CN111505202B - 一种多功能稀释/滴定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能稀释/滴定装置，包括注射泵、电磁阀、稀释/滴定液瓶、原液瓶和收集瓶。其中电磁阀连接注射泵、进液管和排液管，上位机控制端连接电磁阀、注射泵及手动控制器的控制端口。本装置通过上位机控制端对电磁阀和注射泵协同控制，采用注射泵精确控制吸液和排液，电磁阀控制液体进出流路的方式实现稀释和滴定两种工作模式。稀释模式下可实现对多种不同设定参数的样品稀释，且每次样品稀释过程中稀释液可对管路进行清洗，避免待稀释原液的残留，从而提高了稀释精度。滴定模式下可设置自动滴定和手动滴定，在滴定过程中可以通过手持按键控制装置自由控制滴定速率，以在滴定终点实现精确滴定。

Description

一种多功能稀释/滴定装置

技术领域

本申请属于仪器设备技术领域，具体涉及一种多功能稀释/滴定装置，可应用于环境检测分析、矿物分析、药物分析等行业中的溶液配标、标准溶液制备、样品稀释及污染物测定等场合。

背景技术

溶液稀释与配液是分析检测过程中的常规操作，实际样品、标准溶液配制过程中会频繁遇到。由于溶液稀释操作对液体取样精度要求高，在现有人工操作过程中不可避免地产生误差，且在实际检测过程中，样品的稀释、标准溶液的配制需要的稀释操作频繁。对有机溶液和无机溶液的稀释过程中普遍采用的移液器，在使用过程中需要不同类型及规格，且长期实验易造成交叉污染。现有的稀释仪器在使用过程中存在原液的在管路中的残留，从而导致稀释过程中存在误差。本系统采用原液吸液与稀释液排出共用管路，实现少量原液吸取的同时，稀释液的完全冲洗，从而避免原液在管路残留而导致样品稀释的误差。本装置实现方式简单，结构设计简洁，组成单元通用易得，成本低，不但可以实现精确的稀释，还能够实现精密滴定。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种高精度自动配液、自动稀释或者精确滴定装置。为实现本发明专利的目的，采用的技术方案为：

一种多功能稀释/滴定装置，包括：

注射泵、稀释/滴定液瓶、原液瓶和收集瓶；

以及，

电磁阀，所述电磁阀为三通电磁阀，所述电磁阀的第一通道连通注射泵，所述电磁阀的第二通道连通稀释/滴定液瓶，所述电磁阀的第三通道与原液瓶和收集瓶可切换地连通；

控制器，所述控制器用于控制电磁阀在第一通道与第二通道导通的第一状态和第一通道与第三通道导通的第二状态之间切换；

在第一状态，所述注射泵能够从所述稀释/滴定液瓶吸取稀释/滴定液；在第二状态，所述注射泵能够将所吸取稀释/滴定液排出。

按上述方案，所述装置的稀释过程包括：控制电磁阀至第二状态，所述注射泵从原液瓶中抽取设定量的待稀释原液，然后电磁阀切换到第一状态，注射泵按设定稀释倍数从稀释/滴定液瓶中吸取一定量的稀释液，重新切换至第二状态并将第三通道切换至与收集瓶连通，将原液与稀释液一起排入收集瓶中混合稀释。

按上述方案，所述装置的滴定过程包括：控制电磁阀至第一状态，注射泵与稀释/滴定液瓶连通并吸取稀释/滴定液瓶中与排液管路相同体积的滴定液，然后操控电磁阀切换到第二状态，将所吸取的滴定液注入原液瓶。

按上述方案，包括以下步骤：所述注射泵从原液瓶中抽取设定量的待稀释原液临时存储在排液管路中。

按上述方案，注射泵按设定稀释倍数从稀释/滴定液瓶中吸取一定量的稀释液临时存储在注射泵内。

按上述方案，还包括设置于管路连接处的对射式液位传感器，用于检测管路是否有液体，通过所述对射式液位传感器在每次运行过程中可对吸液量进行校正。

按上述方案，所述校正的方法为：

体积校正：管路连接端至管路吸排液端中液体先被排空，将管路吸排液端插入液体进行吸液，在校正模式下当管路液面到对射式液位传感器时系统停止吸液，控制端记录的液体量即被校正为进液端至对射式液位传感器位置处的实际吸量；

速率校正：手持按键控制器两端分别设置有左液位传感器和右液位传感器，校正时，吸液或排液按设定速率运行，当管路液体液面分别经过两个液位传感器时记录时间差，通过管路实际体积计算实际流动速率并对设定速率校正。

按上述方案，所述控制器为上位机控制端，包括控制电路板及与其连接的液晶显示屏、按键模块、手持按键控制装置，所述手持按键控制装置用于执行具体的控制操作。

按上述方案，在滴定过程中，注射泵抽取3/4量程滴定液，随后电磁阀切换，通过手动按键控制器控制，滴定溶液按设定速率或手动调节速率对样品进行滴定。

按上述方案，所述手持按键控制装置包括：用以显示进液类型和状态的状态指示灯，其中，红色常亮表示仪器待机状态，红色闪烁表示仪器故障或未知错误，绿色表示正常运行状态，绿色闪烁表示暂停状态；

以及三个操作按键，包括开始/暂停/停止、加速及减速按键。

本发明产生的有益效果是：

1.待稀释原液采用排液管路吸取，只在管路停留并在稀释时全部排出，且每次样品稀释过程中稀释液可对管路进行清洗，避免待稀释原液的残留，从而提高了稀释精度，此种方式在多次样品稀释过程中有效避免样品的交叉污染。

2.手动按键控制器实现在吸液与排液转移过程中吸液和排液过程的灵活控制。采用手动按键控制能自由控制稀释和滴定过程中的排液及吸液速率，在装置运行过程中可通过按键控制稀释过程的启动、暂停和停止，根据指示灯判断运行状态，操作灵活。手动控制器通过蓝牙无线连接与主机通讯，操作方便避免了操作过程中通讯线的干扰，液位传感器的设置方便每次操作过程中对吸液量的校正，提高了准确性。

3.手持按键控制装置与上位机控制端的按键及显示模块功能同步，通过手动端控制的操作流程可在显示端实时显示或记录排液/吸液量及运行终点。在实际操作过程中显著提高了灵活性。

4.可在初始参数设置多组样品参数，在运行过程中上位机控制端自动记录样品号及溶液量，每完成一个样品可以通过手持按键控制装置快速切换下一样品，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的多功能稀释/滴定装置的结构示意图(稀释模式)；

图2为本发明实施例公开的多功能稀释/滴定装置的结构示意图(滴定模式)；

图3为本发明实施例公开的多功能稀释/滴定装置的手持按键控制装置结构示意图。

图中：1、上位机控制端，2、手持按键控制装置，3、电磁阀，31、电磁阀第一通道，32、电磁阀第二通道，33、电磁阀第三通道，4、注射泵，5、稀释/滴定液瓶，6、原液瓶，7、收集瓶1，8、收集瓶2，21、连接管路，22、左液位传感器，23、状态指示灯，24、第一按键，25、第二按键，26、第三按键，27、吸排液管路，28、右液位传感器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种多功能稀释/滴定装置，包括：注射泵4(由步进电机驱动)、稀释/滴定液瓶5、原液瓶6和收集瓶7，8；以及，电磁阀，所述电磁阀3为三通电磁阀，所述电磁阀的第一通道31连通注射泵4，所述电磁阀的第二通道32连通稀释/滴定液瓶5，所述电磁阀的第三通道33与原液瓶6和收集瓶7，8可切换地连通；控制器，所述控制器用于控制电磁阀3在第一通道31与第二通道32导通的第一状态和第一通道31与第三通道33导通的第二状态之间切换；在第一状态，所述注射泵4能够从所述稀释/滴定液瓶5吸取稀释/滴定液；在第二状态，所述注射泵4能够将所吸取稀释/滴定液排出。

在本申请中，所述装置的稀释过程包括：控制电磁阀3至第二状态，所述注射泵4从原液瓶6中抽取设定量的待稀释原液，然后电磁阀3切换到第一状态，注射泵4按设定稀释倍数从稀释/滴定液瓶5中吸取一定量的稀释液，重新切换至第二状态并将第三通道33切换至与收集瓶7，8连通，将原液与稀释液一起排入收集瓶7，8中混合稀释。

按上述方案，所述装置的滴定过程包括：控制电磁阀3至第一状态，注射泵4与稀释/滴定液瓶5连通并吸取稀释/滴定液瓶5中与排液管路相同体积的滴定液，从稀释/滴定液瓶5中吸取与排液管路相同体积的稀释液并排空可以达到清洗管路目的，这样可以在稀释前完成对排液管路的清洗，然后操控电磁阀3切换到第二状态，将所吸取的滴定液排空。

按上述方案，包括以下步骤：所述注射泵4从原液瓶6中抽取设定量的待稀释原液临时存储在排液管路中。

按上述方案，注射泵4按设定稀释倍数从稀释/滴定液瓶5中吸取一定量的稀释液临时存储在注射泵4内。

按上述方案，还包括设置于管路连接处的对射式液位传感器22，28，用于检测管路是否有液体，通过所述对射式液位传感器在每次运行过程中可对吸液量进行校正。

按上述方案，所述校正的方法为：

体积校正：管路连接端21至管路吸排液端27中液体先被排空，将管路吸排液端27插入液体进行吸液，在校正模式下当管路液面到对射式液位传感器22，28时系统停止吸液，控制端记录的液体量即被校正为进液端至对射式液位传感器22，28位置处的实际吸量。

速率校正：控制器两端分别设置有液位传感器，校正时，吸液或排液按设定速率运行，当管路液体液面分别经过两个液位传感器时记录时间差，通过实际体积计算实际流动速率并对设定速率校正。

本申请通过上述校正方法，使得整个装置的滴定/稀释精度大幅提升，并且，本申请的体积校正和速率校正可分别或者组合使用。

按上述方案，所述控制器1为上位机控制端，包括控制电路板及与其连接的液晶显示屏、按键模块、手持按键控制装置2，所述手持按键控制装置2用于执行具体的控制操作。

在本申请的一个实施例中，稀释模式及方法概述如下：

如图1所示，在稀释模式下包括上位机控制端1、手持按键控制装置2、电磁阀3、注射泵4、稀释/滴定液瓶5、原液瓶6和若干个收集瓶。上位机控制端1连接电磁阀3和注射泵4的通讯口；手持按键控制装置2连接上位机控制端1，用于数据和指令的发送和接收；注射泵4连接电磁阀第一通道31，稀释/滴定液瓶5连接电磁阀第二通道32，电磁阀第三通道33连接原液瓶6。稀释前可通过上位机控制端1一次性设置多组稀释样品的原液量、稀释比例和稀释速率。在仪器初始化时，电磁阀3内部第一通道31与第二通道32导通，外部与注射泵4出口连接，电磁阀第二通道32外部连接稀释/滴定液瓶5。在注射泵4通过吸液管路吸取与排液管路相同体积的稀释液，然后电磁阀3切换，第一通道31与第三通道33导通后，通过注射泵4对排液管路进行清洗。在设定完成稀释参数后开始稀释时，首先电磁阀3第一通道31与第三通道33导通，在手持按键控制装置控制下注射泵4通过第三通道33从原液瓶6中抽取设定量的待稀释原液，然后电磁阀3切换到第一通道31与第二通道32导通，其它通道关闭。注射泵4将按设定稀释倍数从稀释/滴定液瓶5中吸取一定量的稀释液，当排液管路转移到收集瓶7，并在手持按键控制装置2控制下，稀释液通过电磁阀第三通道33进入缓冲管路并与原液一起排入收集瓶7中混合稀释。在稀释过程中注射泵4可根据设定稀释倍数对稀释液进行多次吸取并排入收集瓶7，以达到设定稀释倍数，同时也对管路起到清洗作用。待稀释样品完成，在手持按键控制装置控制2下，根据设定参数在收集瓶8中进行下一个的样品稀释。

进一步地，本申请的手持按键控制装置置于稀释液/滴定液出液管端，并与管路连接处设有对射式液位传感器用于检测管路是否有液体，通过液位传感器稀释仪/滴定仪在每次运行过程中可对吸液量进行校正。手持按键控制装置安装有低功耗蓝牙模块，与主控板通过无线连接的方式进行通信，用于系统的功能选择和参数设定，控制加液及吸液过程中的启动、暂停、停止及速率调节等基本操作；当操作完成后按键控制器可置于主机特定位置自动充电。

在本申请的一个实施例中，滴定模式及方法概述如下：

如图2所示，包括上位机控制端1、手持按键控制装置2、电磁阀3、注射泵4、滴定液瓶5、待滴定液瓶6。上位机控制端1连接电磁阀3和注射泵4的通讯口，手持按键控制装置2连接上位机控制端1，用于数据及指令的发送和接收。注射泵4连接电磁阀3的第一通道31，滴定液瓶5连接电磁阀3的第二通道32，待滴定液瓶6连接电磁阀3的第三通道33。滴定前可通过上位机控制端1设置滴定样品的滴定液量和滴定速率。在仪器初始化时，电磁阀3内部第一通道31与第二通道32导通，并吸取滴定液瓶5中与排液管路相同体积的稀释液，然后电磁阀3切换到第一通道31与第三通道33导通，对排液管路进行清洗。开始滴定后，在手动按键控制器2控制下，电磁阀3的第一通道31与第二通道32导通，注射泵吸取3/4量程滴定液，并在手动控制器2控制下在待滴定液瓶6中进行滴定。当系统预设滴定液量和滴定速率时，注射泵按照一定速率排出定量滴定溶液，在滴定过程中排液速率可以根据实际需要通过手动按键控制器2进行调节，上位机控制端1实时监控当前的滴定液量。当滴定液量达到系统预设值时，系统便停止滴定，这时可以通过手持按键控制装置2继续控制滴定液量以在终点精确滴定或通过按键控制进行下一样品滴定的切换。当系统没有预设滴定液量和滴定速率时，可以自由控制滴定液量，上位机控制端1会实时记录滴定液体量。

在本申请的实施中，如图3所示，一种多功能稀释/滴定装置的手持按键控制装置2包括与其连接的管路21、左液位传感器22，右液位传感器28，状态指示灯23，第一按键24，第二按键25及第三按键26。在稀释或滴定时，液体管路通过手持按键控制装置加液或吸液，其中状态指示灯23可显示仪器运行状态，如红色常亮表示仪器待机状态，红色闪烁表示仪器故障或未知错误，绿色表示正常运行状态，绿色闪烁表示暂停状态。在操作过程中，通过第二按键25启动稀释或滴定程序，运行状态下通过第一按键24第三按键26控制运行速率的增减，第二按键25控制运行暂停和恢复，长按停止。此外在滴定或稀释过程中通过双击第一按键24和第三按键26来切换顺序样品。校正时管路连接端21至管路吸排液端27中液体先被排空，吸排液端管路27插入液体进行吸液，在校正模式下当管路液面到液面传感器22时系统停止吸液，控制端记录的液体量即被校正为进液端至液体传感器22位置处的实际吸量。上述控制过程中系统运行状态实时显示于上位机控制端1的显示屏，通过手持按键控制装置与上位机控制端的协同控制，在样品操作灵活性的情况下，提高了工作效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种多功能稀释/滴定装置，其特征在于，包括：

注射泵(4)、稀释/滴定液瓶(5)、原液瓶(6)和收集瓶(7，8)；

以及，

电磁阀(3)，所述电磁阀(3)为三通电磁阀，所述电磁阀的第一通道(31)连通注射泵(4)，所述电磁阀的第二通道(32)连通稀释/滴定液瓶(5)，所述电磁阀的第三通道(33)与原液瓶(6)和收集瓶(7，8)可切换地连通；

控制器(1)，所述控制器(1)用于控制电磁阀(3)在第一通道(31)与第二通道(32)导通的第一状态和第一通道(31)与第三通道(33)导通的第二状态之间切换；

在第一状态，所述注射泵(4)能够从所述稀释/滴定液瓶(5)吸取稀释/滴定液；在第二状态，所述注射泵(4)能够将所吸取稀释/滴定液排出；

在仪器初始化时，电磁阀(3)内部第一通道(31)与第二通道(32)导通，外部与注射泵(4)出口连接，电磁阀第二通道(32)外部连接稀释/滴定液瓶(5)；注射泵(4)通过吸液管路吸取与排液管路相同体积的稀释液，然后电磁阀(3)切换，第一通道(31)与第三通道(33)导通后，通过注射泵(4)对排液管路进行清洗；

还包括设置于管路连接处的对射式液位传感器(22)，用于检测管路是否有液体，通过所述对射式液位传感器在每次运行过程中可对吸液量进行校正；

所述控制器(1)为上位机控制端，包括控制电路板及与其连接的液晶显示屏、按键模块、手持按键控制装置(2)，所述手持按键控制装置(2)与所述控制器(1)通过蓝牙连接；

所述校正的方法包括：

体积校正：管路连接端(21)至管路吸排液端(27)中液体先被排空，将管路吸排液端(27)插入液体进行吸液，在校正模式下当管路液面到对射式液位传感器(22)时系统停止吸液，控制端记录的液体量即被校正为进液端至对射式液位传感器(22)位置处的实际吸量；

速率校正：手持按键控制装置(2)两端分别设置有左液位传感器(22)和右液位传感器(28)，校正时，吸液或排液按设定速率运行，当管路液体液面分别经过两个液位传感器(22)和右液位传感器(28)时记录时间差，通过管路实际体积计算实际流动速率并对设定速率校正。

2.根据权利要求1所述的多功能稀释/滴定装置，其特征在于，所述装置的稀释过程包括：控制电磁阀(3)至第二状态，所述注射泵(4)从原液瓶(6)中抽取设定量的待稀释原液，然后电磁阀(3)切换到第一状态，注射泵(4)按设定稀释倍数从稀释/滴定液瓶(5)中吸取一定量的稀释液，重新切换至第二状态并将第三通道(33)切换至与收集瓶(7，8)连通，将原液与稀释液一起排入收集瓶(7，8)中混合稀释。

3.根据权利要求1或2所述的多功能稀释/滴定装置，其特征在于，所述装置的滴定过程包括：控制电磁阀(3)至第一状态，注射泵(4)与稀释/滴定液瓶(5)连通并吸取稀释/滴定液瓶(5)中与排液管路相同体积的滴定液，然后操控电磁阀(3)切换到第二状态，将所吸取的滴定液排出以清洗管路残留液体。

4.根据权利要求2所述的多功能稀释/滴定装置，其特征在于，包括以下步骤：所述注射泵(4)从原液瓶(6)中抽取设定量的待稀释原液临时存储在排液管路中。

5.根据权利要求2所述的多功能稀释/滴定装置，其特征在于，注射泵(4)按设定稀释倍数从稀释/滴定液瓶(5)中吸取一定量的稀释液临时存储在注射泵(4)内。

6.根据权利要求1或2所述的多功能稀释/滴定装置，其特征在于，所述手持按键控制装置(2)用于执行具体的控制操作，包括：用以显示进液类型和状态的状态指示灯，其中，红色常亮表示仪器待机状态，红色闪烁表示仪器故障或未知错误，绿色表示正常运行状态，绿色闪烁表示暂停状态；

以及三个操作按键，包括开始/暂停/停止、加速及减速按键。

7.根据权利要求6所述的多功能稀释/滴定装置，其特征在于，在滴定过程中，注射泵(4)抽取3/4量程滴定液，随后电磁阀切换，通过手持按键控制装置(2)控制，滴定溶液按设定速率或手动调节速率对样品进行滴定。

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