CN112414503B - 一种光纤测定溶剂体积的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光纤测定溶剂体积的方法，先将主控制器连接光纤探头，试剂瓶置于水箱中，光纤探头伸入水箱中，并对称放置在试剂瓶两侧；然后试剂瓶中装入溶剂，光纤探头采集N次光度反馈值的数据，然后得到第一次采集的数据Q＝N次数据之和/N，保存作为初始值；开始定容，光纤探头采集当前数据Q1，主控制器将初始值/当前数据得到的X1与触发值作比较，若X1小于触发值，则再次采集N次数据，并把初始值/当前数据的比值X2与触发值作比较，若X2大于触发值，防误触发延时，延时后，光纤探头再进行采集N次数据，并把初始值/当前数据的比值X3与触发值作比较，若X3大于触发值，判定溶剂达到所需测定体积。本案利用阶跃响应定容，测定速度快，准确率高。

Description

一种光纤测定溶剂体积的方法
技术领域
本发明属于溶剂定容技术领域，特别涉及一种利用光纤测定溶剂体积的方法。
背景技术
随着样品前处理技术的不断改进，特别是固相萃取技术的普及率越来越高，实验室操作人员需要经常对不同溶剂(也叫水样)的体积进行测定。如今，测定工作所面对的困难是，装有溶剂的试剂瓶处于水箱环境中，不由于同溶剂的挥发速度不一样，所以测定需要具备严格的操作要求，尤其是快速挥发的溶剂，否则数据结果会产生偏差。而且，目前本行业针对快速挥发溶剂体积的测定技术还不够成熟，且大多较为依赖复杂的测定装置，因此现有测定方法还尚待突破。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光纤测定溶剂体积的方法，测定速度快，准确率高，且受周围环境影响小。
为达成上述目的，本发明的解决方案为：一种光纤测定溶剂体积的方法，包括以下步骤：
S1工作前准备：主控制器连接光纤探头，试剂瓶置于水箱中，将光纤探头伸入水箱中，并对称放置在试剂瓶两侧；
S2上电初始化：主控制器上电，在主控制器的面板输入溶剂所需的采集次数N、触发值和防误触发时间；
S3确定初始值：试剂瓶中装入溶剂，此时溶剂瓶对应的溶剂液面位置为预定液面，溶剂体积为所需测定的体积，主控制器读取光纤探头采集的光度反馈值，共采集N次光度反馈值的数据，然后得到第一次采集的数据Q＝N次数据之和/N，保存Q作为初始值；然后倒出试剂瓶内的溶剂，此时试剂瓶为空瓶状态，主控制器读取光纤探头采集的光度反馈值，保存当前光度反馈值的数据为空瓶参数；
S4空瓶检测：主控制器把初始值Q与预设的空瓶参数作比较，如果当前数据符合空瓶参数，则判定当前溶剂瓶无溶剂，工作进程停止，并在主控制器的面板报警提示；如果溶剂瓶有溶剂，则进入下一步骤；
S5溶剂定容：溶剂瓶中装有溶剂后，光纤探头采集当前数据Q1，主控制器将初始值/当前数据Q1得到的X1与触发值作比较，若X1小于触发值，则再次采集N次数据，然后得到当前数据Q2＝N次数据之和/N，并把初始值/当前数据Q2的比值X2与触发值作比较，若X2大于触发值，防误触发延时，延时后，光纤探头再进行采集N次数据Q3，得到当前数据Q3＝N次数据之和/N，初始值/当前数据的比值X3与触发值作比较，若X3大于触发值，判定溶剂到预定液面位置，即达到所需测定体积；
S6定容后：倒取定容完成的溶剂，再将试剂瓶放回，重复S4以进行批量定容。
优选地，所述触发值设置为1。
采用上述方案后，相较于现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明最大的特点是利用了光纤传感器的阶跃响应这一特性，通常光纤传感器在对射光束被挡住或者折射时，会产生阶跃响应，阶跃响应是在非常短的时间之内，一般系统的输出在输入量从0跳变为1时的体现。因此，利用阶跃响应的触发响应迅速，进而可以快速在特定的试剂瓶中测算出溶剂的体积，满足快速挥发的溶剂需求，准确率高，当然也适用于普通挥发速度的溶剂需求。其次，本发明受周围环境影响小，除非探头污损，否则光度反馈值不会衰减，无需依赖复杂的测定装置，没有复杂的构件，布置简单，对不同种类的溶剂测定，简单配置参数和调整光纤探头的位置即可使用，方便进行多次测定，自动化程度高，能够实现批量测定，减少人工工作量。
附图说明
图1是本发明一实施例主控制器、面板、光纤探头、试剂瓶和水箱的位置关系示意图；
图2是本发明一实施例的逻辑框图；
图3是本发明一实施例的俯视示意图。
标号说明：
主控制器10、面板101、光纤探头20,30、试剂瓶40，水箱50。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明做详细的说明。
本发明提供一种光纤测定溶剂体积的方法，如图1所示，该方法涉及部件包括主控制器10、面板101、光纤探头20,30、试剂瓶40和水箱50，结合图2，该方法包括以下步骤：
S1工作前准备：主控制器10连接光纤探头20,30，试剂瓶40置于水箱50中，将光纤探头20,30伸入水箱50中，并对称放置在试剂瓶40两侧；
S2上电初始化：主控制器上电，在主控制器的面板101(具体为串口通信连接的人机界面)输入溶剂所需的采集次数N、触发值和防误触发时间；在一实施例中，所述触发值设置为1；
S3确定初始值：试剂瓶中装入溶剂，此时溶剂瓶对应的溶剂液面位置为预定液面，溶剂体积为所需测定的体积，主控制器读取光纤探头采集的光度反馈值，共采集N次光度反馈值的数据，然后得到第一次采集的数据Q＝N次数据之和/N，保存该数据Q作为初始值，然后倒出试剂瓶内的溶剂，此时试剂瓶为空瓶状态，由于光纤探头对于带液体的瓶子和不带液体的瓶子的采集的光纤反馈值不一样，所以如果瓶子的液体为空的话，光纤值是会稳定在一个固定值，因此主控制器读取光纤探头采集的光度反馈值，保存当前光度反馈值的数据为空瓶参数；
S4空瓶检测：主控制器把初始值Q与预设的空瓶参数作比较，如果当前数据符合空瓶参数，则判定当前溶剂瓶无溶剂，工作进程停止，等待溶剂装入，并在主控制器的面板报警提示；如果溶剂瓶装入溶剂，则进入下一步骤；
S5溶剂定容：溶剂瓶中装有溶剂后，光纤探头采集当前数据Q1，主控制器将初始值/当前数据Q1得到的X1与触发值作比较，若X1小于触发值，即X1<1，则再次采集N次数据，然后得到当前数据Q2＝N次数据之和/N，并把初始值/当前数据Q2的比值X2与触发值作比较，若X2大于触发值，即X2>1，防误触发延时，延时后，光纤探头再进行采集N次数据Q3，得到当前数据Q3＝N次数据之和/N，初始值/当前数据的比值X3与触发值作比较，若X3大于触发值，即X3>1，判定溶剂到预定液面位置，即达到所需测定体积，如图3所示，图3为光纤探头在工作时反馈的触发值波形图，其中在1～3S时，溶剂未到触发液面，光纤传感器返回值保持在4000不变。在3～4S时，溶剂到达触发液面，此时光纤反馈值会急速下降到500以下，即发生阶跃响应。在4～6S时，溶剂稳定在触发液面，此时光纤返回值会保持在500以下。在7～8S时，溶剂离开触发液面，再次发生阶跃响应，光纤反馈值急速恢复到正常状态。
S6定容后：倒取定容完成的溶剂，再将试剂瓶放回，重复S4以进行批量定容。
本案所述光纤探头为防水、耐高温材料制成，因此，光纤探头可以直接放入水中，并可应用在加热环境中，特别是在65度以下的环境中可以正常使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。

Claims (2)

1.一种光纤测定溶剂体积的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1工作前准备：主控制器连接光纤探头，试剂瓶置于水箱中，将光纤探头伸入水箱中，并对称放置在试剂瓶两侧；
S2上电初始化：主控制器上电，在主控制器的面板输入溶剂所需的采集次数N、触发值和防误触发时间；
S3确定初始值：试剂瓶中装入溶剂，此时溶剂瓶对应的溶剂液面位置为预定液面，溶剂体积为所需测定的体积，主控制器读取光纤探头采集的光度反馈值，共采集N次光度反馈值的数据，然后得到第一次采集的数据Q＝N次数据之和/N，保存Q作为初始值；然后倒出试剂瓶内的溶剂，此时试剂瓶为空瓶状态，主控制器读取光纤探头采集的光度反馈值，保存当前光度反馈值的数据为空瓶参数；
S4空瓶检测：主控制器把初始值Q与预设的空瓶参数作比较，如果当前数据符合空瓶参数，则判定当前溶剂瓶无溶剂，工作进程停止，并在主控制器的面板报警提示；如果溶剂瓶有溶剂，则进入下一步骤；
S5溶剂定容：溶剂瓶中装有溶剂后，光纤探头采集当前数据Q1，主控制器将初始值/当前数据Q1得到的X1与触发值作比较，若X1小于触发值，则再次采集N次数据，然后得到当前数据Q2＝N次数据之和/N，并把初始值/当前数据Q2的比值X2与触发值作比较，若X2大于触发值，防误触发延时，延时后，光纤探头再进行采集N次数据Q3，得到当前数据Q3＝N次数据之和/N，初始值/当前数据的比值X3与触发值作比较，若X3大于触发值，判定溶剂到预定液面位置，即达到所需测定体积；
S6定容后：倒取定容完成的溶剂，再将试剂瓶放回，重复S4以进行批量定容。
2.如权利要求1所述一种光纤测定溶剂体积的方法，其特征在于：所述触发值设置为1。
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Denomination of invention: A method for measuring solvent volume using optical fiber

Effective date of registration: 20230320

Granted publication date: 20220705

Pledgee: Bank of China Limited Xiamen hi tech Park sub branch

Pledgor: Ruike Group (Xiamen) Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980035527