CN210571829U - 一种便携式碳酸盐测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便携式碳酸盐测试装置，包括密封箱和控制器，密封箱包括上盖和外壳，上盖用于打开或关闭密封箱，密封箱打开后用于添加试剂，外壳内设置有压力传感器、温度传感器、反应池和多套加料系统，外壳底部为反应池，反应池用于放置待测试样，加料系统设置在反应池上方，加料系统与控制器电连接，压力传感器和温度传感器用于检测密封箱内的温度和湿度，压力传感器和温度传感器均通过导线与控制器电连接，控制器通过与电源电连接，电源用于向控制器供电。本实用新型结构简单，便携性好，通过压力传感器和温度传感器检测得到反应前后变化数据和现有的气体状态方程，即可计算出待测试样中的碳酸氢盐和碳酸盐的含量，使用方便。

Description

一种便携式碳酸盐测试装置

技术领域

本实用新型属于对碳酸盐类矿物样品及其人工合成材料样品、特别是含有多种强碱弱酸盐的样品进行定量分析及计算其碳酸盐的测试装置；适用于钢铁冶金、水泥生产、矿产油气开采的录井等领域碳酸盐成分测试。

背景技术

现有的测量碳酸盐及其混合中碳酸盐与碳酸氢盐的含量的方法大体上有重量法，滴定法和气体容量法。但是由于碳酸盐及其混合物中存在多种碱性物质，因此重量法和滴定法均不再适用。然而气体容量法可以准确地测量出混合物中碳酸氢盐和碳酸盐的含量，但是实验过程比较麻烦、计算量大，且使用的量气管在实际应用中不易携带，不适合实际生产现场操作。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单，使用方便的便携式碳酸盐测试装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种便携式碳酸盐测试装置，包括密封箱和控制器，所述密封箱包括上盖和外壳，所述上盖用于打开或关闭密封箱，所述密封箱打开后用于添加试剂，所述外壳内设置有压力传感器、温度传感器、反应池和多套加料系统，所述外壳底部为反应池，所述反应池用于放置待测试样，所述加料系统设置在反应池上方，所述加料系统与控制器电连接，所述压力传感器和温度传感器用于检测密封箱内的温度和湿度，所述压力传感器和温度传感器均通过导线与控制器电连接，所述控制器通过与电源电连接，所述电源用于向控制器供电。

进一步的，还包括硬盘存储装置和蓝牙装置，所述硬盘存储装置和蓝牙装置均通过导线与控制器电连接。

进一步的，所述加料系统包括加料泵和试剂瓶，所述加料泵用于将试剂瓶内的试剂泵入反应池中，所述加料泵通过导线与控制器电连接。

进一步的，所述加料泵通过导管与试剂瓶入口连接，所述加料泵为气泵且用于向试剂瓶内充气加压，所述试剂瓶出口连接有导液管，所述导液管另一端伸入反应池中。

进一步的，包括两套加料系统，两套加料系统中的试剂瓶分别装有盐酸溶液和氯化钙溶液。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，便携性好，通过压力传感器和温度传感器检测得到反应前后变化数据和现有的气体状态方程，即可计算出待测试样中的碳酸氢盐和碳酸盐的含量，使用方便。

附图说明

图1为本实用新型的正面剖视结构示意图；

图2为本实用新型的侧面剖视结构示意图；

图3为图1的A-A的剖视结构示意图。

图4为图2的B-B的剖视结构示意图；

附图中，各标号所代表的零部件列表如下：

1、上盖；2、外壳；3、反应池；4、控制器；5、加料泵；6、试剂瓶；7、导液管；8、蓝牙装置；9、导管；10、电源；21、压力传感器；22、温度传感器；23、硬盘存储装置

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-图4所示，一种便携式碳酸盐测试装置，包括密封箱和控制器4，所述密封箱包括上盖1和外壳2，所述上盖1用于打开或关闭密封箱，所述密封箱打开后用于添加试剂，所述外壳2内设置有压力传感器21、温度传感器22、反应池3和多套加料系统，所述外壳2底部为反应池3，所述反应池3用于放置待测试样，所述加料系统设置在反应池3上方，所述加料系统与控制器电连接，所述压力传感器21和温度传感器22用于检测密封箱内的温度和湿度，所述压力传感器21和温度传感器22均通过导线与控制器电连接，所述控制器通过与电源电连接，所述电源用于向控制器供电。

作为一种实施方式，还包括硬盘存储装置23和蓝牙装置8，所述硬盘存储装置23和蓝牙装置8均通过导线与控制器电连接。

本实施例中，所述控制器为型号为STM32F407，硬盘存储装置型号为SSD JMF601B，蓝牙型号为HC05，温度传感器型号为DS18b20，压力传感器型号为hx711。

作为一种实施方式，所述加料系统包括加料泵5和试剂瓶6，所述加料泵5用于将试剂瓶6内的试剂泵入反应池3中。

作为一种实施方式，所述加料泵5通过导管9与试剂瓶6入口连接，所述加料泵5为气泵且用于向试剂瓶6内充气加压，所述试剂瓶6出口连接有导液管7，所述导液管7另一端伸入反应池3中。

作为一种实施方式，还包括两套加料系统，两套加料系统中的试剂瓶6分别装有盐酸溶液和氯化钙溶液。

使用时，首先测试计算试剂中碳酸氢盐的含量，利用压力传感器21和温度传感器22对反应池反应前的压力与温度进行检测并存储检测结果，然后利用控制器开启装有氯化钙溶液的试剂瓶对应的加料泵，加料泵将试剂瓶中的氯化钙溶液压入反应池中，氯化钙溶液与样品产生反应，并放出CO₂气体，等待试剂与样品充分反应后，压力不再变化时，压力传感器21和温度传感器22对反应池反应后的压力与温度进行检测，然后利用气体状态方程NaHCO₃+CaCl₂＝2NaCl+CO₂↑+H₂O和公式

即可计算得到待测试样中的碳酸氢盐的含量，式中：m₁为测得的碳酸氢盐质量，g；V测试装置内空腔体积，L；ΔP为反应前后压力差；R为气体常数，R＝8.254J·K^-1·mol^-1；T为量气管内温度，K；M为碳酸氢盐的摩尔质量。V可以通过称取一定量的碳酸盐标准物质测试后定容确定，而ΔP可以通过压力传感器21检测的试验前后的空气压力差计算得到，T可以通过温度传感器22检测得到。

然后测试计算试剂中碳酸盐的含量，压力传感器21和温度传感器22对反应池反应前的压力与温度进行检测并存储检测结果，利用控制器开启装有盐酸溶液的试剂瓶对应的加料泵，加料泵将试剂瓶中的盐酸溶液压入反应池中，盐酸溶液与样品产生反应，并放出CO₂气体，等待试剂与样品充分反应后，压力不再变化时，压力传感器21和温度传感器22对反应池反应后的压力与温度进行检测，然后利用气体状态方程Na₂CO₃+2HCl＝2NaCl+CO₂↑+H₂O和公式

即可计算得到待测试样中的碳酸盐的含量，式中：m₂为测得的碳酸盐质量，g；V测试装置内空腔体积，L；ΔP为反应前后压力差；R为气体常数，R＝8.254J·K^-1·mol^-1；T为量气管内温度，K；M为碳酸盐的摩尔质量。V可以通过称取一定量的碳酸盐标准物质测试后定容确定，而ΔP可以通过压力传感器21检测的试验前后的空气压力差计算得到，T可以通过温度传感器22检测得到。

上述气体状态方程和计算公式均为现有技术，详见《冶金分析》，2015，35(5)：P54-58的《气体容量法测定水玻璃砂中碳酸盐含量》和《无机盐工业》2017年4月底49卷底4期的《水玻璃再生砂中碳酸氢盐和碳酸盐的含量测定》。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡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)

1.一种便携式碳酸盐测试装置，其特征在于，包括密封箱和控制器(4)，所述密封箱包括上盖(1)和外壳(2)，所述上盖(1)用于打开或关闭密封箱，所述密封箱打开后用于添加试剂，所述外壳(2)内设置有压力传感器(21)、温度传感器(22)、反应池(3)和多套加料系统，所述外壳(2)底部为反应池(3)，所述反应池(3)用于放置待测试样，所述加料系统设置在反应池(3)上方，所述加料系统与控制器电连接，所述压力传感器(21)和温度传感器(22)用于检测密封箱内的温度和湿度，所述压力传感器(21)和温度传感器(22)均通过导线与控制器电连接，所述控制器通过与电源电连接，所述电源用于向控制器供电。

2.根据权利要求1所述的便携式碳酸盐测试装置，其特征在于，还包括硬盘存储装置(23)和蓝牙装置(8)，所述硬盘存储装置(23)和蓝牙装置(8)均通过导线与控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的便携式碳酸盐测试装置，其特征在于，所述加料系统包括加料泵(5)和试剂瓶(6)，所述加料泵(5)用于将试剂瓶(6)内的试剂泵入反应池(3)中，所述加料泵(5)通过导线与控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的便携式碳酸盐测试装置，其特征在于，所述加料泵(5)通过导管(9)与试剂瓶(6)入口连接，所述加料泵(5)为气泵且用于向试剂瓶(6)内充气加压，所述试剂瓶(6)出口连接有导液管(7)，所述导液管(7)另一端伸入反应池(3)中。

5.根据权利要求1所述的便携式碳酸盐测试装置，其特征在于，包括两套加料系统，两套加料系统中的试剂瓶(6)分别装有盐酸溶液和氯化钙溶液。

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