CN114113067A - 一种炭黑吸碘值的自动测量仪器 - Google Patents

Abstract

一种炭黑吸碘值的自动测量仪器，由在仪器壳体内设置有电源模块连接单片机且连接触摸屏、转盘定位开关、A/D转换器且连接光电颜色传感器和光源、伺服驱动器且连接伺服电机、磁力搅拌器、步进电机驱动器1且连接碘溶液注射泵电机、移液加液清洗电控阀、步进电机驱动器2且连接淀粉滴定蠕动泵步进电机、步进电机驱动器3、试剂滴定注射泵、滴定控制阀、步进电机驱动器4、移液加液清洗纵向位移步进电机、滴定纵向位移步进电机，伺服电机连接离心分离试管架转盘，转盘上间隔设置滴定试管混匀离心试管，磁力搅拌组合连接固定在横向滑台模组驱动器电机托架上，实现自动混匀分离滴定的自动化检测炭黑吸碘值的测量仪，方便快速，测量结果具有追溯性。

Description

一种炭黑吸碘值的自动测量仪器

技术领域

本发明涉及化学实验、检测方面的设备，尤其涉及一种炭黑吸碘值的自动测量仪器。

背景技术

目前，吸碘值作为在化工等领域实验检测的一种指标，实验检测炭黑，以规定浓度的碘标准液浸润定量的炭黑式样，并使其充分混合，待达到吸附平衡后，将炭黑与碘液分离后加定量的淀粉，用硫代硫酸钠滴定碘液的浓度，计算出被吸附的碘量与炭黑的量的比值即为炭黑的吸碘值。

上述的化学实验及检测，在实验检测炭黑吸碘值使用的试管内先加入定量的炭黑，再加入定量的碘溶液进行混匀浸润，混匀方式有手动晃动的、震动摇床及机械晃动式摇床都需将各个试管扣盖塞防止外溢影响实验误差，混匀后使用离心分离方式分离出碘溶液，再手动取出定量的碘溶液到滴定皿里并加入定量的淀粉，然后用硫代硫酸钠滴定碘液的浓度直到蓝色消失，计算出计算出被吸附的碘量与炭黑的量的比值即为炭黑的吸碘值。整个操作都很麻烦！没有综合性一机多用、方便快捷的自动化一体的检测炭黑吸碘值的自动化仪器。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种炭黑吸碘值的自动测量仪器，既能将在试管里的炭黑及碘溶液自动混匀，又将混匀的炭黑碘溶液自动离心分离，并将分离出的碘溶液定量移液到滴定试管里自动滴定计算，同时将数据自动储存。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种炭黑吸碘值的自动测量仪器，包括仪器壳体、电源模块、单片机、所述的一种炭黑吸碘值的自动检测仪器：包含由在仪器壳体内设置有电源模块连接单片机且连接触摸屏、转盘定位开关，所述的单片机连接A/D转换器且连接颜色光电传感器，所述的单片机连接伺服驱动器且连接伺服电机、连接磁力搅拌器，所述的单片机连接步进电机驱动器1且连接碘溶液注射泵电机、移液加液清洗电控阀，所述的单片机连接步进电机驱动器2且连接淀粉滴定注射泵步进电机，所述的单片机连接步进电机驱动器3且连接试剂滴定注射泵、滴定控制阀，所述的单片机连接步进电机驱动器4且连接移液加液清洗纵向位移步进电机、滴定纵向位移步进电机，所述的伺服电机连接离心分离试管架转盘，转盘上间隔设置滴定试管、混匀离心试管，磁力搅拌组合连接固定在横向滑台模组驱动器电机托架上，构成了检测炭黑吸碘值的自动混匀分离、滴定、清洗的自动化检测炭黑吸碘值的测量仪。

作为优选，光电转盘的一侧设置光电转换开关连接单片机，伺服电机受单片机控制实现正反转抖动混匀炭黑碘溶液，高速旋转离心分离碘液中的炭黑，停转受光电转换开关定位按照单片机控制转角转动配位配合各个泵阀加液、移液、滴定、清洗、比色计算吸碘值。

作为优选，试剂滴定注射泵的滴定管和淀粉滴定注射泵的淀粉滴定管固定在同一个滴定纵向位移步进电机的滑动支臂上，碘溶液注射泵的移液加液清洗管头固定在移液加液清洗纵向位移步进电机的滑动支臂上。

作为优选，比色搅拌滑台横向位移步进电机连接比色搅拌驱动器并连接单片机，滑台上设置磁力搅拌器电机连接单片机、光电颜色传感器连接单片机，在滴定时单片机控制滑台移动磁力搅拌器正对滴定试管底部驱动试管内的磁力搅拌子旋转搅拌碘溶液，光电颜色传感器正对滴定试管侧面。

作为优选，滴定试管内样品为不同颜色时，光电颜色传感器输出不同的电压信号，经A/D采集输入到单片机，单片机通过电压信号判断滴定试管内样品颜色，控制试剂滴定注射泵及淀粉滴定注射泵的滴定和停止滴定，停止滴定后根据滴定试剂的体积自动计算出滴定试管内样品的吸碘值。

作为优选，液晶屏上的设置菜单可控制伺服电机的转速、转动角度、伺服电机慢启、伺服电机慢停、搅拌电机搅拌速度、试剂的滴定速度。

作为优选，碘溶液注射泵、试剂注射泵、淀粉注射蠕动泵，采用注射泵液体出口向下的倒置安装结构，防止注射泵内残留余液。

综上所述，本发明的有益效果为：本发明的一种炭黑吸碘值的自动测量仪器， 采用单片机控制的磁力搅拌器、离心分离机、光电耦合控制定位开关、光电颜色传感器及控制显示屏组合成自动化一体机，离心机的伺服电机的受控反复摆动实现了摇床功能，磁力搅拌替代了人工摇晃混匀，自动滴定替代了人工滴定，光电颜色传感器代替了人工判断颜色终点，提高了工作效率，克服多机操作省时减少人为工作误差！采用全自动对炭黑吸碘值的测量具有测试结果存储功能，易实现标准化。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为图1的工作状态示意图；

图4、图5为图1的右视结构示意图；

图6为本发明的自动化控制线路原理图；

图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14为本发明的工作原理图。

其中，1、壳体、2、伺服离心电机、3、转盘定位光电耦合开关、4、离心旋转轴、5、磁力搅拌子、6、试管组、7、离心、滴定试管架转盘、8、扣盖、9、LED照明灯、10、试剂滴定电磁三通阀、11、电子控制台面板、12、硫代硫酸钠试剂滴定泵、13、淀粉注射蠕动泵、14、硫代硫酸钠试剂输送软管、15、滴定支架、16、淀粉滴定管、17、光电颜色传感器、18、硫代硫酸钠试剂滴定管、19、磁力搅拌旋转磁极、20、横向滑台模组驱动器电机、21、横向滑台模组滑轨、22、磁力搅拌电机、23、滴定纵向滑动支臂、24、滴定纵向滑台模组驱动电机、25、淀粉试剂瓶、26、硫代硫酸钠试剂瓶、27、滴定纵向滑台模组滑轨、28、淀粉试剂输送软管、29、碘溶液加液移液电磁阀、30、自动化控制模块、31、碘溶液加液移液管、32、碘溶液输送管、33、移液加液纵向滑台模组滑轨、34、碘溶液瓶、35、移液加液纵向滑台模组驱动电机、36、液晶显示屏、37、键盘、38、碘溶液加液移液柱塞泵、39、加液移液支架。

具体实施方式

下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性具体实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开。并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。

应当理解，当提及原件被“连接”或“联接”至另一元件时，所述元件可以直接连接或联接至另一元件，或者可以存在中间元件，用于描述元件之间关系的其它用语应当以同样的方式解释（例如，“在..............之间”、“临近”等）。

实施例

参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7为本实施例的一种炭黑吸碘值的自动测量仪器，包括仪器壳体1、电源模块、单片机、触摸屏，所述的一种炭黑吸碘值的自动检测仪器：包含由在仪器壳体1内设置的电控模块30由单片机连接触摸屏36、键盘37、转盘定位开关3，所述的单片机连接A/D转换器且连接光电颜色传感器17和光源9，所述的单片机连接伺服驱动器且连接伺服电机2、连接磁力搅拌器22，所述的单片机连接步进电机驱动器1且连接碘溶液注射泵电机38、移液加液清洗电控三通阀29，所述的单片机连接步进电机驱动器2且连接淀粉滴定蠕动泵13的步进电机，所述的单片机连接步进电机驱动器3且连接试剂滴定注射泵12、滴定控制阀10，所述的单片机连接步进电机驱动器4且连接移液加液清洗纵向位移步进电机35、滴定纵向位移步进电机24，所述的伺服电机2连接离心分离试管架转盘7，转盘上间隔设置滴定试管a、c、e、g、混匀离心试管b、d、f、h，磁力搅拌组合22、19连接固定在横向滑台模组驱动器电机20托架21上，构成了检测炭黑吸碘值的自动混匀分离、滴定、清洗的自动化检测炭黑吸碘值的测量仪。

参见图1、图2、图3、图4，试剂滴定注射泵12的滴定管18和淀粉滴定注射泵13的淀粉滴定管16固定在同一个滴定纵向位移步进电机24的滑动支臂15上，碘溶液注射泵38的移液加液清洗管头31固定在移液加液清洗纵向位移步进电机35的滑动支臂39上。

参见图1、图2、图3、图4、图5，搅拌滑台横向位移步进电机20连接搅拌驱动器并连接单片机，滑台上设置磁力搅拌器电机22连接单片机、设置光电颜色传感器17连接单片机，在滴定时单片机控制滑台移动磁力搅拌器22分别依次正对滴定试管a、c、e、g的底部驱动试管内的磁力搅拌子5旋转搅拌碘溶液，光电颜色传感器17正对滴定试管侧面。

参见图1、图3、图5，仪器工作空间里有LED背光源9连接单片机，滴定试管内样品为不同颜色时，光电颜色传感器17输出不同的电压信号，经A/D采集输入到单片机，单片机通过电压信号判断滴定试管内样品颜色，控制试剂滴定注射泵及淀粉滴定注射泵的滴定和停止滴定，停止滴定后根据滴定试剂的体积自动计算出滴定试管内样品的吸碘值。

参见图1、图5，液晶屏36上的设置菜单可控制伺服电机2的转速、转动角度、伺服电机2慢启、伺服电机2慢停、搅拌电机22搅拌速度、试剂的滴定速度。

参见图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14中，一种炭黑吸碘值的自动测量仪器的工作过程：

1、电子自动化控制模块30，控制滴定纵向滑台模组驱动电机24和移液加液纵向滑台模组驱动电机35将硫代硫酸钠试剂滴定管18和碘溶液加液移液管31提升到最上位，控制横向滑台模组驱动器电机20将台架上的磁力搅拌器22和光电颜色传感器17水平移动到远离离心旋转轴4，仪器恢复不工作的状态，手工放入干净的空滴定试管a、c、e、g，放入加有炭黑试样的试管b、d、f、h，光电转盘的一侧设置光电转换开关3连接单片机，伺服电机2受单片机控制实现正转抖动混匀炭黑碘溶液，然后高速旋转离心分离碘液中的炭黑，停转受光电转换开关3定位按照单片机控制转角转动配位试管架7停止在设定的起始位置；

2、单片机控制横向滑台模组驱动器电机20旋转将磁力搅拌器22移动到正对着滴定试管底部下方，且磁力搅拌旋转磁极19与滴定试管底间隙5mm左右；光电颜色传感器17移动到滴定试管侧壁与滴定试管相距10mm，单片机驱动控制滴定纵向滑台模组驱动电机24、移液加液纵向滑台模组驱动电机35各自推动滴定支架15移动硫代硫酸钠试剂滴定管18、加液移液支架39移动碘溶液加液移液管31到正常工作的设定高度，进入图13的工作程序，碘溶液加液移液柱塞泵38、碘溶液加液移液三通阀29开始工作提取试管h中的炭黑吸附后分离的碘溶液20ml,加液移液支架39向上移动到碘溶液加液移液管31全部露出离开试管，控制伺服电机2逆时针转动离心旋转轴4，转动角度45º进入图14的工作程序，碘溶液加液移液柱塞注射泵38及三通阀29开始工作将吸入的20ml碘溶液全部注射到滴定试管a内，然后伺服电机2逆时针转动离心旋转轴4，转动角度45º进入图7的工作程序，加液移液支架39向下移动到碘溶液加液移液管31进入试管b,碘溶液加液移液电磁三通阀29开通，碘溶液加液移液注射泵38吸取b试管中少量碘溶液；单片机控制LED照明灯发光，蠕动泵13开始向滴定试管a滴定淀粉，碘溶液呈蓝色，控制横向滑台模组驱动器电机20将台架上的磁力搅拌器22和光电颜色传感器17水平移动到滴定试管a的相对应的工作位置后，磁力搅拌电机22开始旋转耦合滴定试管内的磁力搅拌子5开始旋转，硫代硫酸钠试剂滴定泵12及试剂滴定电磁三通阀10开始工作，随着滴定的进行，溶液中的碘含量越来越少蓝色逐渐变淡，光电颜色传感器17将颜色电压信号经过A/D传入单片机里进行比色，最后蓝色消失控制滴定自动停止；

3、控制伺服电机2顺时针旋转轴4，转动角度90º进入图13的工作程序，碘溶液加液移液柱塞泵38及三通阀29开始工作将吸入的少量碘溶液全部注射到滴定试管h内,然后碘溶液加液移液柱塞泵38的活塞往复大行程三次吸入空气、排出空气达到清洗滴定管道不残留液滴，之后控制伺服电机2逆时针旋转轴4，转动角度90º进入图7的工作程序，加液移液支架39向下移动到碘溶液加液移液管31进入试管b,碘溶液加液移液电磁三通阀29开通，碘溶液加液移液注射泵38吸取b试管中20ml碘碘溶液，然后加液移液支架39向上移动到碘溶液加液移液管31离开试管b上口，控制伺服电机2逆时针旋转轴4，转动角度90º进入图8的工作程序，开始对试管c进行加碘液20ml，控制伺服电机2逆时针旋转轴4，转动角度45º进入图9的工作程序，对试管c滴定；

4、上述是滴定程序，按照这个程序实现依次对试管a c e g的滴定，滴定完成后数据自动储存并自动切断关闭电源。

参见图1、图2、图3、图4、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14中，碘溶液注射泵38、试剂注射泵12、淀粉注射蠕动泵13，采用注射泵液体出口向下的倒置安装结构，防止注射泵内残留余液。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准，在其它领域的应用具有追溯于本权项所覆盖。

Claims (7)

1.一种炭黑吸碘值的自动测量仪器，包括外壳、电源、单片机、伺服电机、步进电机、液晶屏、计算机、磁力搅拌器、抖动混匀离心分离机构，其特征是：包含由外壳内设置有电源模块连接单片机且连接触摸屏、计算机、转盘定位开关，所述的一种炭黑吸碘值的自动检测仪器：包含由在仪器壳体内设置有电源模块连接单片机且连接触摸屏、计算机、转盘定位开关，所述的单片机连接A/D转换器且连接光电颜色传感器和光源，所述的单片机连接伺服驱动器且连接伺服电机、连接磁力搅拌器，所述的单片机连接步进电机驱动器1且连接碘溶液注射泵电机、移液加液清洗电控阀，所述的单片机连接步进电机驱动器2且连接淀粉滴定蠕动泵步进电机，所述的单片机连接步进电机驱动器3且连接试剂滴定注射泵、滴定控制阀，所述的单片机连接步进电机驱动器4且连接移液加液清洗纵向位移步进电机、滴定纵向位移步进电机，所述的伺服电机连接离心分离试管架转盘，转盘上间隔设置滴定试管、混匀离心试管，磁力搅拌组合连接固定在横向滑台模组驱动器电机托架上，构成了检测炭黑吸碘值的自动混匀分离、滴定、清洗的自动化检测炭黑吸碘值的测量仪。

2.根据权利要求1所述的一种炭黑吸碘值的自动测量仪器，其特征是：光电转盘的一侧设置光电转换开关连接单片机，伺服电机受单片机控制实现正反转抖动混匀炭黑碘溶液，高速旋转离心分离碘液中的炭黑，停转受光电转换开关定位按照单片机控制转角转动配位配合各个泵阀加液、移液、滴定、清洗、比色计算吸碘值。

3.根据权利要求1所述的一种炭黑吸碘值的自动测量仪器，其特征是：试剂滴定注射泵的滴定管和淀粉滴定注射泵的淀粉滴定管固定在同一个滴定纵向位移步进电机的滑动支臂上，碘溶液注射泵的移液加液清洗管头固定在移液加液清洗纵向位移步进电机的滑动支臂上。

4.根据权利要求1所述的一种炭黑吸碘值的自动测量仪器，其特征是：比色搅拌滑台横向位移步进电机连接比色搅拌驱动器并连接单片机，滑台上设置磁力搅拌器电机连接单片机、设置光电颜色传感器连接单片机，在滴定时单片机控制滑台移动磁力搅拌器正对滴定试管底部驱动试管内的磁力搅拌子旋转搅拌碘溶液，光电颜色传感器正对滴定试管侧面。

5.根据权利要求1所述的一种炭黑吸碘值的自动测量仪器，其特征是：滴定试管内样品为不同颜色时，光电颜色传感器输出不同的电压信号，经A/D采集输入到单片机，单片机通过电压信号判断滴定试管内样品颜色，控制试剂滴定注射泵及淀粉滴定注射泵的滴定和停止滴定，停止滴定后根据滴定试剂的体积自动计算出滴定试管内样品的吸碘值。

6.根据权利要求1所述的一种炭黑吸碘值的自动测量仪器，其特征是：液晶屏上的设置菜单可控制伺服电机的转速、转动角度、伺服电机慢启、伺服电机慢停、搅拌电机搅拌速度、试剂的滴定速度。

7.根据权利要求1所述的一种炭黑吸碘值的自动测量仪器，其特征是：碘溶液注射泵、试剂注射泵、淀粉注射蠕动泵，采用注射泵液体出口向下的倒置安装结构，防止注射泵内残留余液。

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