CN202583118U - 一种测量水硬度的传感装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种测量水硬度的传感装置，包括：显示表，与其第一接口相连接的参比电极及与第二接口相连接的指示电极；参比电极包括密封的第一电极管，内部装有饱和氯化钾-琼脂混合溶液，在该溶液中浸入有银-氯化银电极丝，其另一端穿过密封的第一电极管顶部连接至显示表第一接口；指示电极包括密封的第二电极管，底部密封有指示电极膜，内部装有浓度为0.001-0.1摩尔/升的氯化钙溶液，在该溶液中浸入有银-氯化银电极丝，银-氯化银电极丝的另一端穿过密封的第二电极管顶部连接至显示表第二接口。通过简单的电势测定来确定样品的某种离子浓度.测量所需的设备简单，操作方便并能快速连续测定。可用于工业自动化分析、环境监测、食品检测等。
Description
技术领域
本实用新型涉及水质测试技术领域，特别涉及一种测量水硬度的传感装置。
背景技术
水硬度是指水中钙、镁离子的总浓度，水质硬度测定目前多采用“EDTA”滴定法，该法虽然操作简单，但是无法实现检测自动化。水质硬度检测指标通常以钙含量来代替，容易造成检测结果偏低。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供了一种测量水硬度的传感装置，包括：显示表，与显示表的第一接口相连接的参比电极以及与显示表的第二接口相连接的指示电极；
所述参比电极包括密封的第一电极管，第一电极管的内部装有饱和氯化钾-琼脂混合溶液，在饱和氯化钾-琼脂混合溶液中浸入有银-氯化银电极丝，银-氯化银电极丝的另一端穿过密封的第一电极管顶部连接至显示表第一接口；
所述指示电极包括密封的第二电极管，第二电极管的底部密封有指示电极膜，第二电极管的内部装有浓度为0.001-0.1摩尔/升的氯化钙溶液，在所述氯化钙溶液中浸入有银-氯化银电极丝，银-氯化银电极丝的另一端穿过密封的第二电极管顶部连接至显示表第二接口。
通过简单的电势测定来确定样品的某种离子浓度.测量所需的设备简单，操作方便并能快速连续测定。可用于工业自动化分析、环境监测、食品检测等。
其中，所述指示电极膜厚度为2mm。
指示电极3的指示电极膜厚度为2mm,可以使指示电极膜更加耐用且使用寿命长。
其中，所述氯化钙溶液的浓度为0.01摩尔/升。
使用浓度为0.01摩尔/升的氯化钙溶液，从而可以更加精确地测出水质的硬度。
其中，所述第一电极管底部由绵塞密封，顶部由橡胶塞密封；所述第二电极管顶部由橡胶塞密封。
密封效果好，并且操作简单。
其中，所述银-氯化银丝通过导线连接至显示表接口。
通过导线，便于将电极与其它装置相连接。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种测量水硬度的传感装置的结构示意图；
图2为图1所示的实施例中参比电极的结构示意图；
图3为图1所示的实施例中指示电极的结构示意图；
图4为图1所示的实施例中参比电极和指示电极的银-氯化银电极丝制作示意图。
具体实施方式
本实用新型实施例提供一种测量水硬度的传感装置，下面将结合附图，对本实用新型实施例进行详细描述。参见图1，该传感装置包括：
显示表1，与显示表1的第一接口相连接的参比电极2以及与显示表1的第二接口相连接的指示电极3。
参见图2，参比电极2包括电极管21，电极管21的底部密封有绵塞22，顶部密封有橡胶塞23，电极管21的内部装有饱和KCL-琼脂混合溶液24，在饱和KCL-琼脂混合溶液24中浸入有银-氯化银丝25，银-氯化银丝25另一端穿过电极管21顶部的橡胶塞23，穿过橡胶塞23的银-氯化银丝25的端部连接导线26。
参比电极2的制作过程如下：
称取1.5g（克）琼脂加入配制好的100mL（毫升）饱和KCL溶液的烧杯中，并将以上混合溶液置于电加热器加热，加热过程中需用玻璃棒不停搅拌防止琼脂烧糊，直至沸腾。取下烧杯，用棉塞堵住电极管一头，将热的饱和KCL-琼脂混合溶液由另一头倒入电极管中约9-10cm（过程中需保证电极管中溶液无气泡），迅速将一根银-氯化银丝插入电极管中，直至黑色部分完全进入电极管溶液。用橡胶塞穿过露出的剩余银丝，并堵住电极管的这一头，用导线连接剩余银丝做电极线，参比电极制作完成，浸入水中保存待用。饱和KCl-琼脂混合溶液凝固后的参比电极呈透明乳白色，果冻状。
参见图3，指示电极3包括电极管31，电极管31的底部密封有指示电极膜32，顶部密封有橡胶塞33，电极管31的内部装有0.01摩尔/升氯化钙溶液34，在0.01摩尔/升氯化钙溶液34中浸入有银-氯化银丝35，银-氯化银丝35另一端穿过电极管31顶部的橡胶塞33，穿过橡胶塞33的银-氯化银丝35的端部连接导线36。
指示电极3的制作过程如下：
用指示电极膜完全封闭住电极管一端，将配置好的0.01mol/LCaCl2溶液倒入电极管中约9-10cm，取银-氯化银丝插入电极管中，直至黑色部分完全进入电极管溶液，用橡胶塞穿过露出的剩余银丝，并堵住电极管的这一头，用导线连接剩余银丝做电极线，指示电极制作完成。在制作指示电极3时要注意：指示电极膜需完全封死电极管一端，防止氯化钙（CaCl2）溶液流出；确保电极管溶液中无气泡；由于CaCl2溶液浓度会影响到离子浓度的测量精度，通常离子浓度具有四个数量级（从10-4至10-1），为了测量硬度范围为0.1mol/L----0.0001mol/L的溶液，指示电极3中电极管31的溶液优选0.01mol/L CaCl2溶液。
指示电极3的指示电极膜厚度约为2mm,耐用且使用寿命长。指示电极膜能够吸附钙离子，通过指示电极膜的内外两侧吸附的钙离子浓度不同，因此，在指示电极膜的内外就会产生不同的电势，从而使显示表测得电势差。
参见图4，参比电极2的银-氯化银电极丝和指示电极3的银-氯化银电极丝35的制作步骤如下：
将两根约12CM长0.5mm银丝分别通过电焊连接在一节1.5v电池的正、负两极，将电池架于装有0.1mol/LHCl溶液的烧杯中央，两根银丝浸于其中约8-9cm电镀，经100分钟后取出，取下与正极连接的反应后的银丝，在制作过程中负极有气泡生成；两根银丝浸于0.1mol/LHCl溶液后，正极银丝浸入部分先变灰再变黑，形成一层氯化银电镀层，即为，银-氯化银电极丝。
制作银-氯化银电极丝的注意事项：银丝表面干净，制作电极时电流要小，电镀层才会质密，即，电极稳定性好。
使用该传感装置对溶液中的离子进行测量时，将参比电极2和指示电极3放入待测溶液中，读取显示表1所显示的电压（毫伏）。
通过检测例如检测范围以及响应时间，可以测定该传感装置灵敏度。另外还可通过测定温度10℃-60℃之间（温度低于0℃水结冰，温度过高会对膜的性质产生影响，结合所测定水常在的温度范围，选取10℃-60℃之间），温度变化对膜所测的系列钙离子浓度影响，温度梯度可选择5℃或10℃，钙离子浓度选择10-2、10-3、10-4mol/L，或者测定pH值2.0-12.0之间对膜所测的系列钙离子浓度的影响，pH梯度可选择1-2个pH，钙离子浓度选择10-2、10-3、10-4mol/L。
该传感装置与国标EDTA法测定硬度相对误差小于2%。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种测量水硬度的传感装置，其特征在于，包括：
显示表，与显示表的第一接口相连接的参比电极以及与显示表的第二接口相连接的指示电极；
所述参比电极包括密封的第一电极管，第一电极管的内部装有饱和氯化钾-琼脂混合溶液，在饱和氯化钾-琼脂混合溶液中浸入有银-氯化银电极丝，银-氯化银电极丝的另一端穿过密封的第一电极管顶部连接至显示表第一接口；
所述指示电极包括密封的第二电极管，第二电极管的底部密封有指示电极膜，第二电极管的内部装有浓度为0.001-0.1摩尔/升的氯化钙溶液，在所述氯化钙溶液中浸入有银-氯化银电极丝，银-氯化银电极丝的另一端穿过密封的第二电极管顶部连接至显示表第二接口。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述氯化钙溶液的浓度为0.01摩尔/升。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述指示电极膜厚度为2mm。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电极管底部由棉塞密封，顶部由橡胶塞密封；所述第二电极管顶部由橡胶塞密封。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述银-氯化银电极丝通过导线连接至显示表接口。
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| CN110988091A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-10 | 辽宁大学 | 一种差分脉冲法快速测定水硬度的方法 |
| CN111855754A (zh) * | 2019-04-29 | 2020-10-30 | 深圳安吉尔饮水产业集团有限公司 | 水质硬度检测探头、传感器、检测方法及软水机 |
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