CN206710394U - 一种可溯源的智能化滴定装置 - Google Patents

Abstract

一种可溯源的智能化滴定装置，包括固定模块、定位模块、自动读数模块、终点判断模块和数据处理终端；固定模块使安装于支架上的滴定管垂直于地面；定位模块使自动读数模块与液面相平；自动读数模块感知液面位置并采集液面图像信息系；终点判断模块采集初始及终点样品溶液图像及颜色数据信息；数据处理终端自动计算所用滴定液体积，并进行空白、温度和滴定管校正，根据公式及相关数据自动计算出结果，打印报告和原始记录，并将有关图片、图像、颜色数据及计算过程所有信息上传至LIMS系统。本实用新型结构简单，使用方便，可以帮助操作人员更快捷、更准确的进行滴定操作，将滴定管初始和终点液面位置及反应溶液的图像及颜色信息进行留存，达到数据追溯目的，便于审查审核。

Description

一种可溯源的智能化滴定装置

技术领域

本实用新型涉及化学滴定分析领域，具体说是一种可溯源的智能化滴定装置。

背景技术

滴定分析是化学容量分析的重要手段，通常使用滴定管进行滴定，通过操作者的肉眼进行判断滴定终点及读数，完全依靠操作者的经验，按照要求在读数时，滴定管要垂直于地面，液面与视线相平，准确估读到0.01mL，对于不同的操作者，由于操作习惯和经验不同，在读数时误差差别较大。另外，利用指示剂颜色的突变作为滴定终点的判定依据，由于不同操作者对颜色的敏感程度不一样，不同样品基质会对终点判断造成干扰，精密度难以把握，往往很难达到GB/T 601-2002要求的精密度（单人四平行极差不超过0.15%，双人不平行极差不超过0.18%），从一定程度上给实验工作带领诸多不便。而且由于滴定读数是主观判断，不能保留原始状态，不能进行数据溯源，给审核审查带来不便。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种可溯源的智能化滴定装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种可溯源的智能化滴定装置，包括固定模块，定位模块，自动读数模块，终点判断模块、数据处理终端，其特征在于：所述定位模块由步进马达，丝杆，螺母，导轨组成，导轨和丝杆垂直于底座；

所述固定模块由滴定管固定支架、底座、水平仪、水平调节螺母组成，水平仪安装于底座上，固定支架垂直于导轨，安装于支架上的滴定管垂直于地面；

所述自动读数模块，由图像采集器、读数背景卡、补光灯组成，图像采集器、补光灯位于滴定管刻度线一侧，读数背景卡位于另一侧，图像采集器采集液面位置图像，自动读数模块可在步进马达的驱动下在丝杆上准确移动位置，读数背景卡平分为上下两部分，上部为白色，下部为黑色，当液面靠近黑色部分时，液面反射黑色，在白色背景下凹液面变得更加清晰易看；

所述终点判断模块由图像采集器、光电二极管、RGB三原色滤波器，光源组成，可以对反应溶液的图像和颜色进行实时采集，输入到数据处理终端；

所述数据处理终端设有控制键盘和液晶显示屏，并有相应的处理和存储单元，数据处理终端存储着不同反应的颜色变化情况（如用酚酞指示氢氧化钠滴定时，使用红色R值的变化情况判断终点），以及各种滴定模式的终点标准色标，数据处理终端通过有线或无线方式与自动读数模块和终点判断模块传输并处理数据，在滴定过程中，实时处理反应溶液的图像和颜色信息，根据RGB三原色变化程度或者跟预先存储的标准色标比对，判断滴定终点；通过手动或者脚动方式控制马达，使液面、刻度和图像采集器三点成一线，利用软件分析采集图像自动读数，也可以进行人工修正后输入数据，数据经操作人员确认后，将自动读数模块和终点判断模块采集的图像信息及数据保存并上传至实验室信息系统（LIMS），便于追溯和审查审核。

进一步，在自动读数模块增加光敏传感器，通过光敏传感器自动寻找液面位置。

进一步，用智能手机APP代替数据终端，进行图像信息及数据处理和装置控制。

进一步，还包括溶液自动添加系统，由输液泵、储液瓶和泵管组成，通过数据处理终端控制输液泵，结合自动读数模块自动添加滴定液，当液面到达指定位置时，停止加液。

本实用新型结构简单，使用方便，可以帮助操作人员更快捷、更准确的进行滴定操作，准确的确定滴定终点，准确的进行读数，并可将滴定管初始和终点液面位置及反应溶液的图像及颜色信息进行留存，达到数据追溯目的，便于审查审核。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1-底座，2-水平调节螺母，3-水平仪，4-步进电机，5-丝杆，6-螺母，7-导轨，8-滴定管支架，9-读数卡，10-图像采集器，11-滴定管，12-数据处理终端，13-终端判断模块。

具体实施方式

如图1所示的一种可溯源的智能化滴定装置，包括固定模块，定位模块，自动读数模块，数据处理终端，其特征在于，所述定位模块由步进马达（4），丝杆（5），螺母（6），导轨（7）组成，导轨（7）和丝杆（5）垂直于底座（1）；

所述固定模块由滴定管固定支架（8）、底座（1）、水平仪（3）和调节螺母（2）组成，水平仪（3）安装于底座（1）上，固定支架（8）垂直于导轨（7），安装于支架（8）上的滴定管（11）垂直于地面；

所述自动读数模块，由图像采集器（10）、读数背景卡（9）、补光灯组成，图像采集器（10）、补光灯位于滴定管刻度线一侧，读数背景卡（9）位于另一侧，图像采集器（10）采集液面位置图像，自动读数模块可在步进马达（4）的驱动下在丝杆（7）上准确移动位置；

所述终点判断模块（13），由图像采集器、光电二极管、RGB三原色滤波器，光源组成，可以对反应溶液的图像和颜色进行实时采集，输入到数据处理终端；

所述数据处理终端（12）设有控制键盘和液晶显示屏，通过有线或无线方式与自动读数模块和终点判断模块传输并处理数据，在滴定过程中，实时处理反应溶液的图像和颜色信息，根据RGB三原色变化程度或者跟预先存储的标准色标比对，判断滴定终点；通过手动或者脚动方式控制马达，使液面、刻度和图像采集器三点成一线，利用软件分析采集图像自动读数，也可以进行人工修正后输入数据，数据经操作人员确认后，将自动读数模块和终点判断模块采集的图像信息及数据保存并上传至实验室信息系统（LIMS），便于追溯和审查审核。

进一步，在自动读数模块增加光敏传感器，通过光敏传感器自动寻找液面位置。

进一步，用智能手机APP代替数据终端，进行数据处理和装置控制。

进一步，还包括溶液自动添加系统，由输液泵、储液瓶和泵管组成，通过数据处理终端控制输液泵，自动添加滴定液。

实施例一

在进行滴定前，将溶液温度、滴定管校正曲线、空白校正值、样品量、稀释倍数等信息输入数据处理终端，按照方法进行滴定，在进行滴定时，通过手动向滴定管添加滴定液，调节液面为零点处或略低于零点，通过自动读数模块，确定初始读数，并留存照片，开始按照方法进行滴定，达到终点时，再次通过自动读数模块，确定终点读数，并留存照片，数据处理终端自动计算所用滴定液体积，并进行空白、温度和滴定管校正，根据公式及相关数据自动计算出结果，存储并上传LIMS系统。

实施例二

在进行滴定前，将溶液温度、滴定管校正曲线、空白校正值、样品量、稀释倍数等信息输入数据处理终端，按照方法进行滴定，在进行滴定时，通过手动向滴定管添加滴定液，调节液面为零点处或略低于零点，通过自动读数模块，确定初始读数，并留存照片，开始按照方法进行滴定，通过终点判断模块采集图像和颜色，根据RGB三原色变化情况或者与预存的标准色标相比较，判断终点，留存初始和终点时的图像信息，达到终点时，再次通过自动读数模块，确定终点读数，并留存照片，数据处理终端自动计算所用滴定液体积，并进行空白、温度和滴定管校正，根据公式及相关数据自动计算出结果，存储并上传LIMS系统。

实施例三

在数据处理终端选择滴定模式，将溶液温度、滴定管校正曲线、空白校正值、样品量、稀释倍数等信息输入数据处理终端；

通过输液泵自动向滴定管添加滴定液，当液面为零点处或略低于零点时，光敏传感器和图像采集器会感知到液面到达初始位置，通过数据处理终端控制输液泵停止输液；

滴定前，按照检测方法要求，添加指示剂，通过自动读数模块，确定初始读数，通过终点判断模块采集样品溶液初始图像和颜色数据，并存储于数据处理终端存储器中；

开始滴定，滴定过程中光敏传感器和图像采集器会一直追随液面，终点判断模块采集样品溶液图像和颜色数据实时传送至数据处理终端，数据处理终端根据RGB三原色变化程度或者跟预先存储的标准色标比对，判断是否临近滴定终点，并发出提醒；

达到终点时，再次通过自动读数模块，确定终点读数，通过终点判断模块采集样品溶液初始图像和颜色数据，并存储于数据处理终端存储器中，数据处理终端自动计算所用滴定液体积，并进行空白、温度和滴定管校正，根据公式及相关数据自动计算出结果，打印报告和原始记录，并将有关图片、图像、颜色数据及计算过程所有信息上传至LIMS系统；

审核审查时，从系统中很方便可以调出原始滴定的初始及终点状态，对读数和终点判断的准确性能够追溯到原始状态，便于审核审查的进行。

Claims (4)

1.一种可溯源的智能化滴定装置，其特征在于，包括固定模块、定位模块、终点判断模块、自动读数模块和数据处理终端；

所述固定模块由滴定管固定支架（8）、底座（1）、水平仪（3）和调节螺母（2）组成，水平仪（3）安装于底座（1）上，固定支架（8）垂直于导轨（7），安装于支架（8）上的滴定管（11）垂直于地面；

所述定位模块由步进马达（4），丝杆（5），螺母（6），导轨（7）组成，导轨（7）和丝杆（5）垂直于底座（1）；

所述自动读数模块，由图像采集器（10）、读数背景卡（9）、补光灯组成，图像采集器（10）、补光灯位于滴定管刻度线一侧，读数背景卡（9）位于另一侧，图像采集器（10）采集液面位置图像，自动读数模块与螺母（6）相连，可在步进马达（4）的驱动下在丝杆（5）上准确移动位置；

所述终点判断模块（13），由图像采集器、光电二极管、RGB三原色滤波器，光源组成，可以对反应溶液的图像和颜色进行实时采集，输入到数据处理终端（12）；

所述数据处理终端（12）设有控制键盘和液晶显示屏，并有相应的处理和存储单元，数据处理终端存储不同反应的颜色变化情况，以及各种滴定模式的终点标准色标，通过有线或无线方式与自动读数模块和终点判断模块（13）传输并处理数据，在滴定过程中，实时处理反应溶液的图像和颜色信息，根据RGB三原色变化程度或者跟预先存储的标准色标比对，判断滴定终点；通过手动或者脚动方式控制马达，使液面、刻度和图像采集器三点成一线，利用软件分析采集图像自动读数，也可以进行人工修正后输入数据，数据经操作人员确认后，将自动读数模块和终点判断模块采集的图像信息及数据存储并上传至实验室信息系统（LIMS），便于追溯和审查审核。

2.根据权利要求1所述的一种可溯源的智能化滴定装置，其特征在于，自动读数模块还包括光敏传感器，通过光敏传感器自动寻找滴定管液面位置。

3.根据权利要求1所述的一种可溯源的智能化滴定装置，其特征在于，用智能手机APP代替数据终端，进行数据处理和装置控制。

4.根据权利要求1所述的一种可溯源的智能化滴定装置，其特征在于，还包括溶液自动添加系统，由输液泵、储液瓶和泵管组成，通过数据处理终端控制输液泵，自动添加滴定液。