CN86208032U

CN86208032U - 一种离子活度分析仪

Info

Publication number: CN86208032U
Application number: CN 86208032
Authority: CN
Inventors: 武伯歌; 蒋大宗
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 1986-11-03
Filing date: 1986-11-03
Publication date: 1987-07-22

Abstract

本实用新型属于化学分析仪器，用于医学临床实践、科研和化学分析中。用它可以测定出人体或动物体的体液(如血清、尿液)及化学溶液中所含离子(如钾、钠、氯等等离子)的活度。由于将离子选择性电极和离子敏感场效应管组合使用，从而省去了电化学测量中常见的参比电极(如甘汞电极)，使得结构简化，测量精度提高，成本降低，使用安全、方便、可靠。不但可以用于医学上测定生物体体液中的离子活度，而且可以用于一切化学溶液中离子活度的测定和分析。

Description

本发明创造属于化学分析仪器。

在医学临床实践、科研和化学分析中，经常需要测定人、动物的体液（如血清、尿液），或化学溶液，以确定其中所含离子（如钾、钠、氯等离子）的活度。为此，就需要有性能可靠、精度高、结构简单、价格低廉的分析仪器。目前，这类分析仪器中有“火焰光度计”，它需要燃料源，工作时要直接点火，且废气会污染工作环境，也不安全。后来，国内外针对这些缺陷研制出了使用离子选择电极作换能器的分析仪，如美国奥立龙（ORION）公司研制出了“1020型无火焰钾钠分析仪”，不再需要燃料和点火，大大前进了一步，该分析仪因此荣获美国1983年I－R100金质奖优异产品。但该产品以及国内外和它类似的产品由于仅仅使用离子选择电极作换能器，因此电路都相当复杂，而且都要使用甘汞电极或其他电极作参比电极，这就会引入液接电位，直接影响了仪器的测量精度。

为了克服上述缺点，作到既不用燃料和点火，又能简化电路，提高测量精度，特发明了这种离子活度分析仪。

本发明创造的要点在于它采用了一种新型的电子器件——离子敏感场效应管3、4，并将它们和离子选择性电极2组合使用，从而省去了电化学测量中常见的参比电极（如甘汞电极），结果使本分析仪的结构简单了，测量精度却相应提高。本分析仪中的离子选择性电极2直接接地，从而它就可以同时作为两个（甚至多个）离子敏感场效应管3和4的公用极。离子敏感场效应管3和4的漏极分别和运算放大器7、8的反相输入端相接，而信号从离子敏感场效应管3、4的源极直接输出，完成阻抗变换，再经电子开关9送入微型计算装置10进行处理和计算，得出样品溶液中各种离子的活度值。本分析仪还用电阻R₃和稳压二极管D₁组成稳压电路，给运算放大器7和8的同相输入端提供基准电压，同时它也决定了离子敏感场效应管3和4的工作点。电阻R₄、R₅的设置给运算放大器7、8提供了保护。电阻R₆和稳压二极管D₂对整个电路提供稳压。电子转换开关9可将来自离子敏感场效应管3、4的两路输出交替地送往微型计算装置10，由微型计算装置10来进行运算和处理，得出离子活度值。电阻R₁、R₂分别为离子敏感场效应管3、4的负载电阻。

这种离子活度分析仪由于将离子选择性电极2和离子敏感场效应管3、4组合使用，发挥了各自的特点，省去了参比电极（如甘汞电极），因此电路结构十分简单，测量精度也大大提高，当然也不用燃料、不必点火。本分析仪结构上的简化也促使成本降低，电路部分只需数百元（包括微型计算装置在内），远低于国内外类似产品的成本。本发明创造在结构上的特点还使得测量更方便，效率更高了。测量时，只需进行两次标准溶液加入的操作，便可获得三种离子的活度值。若采用其他的分析仪，则需进行三次标准溶液的加入。这种离子活度分析仪不但可以用于医学上测定生物体体液中的离子活度，还可以用于一切化学溶液中离子活度的测定和分析。

附图1是这种离子活度分析仪的电路图，其中1（用虚线框表示）是测量池，被测溶液的样品放入此池中接受测量。测量时，离子选择性电极2、离子敏感场效应管3和4均在此测量池中和溶液接触。2是离子选择性电极，它能将所选择的离子活度转变成电信号。3和4是离子敏感场效应管，它们分别对不同的离子敏感，例如，可以是一个对钾离子敏感，另一个对钠离子敏感等等。离子敏感场效应管3和4的作用是将它们各自所敏感的离子的活度转变成电信号。5是电源端。6是接地点。7和8是运算放大器，他们分别从离子敏感场效应管3和4采集到变换后的电信号。9是电子转换开关，它能将来自离子敏感场效应管3和4的源极的两路输出信号交替地送往微型计算装置10。10是微型计算装置，它对获得的信号作数学计算，得出所测溶液样品中的离子活度值。R₁、R₂是电阻，它们分别作为离子敏感场效应管3和4的负载电阻。R₃是电阻，D₁是稳压二极管，它们组成稳压电路，给运算放大器7和8的同相输入端提供基准电压，同时它也决定了离子敏感场效应管3和4的工作点。R₄和R₅是电阻，它们分别为运算放大器7和8的保护电阻。R₆是电阻、D₂是稳压二极管，它们组成稳压电路，对电源进行稳压。

作为本发明创造的最佳实施例，采用了一个氯离子选择性电极和两个离子敏感场效应管相组合使用，其中一个为对钾离子敏感的，另一个为对钠离子敏感的。这样，在医疗临床上可以直接用来检测人体血清中的钾、钠、氯三种离子的活度。本分析仪所用的元器件均系国产普通产品，价格低、易于获得。所用的微型计算装置系以Z－80CPU为主体的数字电路。

Claims

1、一种离子活度分析仪，由测量池1、离子选择性电极2、离子敏感场效应管3和4、电源E₊、运算放大器7和8、电子转换开关9、电阻R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、稳压二极管D₁、D₂和微型计算装置10所组成，其特征在于它含有一个离子选择性电极2和若干个离子敏感场效应管(如3和4)，将它们组合使用，测得离子的活度。

2、一种按照权利要求1所说的离子活度分析仪，其特征在于所说的离子选择性电极2直接接地。

3、一种按照权利要求1、2所说的离子活度分析仪，其特征在于所说的离子敏感场效应管3和4的漏极分别直接接到运算放大器7和8的反相输入端；源极直接送出输出信号，经电子转换开关9接至微型计算装置10。

4、一种按照权利要求1所说的离子活度分析仪，其特征在于它含有一个由电阻R₃和稳压二极管D₁组成的稳压电路，稳压二极管的正极和R₃相联，负极接地；R₃一端经电阻R₆接电源，另一端与稳压二极管D₁相联；稳压二极管D₁和电阻R₃的联结点同时接至运算放大器7和8的同相输入端。

5、一种按照权利要求1所说的离子活度分析仪，其特征在于所说的运算放大器7和8的输出端分别接有电阻R₄和R₅；电阻R₄和R₅的另一端分别和离子敏感场效应管3和4的源极相联接。