓶D的出口与电磁阀六CT6的常闭进口连接，所述电磁阀六CT6的常开进口常开，所述电磁阀六CT6的出口与目标溶液存放瓶I连接。
所述溶液标准物质瓶A的出管的出口。所述进口管一F伸入到定容瓶D内，所述超声波定位器H设置于定容瓶D上，且超声波定位器H位于进口管一F出口与定容瓶D的进口二E之间，进口管一F出口低于H超声波传感器，降低液面波动以提升定位精度。所述进口二E设置于定容瓶D的侧面。定容瓶内管路的位置可使定容过程中减少液面晃动，有利于超声波定位器判断终点工作，达到提高定容精度的目的。
本装置各部件由气液两用管路连接，管路材质为PEEK，通径为2mm。整个装置稀释过程由洁净氮气保护，无环境空气污染风险。使用气压进行溶液稀释转移工作的优点是无接触配制溶液，减少配制溶液过程中的外部污染。
二位三通电磁阀(CT1～CT7)规格为：通径2mm，阀体材质POM、PTEF，工作压力为-50kPa～300kPa。
如图3所示，溶液标准物质瓶A、稀释液瓶B为密封式容器瓶，瓶体材质为高硼硅，瓶盖材质为PP、瓶盖顶部开口固定两个接头与气液两用管路连接，有两个管路，分别为管路一、管路二，管路一为进气/液管，管路二为出气/液管，管路一的出口高于管路二的进口，使得管路一进入的气体能够在瓶内产生压力将瓶内的液体从管路二压出。
定量瓶C为peek材质，通径为2mm。
定容瓶D为高硼硅材质，壁厚3mm，形状为细径胖肚锥底，其中细径部分外径为20mm，高度200mm。胖肚锥底部分宽150mm，高度100mm。锥底部分最低点处开孔，外接管路。
定容瓶顶部密封，超声波定位器距瓶口50mm，顶部第1路管路(进口管一)F通过接口伸入瓶内，管路口距定容瓶顶部150mm，顶部第2路管路连接至侧面E接口。
定容瓶具有密封属性，保证定容过程无环境空气污染风险，并减少液体挥发效应，提高定容精度。
一种气动式溶液稀释分配方法，包括以下步骤：
步骤1，准备：检测人员将溶液标准物质放入溶液标准物质瓶A内，将稀释液放入稀释液瓶B内。
步骤2，开机：检测人员启动装置，此时电磁阀一CT1、电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7均处于常开位，即未
通电，电磁阀内部管路连接有NC(通电)/NO(断电)两种状态，此时电磁阀状态如表1所示：
打开辅助氮气瓶GP阀门，压力控制器WYF控制氮气压力为0.15MPa。输入溶液标准物质浓度信息、定量管C的添加次数n和压力控制器读数信息。
表1.步骤2中电磁阀状态
阀号 CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7
状态 NO NO NO NO NO NO NO
步骤3，定量环充满溶液标准物质：将电磁阀一CT1、电磁阀三CT3通电，此时电磁阀状态如表2所示，当处于开始状态时，此时电磁阀一CT1的常闭出口、电磁阀三CT3的的常闭进口打开，氮气通过电磁阀一CT1的常闭出口进入到溶液标准物质瓶A，通过压力将溶液标准物质从溶液标准物质瓶A压出，通过电磁阀三CT3的常闭进口进入到定量管C内。保持电磁阀一CT1、电磁阀三CT3通电3s，在本发明的另一实施例中，保持电磁阀一CT1、电磁阀三CT3通电1s，在本发明的又另一实施例中，保持电磁阀一CT1、电磁阀三CT3通电5s，确保定量管C充满，多余液体通过电磁阀四CT4的常开出口流入到废液杯G内。然后将电磁阀一CT1、电磁阀三CT3断电，电磁阀处于结束状态，此时定量管C充满静止的溶液标准物质。
表2.步骤3中电磁阀状态
Figure BDA0002426835450000071
步骤4，定量环充满稀释液：将电磁阀二CT2、电磁阀七CT7通电，此时电磁阀状态如表3所示，当处于开始状态时，此时电磁阀二CT2的常闭出口、电磁阀七CT7常闭出口打开，氮气通过电磁阀二CT2的常闭出口进到稀释液瓶B，通过压力将稀释液压出，通过电磁阀七CT7的常开出口进入到电磁阀三CT3的常开进口，在通过电磁阀三CT3的常开进口进入到定量管C内，保持电磁阀二CT2、电磁阀七CT7通电5s，在本发明的另一实施例中，保持电磁阀二CT2、电磁阀七CT7通电3s，在本发明的又另一实施例中，保持电磁阀二CT2、电磁阀七CT7通电7s，确保定量环充满稀释液，多余液体通过电磁阀四CT4的常开出口流入到废液杯G内。此后，关闭电磁阀二CT2、电磁阀七CT7，电磁阀处于结束状态，此时定量管C充满静止的稀释液。
表3.步骤4中电磁阀状态
Figure BDA0002426835450000072
Figure BDA0002426835450000081
步骤5，定量环充满溶液标准物质，重复步骤3。
步骤6，定量环注入：将电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电，此时电磁阀状态如表4所示，当处于开始状态时，此时电磁阀二CT2的常闭出口、电磁阀四CT4的常闭出口、电磁阀七CT7常闭出口打开，氮气通过电磁阀二CT2的常闭出口进入到稀释液瓶B，通过压力将稀释液压出，通过电磁阀七CT7的常开出口进入到电磁阀三CT3的常开进口，在通过电磁阀三CT3的常开进口进入到定量管C内，并将定量管C中原有的溶液标准物质压出，通过电磁阀四CT4的常闭出口进入进口管一F注入到定容瓶D内，保持电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电5s，在本发明的另一实施例中，保持电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电3s，在本发明的又另一实施例中，保持电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电7s，确保定量管C内溶液标准物质完全转移至定容瓶D，然后关闭电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7，电磁阀处于结束状态。根据定量管的添加次数n，步骤5、6重复n次。
表4.步骤6中电磁阀状态
Figure BDA0002426835450000082
步骤7，配样：将电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电，此时电磁阀状态如表5所示，当处于开始状态时，此时电磁阀二CT2的常闭出口、电磁阀四CT4的常闭出口、电磁阀七CT7常闭出口打开，氮气通过电磁阀二CT2的常闭出口进入到稀释液瓶B，通过压力将稀释液压出，通过电磁阀七CT7的常开出口进入到电磁阀三CT3的常开进口，在通过电磁阀三CT3的常开进口进入到定量管C内，通过定量管C进入到电磁阀四CT4，通过电磁阀四CT4的常闭出口进入进口管一F注入到定容瓶D内，保持一段时间，待液面上升，并被超声波定位器H检测到液面后，完成定容工作，关闭电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7。此时电磁阀切换到放液状态，打开电磁阀五CT5、电磁阀六CT6，此时氮气通过电磁阀二CT2的常开出口进入到电磁阀五CT5的常闭进口，通过电磁阀五CT5进入到定容瓶D内，瓶内处于正压状态，定容瓶D内的溶液通过电磁阀六CT6的常闭进口进入目标液存放瓶I。关闭电磁阀五CT5、电磁阀六CT6，电磁阀处于结束状态。
表5.步骤7中电磁阀状态
Figure BDA0002426835450000091
目标液存放瓶I存放的稀释后标准溶液的浓度c为：
Figure BDA0002426835450000092
其中，c为稀释后标准溶液的浓度，V1为定量管C的体积，V2为定容瓶的体积，n为定量管的添加次数，p为压力控制器压力读数，T为环境温度，c0为溶液标准物质的浓度，V1 p,T为压力控制器度数p且环境温度T下定量管C的体积。
步骤8，对清洗定容瓶D的清洗：
步骤81，将目标溶液存放瓶I与电磁阀五CT5的出口连接断开，将电磁阀五CT5的出口连接在废液瓶G上。
步骤82，将电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电，此时电磁阀二CT2的常闭出口、电磁阀四CT4的常闭出口、电磁阀七CT7常闭出口打开，氮气通过电磁阀二CT2的常闭出口进入到稀释液瓶B，通过压力将稀释液压出，通过电磁阀七CT7的常开出口进入到电磁阀三CT3的常开进口，在通过电磁阀三CT3的常开进口进入到定量管C内，通过定量管C进入到电磁阀四CT4，通过电磁阀四CT4的常闭出口进入进口管一F注入到定容瓶D内，保持一段时间，待液面上升，并被超声波定位器H检测到液面后，关闭电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7。此时电磁阀切换到放液状态，打开电磁阀五CT5、电磁阀六CT6，此时氮气通过电磁阀二CT2的常开出口进入到电磁阀五CT5的常闭进口，通过电磁阀五CT5进入到定容瓶D内，瓶内处于正压状态，定容瓶D内的溶液通过电磁阀六CT6的常闭进口进入废液瓶G。
步骤83，重复步骤82三次以上，完成定容瓶D的清洗。
一种气动式溶液稀释分配的校准方法，包括以下步骤。
对压力控制器度数p、环境温度T下定量管C的体积V1 p,T的校准：
步骤1.1)，检测人员记录压力控制器压力读数p、环境温度T，将纯水放入溶液标准物质瓶A内，稀释液瓶B排空，将废液瓶G放置于位于称重天平上。
步骤1.2)，将电磁阀一CT1、电磁阀三CT3通电，电磁阀状态如表2所示，当处于开始状态时，此时电磁阀一CT1的常闭出口、电磁阀三CT3的的常闭进口打开，氮气通过电磁阀一CT1的常闭出口进入到溶液标准物质瓶A，通过压力将纯水从溶液标准物质瓶A压出，通过电磁阀三CT3的常闭进口进入到定量管C内。保持电磁阀一CT1、电磁阀三CT3通电3s，在本发明的另一实施例中，保持电磁阀一CT1、电磁阀三CT3通电1s，在本发明的又另一实施例中，保持电磁阀一CT1、电磁阀三CT3通电5s，确保定量管C充满，多余液体通过电磁阀四CT4的常开出口流入到废液瓶G内。然后将电磁阀一CT1、电磁阀三CT3断电，此时定量管C充满纯水。记录此时称重天平的示数m1-0。
步骤1.3)，将电磁阀二CT2、电磁阀七CT7通电，电磁阀状态如表3所示，当处于开始状态时，此时电磁阀二CT2的常闭出口、电磁阀七CT7常闭出口打开，氮气通过电磁阀二CT2的常闭出口进到稀释液瓶B，氮气经过稀释液瓶B，通过电磁阀七CT7的常开出口进入到电磁阀三CT3的常开进口，最后氮气在通过电磁阀三CT3的常开进口进入到定量管C内，保持电磁阀二CT2、电磁阀七CT7通电5s，在本发明的另一实施例中，保持电磁阀二CT2、电磁阀七CT7通电3s，在本发明的又另一实施例中，保持电磁阀二CT2、电磁阀七CT7通电7s，确保定量环被氮气排空，纯水通过电磁阀四CT4的常开出口流入到废液瓶G内。记录此时称重天平的数据m1-1。此后，关闭电磁阀二CT2、电磁阀七CT7，此时定量管C为排空状态。
步骤14)，计算：
Figure BDA0002426835450000111
式中，V1 p,T压力控制器度数p、环境温度T下定量管C的体积，ρT为环境温度为T时纯水的密度。
步骤1.5)，统计。在不同压力控制器压力读数p、环境温度T下重复步骤1.1)～1.4)，得到不同压力控制器压力读数p、环境温度T下定量管C的体积。压力控制器压力读数p范围为0.12～0.18MPa，环境温度T范围为15～25℃，将得到的不同压力控制器压力读数p、环境温度T下定量管C的体积制表，或者做拟合曲线，存储到电路控制模块，使用时，根据制得的表格或者拟合的曲线得到在给定压力控制器压力读数p、给定环境温度T下定量管C的体积。
对定容瓶D的体积V2的校准：
步骤2.1)，在环境温度20℃条件下，检测人员称重记录目标溶液存放瓶I空瓶重量m2-0，稀释液瓶B中装入纯水。
步骤2.2)，将电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电，电磁阀状态如表5所示，当处于开始状态时，此时电磁阀二CT2的常闭出口、电磁阀四CT4的常闭出口、电磁阀七CT7常闭出口打开，氮气通过电磁阀二CT2的常闭出口进入到稀释液瓶B，通过压力将纯水压出，通过电磁阀七CT7的常开出口进入到电磁阀三CT3的常开进口，在通过电磁阀三CT3的常开进口进入到定量管C内，通过定量管C进入到电磁阀四CT4，通过电磁阀四CT4的常闭出口进入进口管一F注入到定容瓶D内，保持一段时间，待液面上升，并被超声波定位器H检测到液面后，完成定容工作。关闭电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7。此时电磁阀切换到放液状态，打开电磁阀五CT5、电磁阀六CT6，此时氮气通过电磁阀二CT2的常开出口进入到电磁阀五CT5的常闭进口，通过电磁阀五CT5进入到定容瓶D内，瓶内处于正压状态，定容瓶D内的纯水通过电磁阀六CT6的常闭进口进入目标液存放瓶I，取下目标液存放瓶I并称重记录数据m2-1。
步骤2.3)，计算：
Figure BDA0002426835450000112
其中，V2为定容瓶D的体积，ρ20为20℃时水的密度。
本发明通过对定量管C和定容瓶D的体积进行校准，使用校准后的定量管C和定容瓶D的体积，得到的稀释后标准溶液的浓度的精确度更高。
本发明采用气动式无接触定容及放液方式，避免对溶液的污染，提高了溶液的配制精度。
本发明能够对溶液标准物质进行自动稀释工作，可实现大制备量低浓度溶液标准物质的现场现配现用。稀释后溶液量值精确度高、可溯源，可直接用于水质在线分析仪的现场校准工作。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种气动式溶液稀释分配装置，其特征在于：包括电磁阀一CT1、电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7、溶液标准物质瓶A、稀释液瓶B、定量管C、定容瓶D、超声波定位器H、目标溶液存放瓶I、废液瓶G、辅助氮气瓶GP、压力控制器WYF，其中：
所述辅助氮气瓶GP分别与电磁阀一CT1的进口、电磁阀二CT2的进口连接，所述压力控制器WYF安装在辅助氮气瓶GP与电磁阀一CT1的进口、电磁阀二CT2的进口连接的线路上；
所述电磁阀一CT1的常闭出口与溶液标准物质瓶A的管路一的进口连接，所述溶液标准物质瓶A的管路二的出口与电磁阀三CT3的常闭进口连接；所述溶液标准物质瓶A的管路一、溶液标准物质瓶A的管路二均伸入到溶液标准物质瓶A内，且溶液标准物质瓶A的管路一的出口低于溶液标准物质瓶A的管路二的进口；
所述电磁阀二CT2的常闭出口与稀释液瓶B的管路一的进口连接，所述电磁阀二CT2的常开出口与电磁阀五CT5的常闭进口连接，所述稀释液瓶B的管路二的出口与电磁阀七CT7的进口连接，所述电磁阀七CT7的常闭出口与电磁阀三CT3的常开进口连接；所述稀释液瓶B的管路一、稀释液瓶B的管路二均伸入到稀释液瓶B内，且稀释液瓶B的管路一的出口低于稀释液瓶B的管路二的进口；
所述电磁阀三CT3的出口与定量管C的进口连接，所述定量管C的出口与电磁阀四CT4的进口连接，所述电磁阀四CT4的常开出口与废液瓶G连接，所述电磁阀四CT4的常闭出口与定容瓶D的进口管一F连接；所述电磁阀五CT5的出口与定容瓶D的进口二E连接；所述定容瓶D的出口与电磁阀六CT6的常闭进口连接，所述电磁阀六CT6的出口与目标溶液存放瓶I连接；
所述溶液标准物质瓶A的出管的出口；所述进口管一F伸入到定容瓶D内，所述超声波定位器H设置于定容瓶D上，且超声波定位器H位于进口管一F出口与定容瓶D的进口二E之间。
2.根据权利要求1所述气动式溶液稀释分配装置，其特征在于：还包括触控显示器、电路控制模块，所述触控显示器、电磁阀一CT1、电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7、超声波定位器H、压力控制器WYF均与电路控制模块连接。
3.根据权利要求1所述气动式溶液稀释分配装置，其特征在于：所述电磁阀一CT1、电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7为二位三通电磁阀，其中，所述电磁阀一CT1的常开出口常开，所述电磁阀五CT5的常开进口常开，所述电磁阀六CT6的常开进口常开，所述电磁阀七CT7的常开出口常开。
4.根据权利要求1所述气动式溶液稀释分配装置，其特征在于：所述电磁阀一CT1、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7为直通电磁阀；所述电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4为二位三通电磁阀。
5.根据权利要求1所述气动式溶液稀释分配装置，其特征在于：所述进口二E设置于定容瓶D的侧面。
6.一种采用权利要求1所述气动式溶液稀释分配装置的稀释分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，准备：将溶液标准物质放入溶液标准物质瓶A内，将稀释液放入稀释液瓶B内；
步骤2，开机：此时电磁阀一CT1、电磁阀二CT2、电磁阀三CT3、电磁阀四CT4、电磁阀五CT5、电磁阀六CT6、电磁阀七CT7均处于常开位；打开辅助氮气瓶GP阀门，压力控制器WYF控制氮气压力；输入溶液标准物质浓度信息、定量管C的添加次数n和压力控制器读数信息；
步骤3，定量环充满溶液标准物质：将电磁阀一CT1、电磁阀三CT3通电，此时电磁阀一CT1的常闭出口、电磁阀三CT3的的常闭进口打开，氮气通过电磁阀一CT1的常闭出口进入到溶液标准物质瓶A，通过压力将溶液标准物质从溶液标准物质瓶A压出，通过电磁阀三CT3的常闭进口进入到定量管C内；保持电磁阀一CT1、电磁阀三CT3通电一段时间，确保定量管C充满，多余液体通过电磁阀四CT4的常开出口流入到废液杯G内；然后将电磁阀一CT1、电磁阀三CT3断电，此时定量管C充满静止的溶液标准物质；
步骤4，定量环充满稀释液：将电磁阀二CT2、电磁阀七CT7通电，此时电磁阀二CT2的常闭出口、电磁阀七CT7常闭出口打开，氮气通过电磁阀二CT2的常闭出口进到稀释液瓶B，通过压力将稀释液压出，通过电磁阀七CT7的常开出口进入到电磁阀三CT3的常开进口，在通过电磁阀三CT3的常开进口进入到定量管C内，保持电磁阀二CT2、电磁阀七CT7通电一段时间，确保定量环充满稀释液，多余液体通过电磁阀四CT4的常开出口流入到废液杯G内；此后，关闭电磁阀二CT2、电磁阀七CT7，此时定量管C充满静止的稀释液；
步骤5，定量环充满溶液标准物质，重复步骤3；
步骤6，定量环注入：将电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电，此时电磁阀二CT2的常闭出口、电磁阀四CT4的常闭出口、电磁阀七CT7常闭出口打开，氮气通过电磁阀二CT2的常闭出口进入到稀释液瓶B，通过压力将稀释液压出，通过电磁阀七CT7的常开出口进入到电磁阀三CT3的常开进口，在通过电磁阀三CT3的常开进口进入到定量管C内，并将定量管C中原有的溶液标准物质压出，通过电磁阀四CT4的常闭出口进入进口管一F注入到定容瓶D内，保持电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电一段时间，确保定量管C内溶液标准物质完全转移至定容瓶D，然后关闭电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7；根据定量管的添加次数n，步骤5、6重复n次；
步骤7，配样：将电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电，此时电磁阀二CT2的常闭出口、电磁阀四CT4的常闭出口、电磁阀七CT7常闭出口打开，氮气通过电磁阀二CT2的常闭出口进入到稀释液瓶B，通过压力将稀释液压出，通过电磁阀七CT7的常开出口进入到电磁阀三CT3的常开进口，在通过电磁阀三CT3的常开进口进入到定量管C内，通过定量管C进入到电磁阀四CT4，通过电磁阀四CT4的常闭出口进入进口管一F注入到定容瓶D内，保持一段时间，待液面上升，并被超声波定位器H检测到液面后，完成定容工作，关闭电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7；此时电磁阀切换到放液状态，打开电磁阀五CT5、电磁阀六CT6，此时氮气通过电磁阀二CT2的常开出口进入到电磁阀五CT5的常闭进口，通过电磁阀五CT5进入到定容瓶D内，瓶内处于正压状态，定容瓶D内的溶液通过电磁阀六CT6的常闭进口进入目标液存放瓶I；
目标液存放瓶I存放的稀释后标准溶液的浓度c为：
Figure FDA0002426835440000031
其中，c为稀释后标准溶液的浓度，V1为定量管C的体积，V2为定容瓶的体积，n为定量管的添加次数，p为压力控制器压力读数，T为环境温度，c0为溶液标准物质的浓度，V1 p,T为压力控制器度数p且环境温度T下定量管C的体积。
7.根据权利要求6所述稀释分配方法，其特征在于：还包括对清洗定容瓶D的清洗，包括以下步骤：
步骤81，将目标溶液存放瓶I与电磁阀五CT5的出口连接断开，将电磁阀五CT5的出口连接在废液瓶G上；
步骤82，将电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电，此时电磁阀二CT2的常闭出口、电磁阀四CT4的常闭出口、电磁阀七CT7常闭出口打开，氮气通过电磁阀二CT2的常闭出口进入到稀释液瓶B，通过压力将稀释液压出，通过电磁阀七CT7的常开出口进入到电磁阀三CT3的常开进口，在通过电磁阀三CT3的常开进口进入到定量管C内，通过定量管C进入到电磁阀四CT4，通过电磁阀四CT4的常闭出口进入进口管一F注入到定容瓶D内，保持一段时间，待液面上升，并被超声波定位器H检测到液面后，关闭电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7；此时电磁阀切换到放液状态，打开电磁阀五CT5、电磁阀六CT6，此时氮气通过电磁阀二CT2的常开出口进入到电磁阀五CT5的常闭进口，通过电磁阀五CT5进入到定容瓶D内，瓶内处于正压状态，定容瓶D内的溶液通过电磁阀六CT6的常闭进口进入废液瓶G；
步骤83，重复步骤82三次以上，完成定容瓶D的清洗。
8.根据权利要求7所述稀释分配方法，其特征在于：步骤3中保持电磁阀一CT1、电磁阀三CT3通电时间为1-5s。
9.根据权利要求8所述稀释分配方法，其特征在于：步骤4中保持电磁阀二CT2、电磁阀七CT7通电时间为3-7s。
10.根据权利要求9所述稀释分配方法，其特征在于：步骤6中保持电磁阀二CT2、电磁阀四CT4、电磁阀七CT7通电时间为3-7s。
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