CS260761B1

CS260761B1 - Automatic field ion analyzer in liquids

Info

Publication number: CS260761B1
Application number: CS855956A
Authority: CS
Inventors: Jana Kudlickova; Milan Schwarzkopf; Lubomir Pridala; Jan Marhefka; Dusan Bjel
Original assignee: Jana Kudlickova; Milan Schwarzkopf; Lubomir Pridala; Jan Marhefka; Dusan Bjel
Priority date: 1985-08-16
Filing date: 1985-08-16
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS595685A1

Abstract

Automatický terénny analyzátor na meranie koncentrácie iónov v kvapalinách, pracujúci v svolených časových intervaloch je zostavený z mechanickej strojovej časti, ktorá je ovládaná elektronikou zahrňujúcou programovatelná elektronická riadiacu, meracíu a· registračnú jednotku. Mechanická strojová časť je zostavená zo zásobníkov vzoriek kvapaliny, ktorých vývody sú uchytené k výkyvnej lište. V jednej krajnej polohe výkyvnéj lišty směrujú vývody zo zásobníkov do vzorkovníc uložených na dopravníku a v druhej krajnej polohe nad žlab. V elektródovom meracom bloku je umiestnený snímač teploty, premiestnitelná referenč ně elektroda a iónoselektívna elektroda. Pracovný postup mechanickej strojovej časti je programovo riadený elektronickou riadiacou, meracou a registračnou jednotkou. Přístroj je použitelný priamo pri nasedě ní v teréne, pracuje úplné automaticky a je určený hlavně na analýzy v rámci ochrany životného prostredia, najmá pre zisťovanie čistoty všetkých druhov prírodných vód ako aj vód odpadových. Na základe jeho funkč nosti ho móžu využiť rezort polinohospodárstva, vodného a lesného hospodárstva ale aj priemyslu.An automatic field analyzer for measuring the concentration of ions in liquids, operating at permitted time intervals, is assembled from a mechanical machine part, which is controlled by electronics including a programmable electronic control, measurement and recording unit. The mechanical machine part is assembled from liquid sample containers, the outlets of which are attached to a swing bar. In one extreme position of the swing bar, the outlets from the containers are directed to sample containers placed on a conveyor and in the other extreme position above the trough. A temperature sensor, a movable reference electrode and an ion-selective electrode are located in the electrode measuring block. The working procedure of the mechanical machine part is program-controlled by an electronic control, measurement and recording unit. The device is usable directly when installed in the field, works fully automatically and is intended mainly for analyses within the framework of environmental protection, especially for determining the purity of all types of natural waters as well as wastewater. Based on its functionality, it can be used by the agricultural, water and forestry sectors, as well as industry.

Description

Vynález sa týká automatického terénneho analyzátora koncentrácie iónov v kvapalinách, napr. v prírodných, povrchových a podzemných, připadne odpadových vodách, u ktorého intervaly merania sú predom programovatelné.The invention relates to an automatic field analyzer for ion concentration in liquids, e.g. in natural, surface and underground, or wastewater, where the measurement intervals are pre-programmable.

Známe zariadenia založené na potenctometrických, kolorimetrických, adsopčne spektrofotometrických, či destilačných metódach majú najvačší nedostatok v tom, že sú použitelné len v laboratórnych podmienkach a výsledky namerané používanými zariadeniami nie sú vždy přesné, nakolko pri převoze vzoriek v teplejších ročných obdobiach z terénu do laboratórií dochádza k mikrobiologickým premenám vzoriek, čo samo o sebe má za následok změny v koncentráciách meraného iónu. Tieto premeny majú zvlášť vplyv na koncentráciu amoniakálneho a dusičnanového iónu. Okram nutnosti dovážania vzoriek z terénu do laboratória, čo je spojené s požladavkami na pracovně sily, pohonné hmoty aj čas, zistené hodnoty sa vynášajú do, graíov, alebo sa zaznamenávají! na diernu pásku, čo je velmi prácne a nedává záruku přesnosti.Known devices based on potentiometric, colorimetric, adsorption spectrophotometric or distillation methods have the biggest drawback in that they are only usable in laboratory conditions and the results measured by the devices used are not always accurate, as the samples are transported from the terrain to the laboratory during warmer seasons. to microbiological transformations of the samples, which in itself results in changes in the concentrations of the measured ion. These conversions have a particular effect on the ammonia and nitrate ion concentrations. The necessity of importing samples from the field to the laboratory, which is associated with the requirements of the workforce, fuel and time, the measured values are plotted in, or recorded! for punched tape, which is very laborious and does not guarantee accuracy.

Nevýhody a nedostatky známých a v praxi používaných prístrojov odstraňuje zariadenie podlá vynálezu, ktoré priamo v teré ne, to značí, že bez akéhokolvek zkreslova nia, prevádza plnoautomaticky meranie kon centrácie aspoň jedného sledovaného iónu vo zvolených časových intervaloch a ziste né hodnoty ukládá do památi, napr. na magnetickú pásku, z ktorej sú potom údaje spracované počítačom. Ďalšou výhodou zariadenia podlá vynálezu je aj možnost použitia iónoselektívnej elektródy s kvapalnou membránou.Disadvantages and drawbacks of known devices used in practice are eliminated by the device according to the invention which, in the field, means that without any distortion, it performs automatic measurement of the concentration of at least one monitored ion at selected time intervals and stores the measured values, eg . to a magnetic tape from which the data is then processed by a computer. Another advantage of the device according to the invention is the possibility of using an ion-selective liquid-membrane electrode.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že medzi zásobníky vzoriek kvapaliny a vzorkovnicami je umiestnená výkyvná lišta nesúca vývody zo zásobníkov, ktorej pohon je připojený na zásobník zdroja energie. Vzorkovnice sú uložené na dopravníku, ktorého posun je odvodený od pohonu, přepojeného pomocou ventilov s rozdeíovačom zásobníka zdroja energie. Do přívodu vzoriek smerujúceho do elektrodového meracieho bloku, umiestneného pod sklopným bodom dopravníka vybaveného za poslednou vzorkovnicou kontrolným kontaktom, ústi aj vývod dávkovača zásobníku úpravného roztoku. V elektródovom meracom bloku je osadený snímač teploty, ióntovoselektívna elektroda ako aij premiestnitelná referenčná elektróda, ktoré sú pomocou obvodu merania teploty a obvodu merania potenciálu cez přepínač analogových signálov a 17/D převodník ako aj riadiacu jednotku, na ktorú je napojený aj časovač, sú připojené na registračnú pamáť i na obvod magnetofonu a tiež cez logiku zobrazovača na display. Nad vzorkovnicami sú filtre, do ktorých sú vyvedené cez ventily vývody zo zásobníkov vzoriek a priamo do vzorkovníc cez ďalšie ventily aj vývody zo zásobníkov štandardných roztokov. Pod jednou krajnou polohou výkyvnej lišty je umiestnený žlab na odvod usadenín zo zásobníkov vzoriek, zatial' čo v druhej jej krajnej polohe smerujú vývody zásobníkov cez filtre do· vzorkovníc. Do eíektródového meracieho bloku ústi vývod mikrodávkovača napojeného na zásobník roztoku iónomeniča, pričom vývod mikrodávkovača je opatřený spínačom. Pod dopravníkom je uložený ostrekovač na umývanie prázdných vzorkovníc, ktorý je připojený na vývod z čerpadla, ktoré je napojené na zásobník destilovanej vody a vývod z ďalšieho čerpadla tohoto zásobníka destilovanej vody ústi do elektrodového meracieho bloku. Pohon dopravnlka je přepojený s rozdeíovačom zásobníka zdroja energie. Premiestnitelná referenčná elektróda je uchytená k nosnému ramienku, ktoré je upevněné k posuvnému mechanizmu. Tento je tvořený valcami navzájom na seba kolmo uloženými a napojenými na zásobník zdroja energie. Pod jednou z krajných poloh posuvu referenčnej elektródy je uložená nádobka s aktivačným roztokom. Na riadiacu jednotku je přepojená cez obvod ovládania s obvodom ventilu, obvodom dávkovača, obvodom mikrodávkovača a obvodom čerpadiel na riadiacu jednotku je připojený blok tlačítek a prepínačov ako aj obvod kontaktu krajnej polohy.The principle of the invention is that between the liquid sample containers and the samplers there is a pivot bar carrying the container outlets, the drive of which is connected to the energy source container. The samplers are stored on a conveyor, the displacement of which is derived from an actuator connected by means of valves with a power supply reservoir distributor. The outlet of the treatment solution reservoir dispenser also flows into the sample lead directed to the electrode measuring block, located below the tilting point of the conveyor provided with a control contact after the last sample box. The electrode measuring block is equipped with a temperature sensor, an ion-selective electrode such as aij relocatable reference electrode, which are connected via a temperature measuring and potential measuring circuit via an analog signal switch and a 17 / D converter as well as a control unit to which the timer is connected. to the registration memory and the tape deck and also through the display logic on the display. Above the samplers there are filters, through which the outlets from the sample containers are led through the valves and out of the standard solution tanks through the other valves through the other valves. Underneath one end position of the swivel bar there is a trough for the removal of sediments from the sample containers, while in the other its extreme position the outlets of the containers are directed through the filters to the samplers. The outlet of the micro-dispenser is connected to the electrode measuring block connected to the ion exchange solution reservoir, the outlet of the micro-dispenser is provided with a switch. Underneath the conveyor is an empty sample wash washer connected to an outlet of a pump connected to a distilled water reservoir and an outlet from another distilled water reservoir pump to an electrode metering block. The conveyor drive is coupled to a power supply reservoir distributor. The displaceable reference electrode is attached to a support arm that is fixed to the sliding mechanism. This consists of cylinders placed perpendicular to each other and connected to the energy source reservoir. A container of activating solution is disposed below one of the extreme displacement positions of the reference electrode. The control unit is connected through the control circuit with the valve circuit, the dosing circuit, the micro-dosing circuit and the pump circuit to the control unit with a block of pushbuttons and switches as well as the limit position contact circuit.

Na připojených výkresoch je znáozrnené jedno z možných převedení vynálezu. Na obr. 1 je znázorněná schéma zapojenia jednotlivých hlavných častí automatického terénneho analyzátora koncentrácie iónov. podlá vynálezu. Na obr. 2 je zakreslené jedno z možných strojových usporiadaní mechanickej časti analyzátora a konečne na obr. 3 je schematicky zakreslené blokové usporiadanie elektronickej programovatelné riadenej meracej a registračnej časti terénneho analyzátora podlá vynálezu.One of the possible embodiments of the invention is shown in the accompanying drawings. In FIG. 1 is a schematic diagram of the individual main parts of an automatic field ion concentration analyzer. according to the invention. In FIG. 2 shows one of the possible machine arrangements of the mechanical part of the analyzer and finally FIG. 3 is a schematic block diagram of an electronic programmable controlled measurement and registration portion of a field analyzer according to the invention.

Ako je z obr. 1 vidieť, automatický terénny analyzátor je zostavený zo zásobníka 1 zdroja energie přepojeného jednak s prívodom 2 vzoriek kvapalin a ďalej potom s mechanickou strojovou častou 3, na ktorú je připojený aj přívod 2 vzoriek kvapaliny, pričom ako na zásobník 1 zdroja energie, tak na přívod 2 vzoriek kvapalin a mechanickú strojovú časť 3 je napojená programovatelná riadiaca, meracia a registračná jednotka 4.As shown in FIG. 1, the automatic terrain analyzer is composed of an energy source reservoir 1 coupled to a fluid inlet 2 and a mechanical machine part 3 to which a fluid inlet 2 is connected, both to the energy source reservoir 1 and to the inlet 2 of the liquid samples and the mechanical machine part 3 is connected by a programmable control, measuring and registration unit 4.

Příklad jedného z možných převedení programovatelné riadenej mechanickej strojovej časti je detailně zachytené na obr. 2. Přívod 2 vzoriek kvapalin je napojený na zásobník 5 až 31 vzoriek, z ktorých sú vývody opatřené ventilmi VI až V27 zachytené k výkyvnej lište 32 spojenej s pohonom 33. Tento pohon 33 je pomocou ventilov V28, V29 přepojený s rozdeíovačom 37 zásobníka 1 zdroja energie. Vedla zásobníkov 5 až 31 vzoriek sú umiestnené zásobníky 38, 39 štandardných roztokov, ktorých vývody smerujúce priamo ku vzorkovniciam 34 sú' opa260761An example of one possible embodiment of a programmable controlled mechanical machine part is shown in detail in FIG. 2. The fluid sample inlet 2 is connected to a sample container 5 to 31, of which the outlets provided with valves VI to V27 are attached to a swivel bar 32 connected to the drive 33. This drive 33 is connected via valves V28, V29 to a distributor 37 of the container 1 energy. Adjacent to the sample containers 5 to 31 are the standard solution containers 38, 39 whose outlets directed directly toward the sample containers 34 are 'opa260761'

S třené ventilmi V3D, V31. Pod jednotlivými vývodmi zásobníkov 5 až 31 nad vzorkovnicami 34 možu byť umiestnené filtre 82. Vývody zo zásobníkov 5 až 31 vzoriek kvapalín sú v jednej krajnej polohe výkyvnej lišty 32 nasměrované nad ž!'ab 36, zatial' čo v druhej krajnej polohe výkyvnej lišty 32 ústia nad filtre 82 umiestnené nad vzorkovnicami 34 osadenými na dopravníku 35. Tento dopravník 35 je opatřený kontrolným kontaktem 61 svojej krajnej polohy s výhodou umiesttieoým za poslednou vzorkovnicou 34.With friction valves V3D, V31. Filters 82 may be located below the individual outlets of the reservoirs 5 to 31 above the samplers 34. The outlets of the liquid sample reservoirs 5 to 31 are directed above the channel 36 in one extreme position of the swivel bar 32, while in the other extreme position of the swivel bar 32. the conveyor 35 is provided with a check contact 61 of its extreme position, preferably located downstream of the last sampler 34.

Blízko pod sklopným bodom 52 dopravníka 35 je umiestnený přívod 53 vzoriek ústiaci do elektrodového meracieho bloku 45. Co tohoto přívodu 53 vyúsťuje ďalej vývod z dávkovačů 54, ktorý je napojený -na zásobník 55 úpravného roztoku. Dopravník 35 je opatřený pohonom 51, ktorý je pomocou ventilov V35, V36 napojený na rozdělovač 37 zásobníka 1 zdroja energie. V elektrodovoru meraciom bloku 45, do ktorého ústi přívod 53, je umiestnený snímač 50 teploty a iónovoseíektívna elektroda 46, ktorá može byť podfa potřeby přepojená pomocou spínača 47 mikrodávkovača 48 iónomeniča so zásobníkom 49 roztoku iónomeniča. Do elektródového meracieho bloku 45 zasahuje premiestnitefná referenčná elektroda 43 uchytená na premiestnitefnom nosnom ramienku 42 pevne spojenom s pohonom pozostávajúcim například z valca 43 a naň kolmo uloženého valca 41. Válce 40, 41 sú pomocou ventilov V32, V33, V37 napojené na rozdělovač 37 zásobníka 1 zdroja energie. Válec 4® je opatřený len jedným ventilom V32, nakolko do druhej krajnej polohy sa vracia vlastnou hmotnosťou.Near the lowering point 52 of the conveyor 35 is a sample inlet 53 extending into the electrode measuring block 45. Further, this inlet 53 results in an outlet from the dispensers 54 which is connected to the treatment solution reservoir 55. The conveyor 35 is provided with a drive 51 which is connected via valves V35, V36 to the distributor 37 of the energy storage device 1. A temperature sensor 50 and an ion-selective electrode 46 are disposed within the electrode of the measurement block 45, into which the inlet 53 is connected. The temperature sensor 50 and the ion-selective electrode 46 can be connected as needed via the switch 47 of the ion exchange micro dispenser 48. The displaceable reference electrode 43, mounted on the displaceable support arm 42 rigidly coupled to a drive consisting of, for example, a cylinder 43 and a perpendicular cylinder 41 extends into the electrode measuring block 45. The cylinders 40, 41 are connected to the distributor 37 of the cartridge 1 by valves V32, V33, V37. energy source. Cylinder 4 is provided with only one valve V32, since it returns to its second extreme position by its own weight.

Do elektrodového meracieho bloku 45 díalej potom ústi vývod z čerpadla 56 zásobníka 57 destilovanej vody, na ktorý je napojené taktiež i ďalšie čerpadlo 58, ktorého vývod je opatřený oistrekovačom 59 umiestneným pod dopravníkom 35 a nasměrovaným do sklopených vyprázdněných vzorkovníc 34. V spodnej časti elektrodového meracieho bloku í-5 je vývod opatřený ventilom V34 ústiaci do žlabu 60. Vedla elektrodového meracieho bloku 45 je umiestnená nádobka 44 s aktivačným roztokom.Further, the outlet of the distilled water storage tank 57 is connected to the electrode metering block 45, to which is also connected another pump 58, the outlet of which is provided with a pusher 59 located below the conveyor 35 and directed to the folded empty samplers 34. 5, the outlet is provided with a valve V34 opening into the trough 60. Next to the electrode measuring block 45 is a container 44 with an activating solution.

Na obr. 3 je schematicky znázorněná programovatelná riadiaca, meracia a registračná jednotka 4 pozostáva z časovačů 62, ktorého výstup vedie do riadiacej jednotky 63, ktorej vývod je napojený na obvod 64 ovládania, z tohoto obvodu 84 sú vyvedené vývody do- obvodu 65 ventilov, do obvodu SS dávkovača, do obvodu 88 mikrodávkovača iónomeniča a do· obvodu 80 čerpadiel. Z riadiacej jednotky 63 vychádza vývod do přepínačů 71 analogových signálov. Do tohoto přepínačů 71 analogových signálov je vyvedený vývod z obvodu 70 merania potenciálu, do ktorého sú vyvedené z elektrodového meracieho bloku 45 vývody z iónovoselektívnej elektródy 46 a premiestnitelnej referenčnej elektródy 43. Do prepínača 71 ana6 lógových signálov je ďalej vyvedený obvod 69 merania teploty, na ktorý je napojený snímač 50 teploty taktiež umiestnený v elektródovom meraciom bloku 43. Z prepínača 71 unalógových signálov je vyvedený výstup do AID prevodníka 72, ktorý je napojený na riadiacu jednotku 63. Do riadiacej jednotky 63 ústi ďalej výstup z bloku 67 tlačítek a prepínačov, ďalej potom výstup z obvodu 74 kontaktu krajnej polohy. Na riadiacu jednotku 63 je napojený obvod 78 styku s magnetofónom, nu ktorý sa pripája magnetofon 79, ktorý cez obvod 78 styku s magnetofónom je potom napojený do riadiacej jednotky 63 a na tuto je napojená registračná pamať 73 spatné přepojená s riadiacou jednotkou 63, z ktorej je vyvedený vývod tiež na logiku zobrazovača 75 s připojenými indikačnými diodami LED 76 a z ktorej je vyvedený výstup na display.In FIG. 3 shows a programmable control, measurement and registration unit 4 consisting of timers 62 whose output leads to a control unit 63, the output of which is connected to the control circuit 64, from this circuit 84 the outlets to the valve circuit 65, into the SS circuit. dispenser, circuit 88 of the ion exchange micro-dispenser, and circuit 80 of the pumps. From the control unit 63, an output is made to the analog signal switches 71. To this analog signal switch 71, a lead from the potential measurement circuit 70 is led, to which leads from the electrode measuring block 45 lead out of the ion-selective electrode 46 and the displaceable reference electrode 43. The temperature measuring circuit 69 is further led to the analog signal switch 71. which is connected to a temperature sensor 50 also located in the electrode measuring block 43. From the analog signal switch 71 is output to an AID converter 72, which is connected to the control unit 63. The control unit 63 further outputs the block of buttons and switches 67; then output from the limit position contact circuit 74. A tape recorder circuit 78 is connected to the control unit 63, and a tape recorder 79 is connected thereto, which is then connected via the tape recorder circuit 78 to the control unit 63, and a register memory 73 is connected poorly to the control unit 63 from which the output is also connected to the logic of the display 75 with the connected LEDs 76 and from which the output is output to the display.

Automatický terénny analyzátor iónov vg kvápalinách podfa vynálezu pracuje takto:The automatic field ion analyzer in g liquids according to the invention works as follows:

Z prívodov 2 sú jednotlivé čerstvo odobrané vzorky kvapaliny priamo z terénu privádzané do zásobníkov 5 až 31 pre jednotlivé vzorky. V týchto zásobníkoch 5 až 31 sú odobrané vzorky ponechávané určitá dobu za účelom usadenia, napr. piesčitých častíc, alebo kalov a pod. Po sedíme,ntácii sa pomocou obvodu 65 ventilov po impulze z riadiacej jednotky 63 cez obvod 64 ovládania otvoria ventily Vl až V27 zásobníkov 5 až 31 vzoriek a usadeniny z týchto zásobníkov 5 až 31 sa odpustia do žlabu 36. Po odpuštění kalov zo zásobníkov 5 až 31 sa pohonom 33 premiestni výkyvná lišta 32 do svojej druhej krajnej polohy a nej připevněné vývody zo zásobníkov 5 až 31 sú uvedené do polohy nad dopravník 35 so vzorkovnicami 34. Medzi vývody zo zásobníkov 5 až 31 a vzorkovnice 34 konštrukcia zariadenia umožňuje v případe potřeby umiestniť filtre 82. Pomocou obvodu 65 riadiacej jednotky 63 sa potom otvoria ventily Vl až V27 zásobníkov 5 až 31 a cez filtre 82 sa privedú vzorky do vzorkovníc 34 umiestnených na dopravníku 35. Súčasne sa do vzorkovníc 34 nadávkujú otvorením ventilov V30, V31 zo zásobníkov 38, 39 vzorky štandardných roztokov rozdielnych koncentrácii.From the inlets 2, freshly taken liquid samples directly from the terrain are fed to the sample containers 5 to 31. In these containers 5 to 31, the sampled samples are left for some time to settle, e.g. sand particles or sludge and the like. After sitting, the valves V1 to V27 of sample containers 5 to 31 are opened by the valve circuit 65 after impulse from the control unit 63 via the control circuit 64, and the deposits from these containers 5 to 31 are drained into the trough 36. 31 with the drive 33, the pivot bar 32 is moved to its second extreme position and the outlets attached thereto from the containers 5 to 31 are brought into position above the conveyor 35 with the samplers 34. Between the outlets from the containers 5 to 31 and the sampler 34 filters 82. Valves V1 to V27 of cartridges 5 to 31 are then opened via circuit 65 of control unit 63 and samples are fed through filters 82 to samplers 34 placed on conveyor 35. At the same time, they are dosed into samplers 34 by opening valves V30, V31 from cartridges 38, 39 samples of standard solutions of different concentrations.

Spuštěním dopravníka 35, ktorý má v programe zakódovaný přerušovaný chod sa uvádzajú vzorkovnice 34 do pohybu a v mieste sklopného bodu 52 dopravníka 35 sa postupné v naprogramovaných intervaloch vyprázdňujú do přívodu 53 vzoriek ústiaceho do elektrodového meracieho bloku 45. Do tohoto přívodu 53 zasahuje přívod dávkovača 54 napojený na zásobník 55 úpravného roztoku, ktorým je do přívodu 53 privádzané odměrné množstvo úpravného roztoku. Vzorka kvapaliny zmiešaná s predom stanoveným množstvom úpravného· roztoku je privádzaná do elektrodového meracieho bloku 75, v ktorom sú upevněné jednak snímač 50 teploty napojený na obvod 69 na meranie teploty meraného roztoku, čo umožňuje pri spracovaní na počítači previesť korekciu merania potenciálu elektrod na teplotu roztoku v elektródovom meractom bloku 45 a dalej je tu osadená iónoselektívna elektróda 46 ako aj premiestnitelná referenčná elektroda 43. Premiestnitelná referenčná elektróda 43 a iónoselektívna elektróda sú napojené prostredníctvom obvodu 70 merania potenciálu a prepínača 71. Analogových signálov ako aj AID prevodníka 72 na riadiacu jednotku 63. Hodnoty potenciálu medzi premiestniteínou referenčnou elektrodou 43 a iónoselektívnou elektródou 46 ako aj merané hodnoty snímačom 50 teploty sú prostredníctvom riadiacej jednotky 63 zaznamenávané do registračnej pamati 73, alebo v případe potřeby sú pomocou logiky zobrazovača 75 zobrazované na display 77. V případe, že meriame dva rázy denne koncentráciu iónu v 27 vzorkách kvapaliny, rozsah registračnej pamati 73 ako aj objemy zásobníka 55 úpravného roztoku, zásobníka 49 roztoku iónomenlča, ako aj zásobníka 57 destilovanej vody v predkladanom příklade prevedenia konštrukcie zariadenia umožňuje plynulé periodické bezobsluhové meranie po dobu dvoch mesiacov, Po tomto intervale sa na obvod 78 styku s magnetofónom pripája magnetofon 79 a údaje sa z registračnej pamati 73 sú zapisované na magnetickú pásku.When the conveyor 35, which has a programmed intermittent coded program, is triggered, the samplers 34 are moved and emptied at programmed intervals at the tilt point 52 of the conveyor 35 into the sample inlet 53 flowing into the electrode metering block 45. onto the treatment solution reservoir 55 through which a volumetric amount of treatment solution is supplied to the inlet 53. A sample of liquid mixed with a predetermined amount of treatment solution is fed to an electrode measuring block 75, in which a temperature sensor 50 is connected to the temperature measuring circuit 69, which allows the computer to correct the electrode potential measurement to the solution temperature. In the electrode meter block 45 and the other, an ion-selective electrode 46 as well as a displaceable reference electrode 43 is mounted therein. The repositionable reference electrode 43 and the ionoselective electrode are connected via a potential measurement circuit 70 and a switch 71. The analog signals as well as the AID converter 72 on control. The potential values between the displaceable reference electrode 43 and the ion-selective electrode 46 as well as the measured values by the temperature sensor 50 are recorded by the control unit 63 to the registration memory 73 or, if necessary, In the case that we measure two times a day the ion concentration in 27 liquid samples, the range of the registration memory 73 as well as the volumes of the treatment solution reservoir 55, the ion exchanger solution reservoir 49 and the distilled water reservoir 57 in the present example. After this interval, a tape recorder 79 is connected to the tape circuit 78 and the data from the recording memory 73 is written to a magnetic tape.

Premiestnitelná referenčná elektróda 43 je medzi cyklami merania uložená v nádobke 44 s aktivačným roztokom a do elektrodového meracieho bloku 45 je premiestňovaná pomocou nosného ramienka 42 pevne spojeného s pohonom, ktorý je v příklade prevedenia vynálezu tvořený dvomi valcami 49, 41 kolmo na seba postavenými. K premiestnenlu premiestnitelnej referenčnej elektródy 43 z nádobky 44 s aktivačným roztokom do elektrodového meracieho bloku 45 dochádza podlá programu tesne před vyliatlm prvého, štandardného roztoku na sklopnom bode 52 do přívodu 53 vzoriek na začiatku každého cyklu merania, po. ktorého skončení kontrolovanom kontrolným kontaktom 61 umiestneným za poslednou vzorkovnicou 34 na dopravníku vracia sa premiestnitelná referenčná elektróda 43 spát do* nádobky 44 s aktivačným roztokom.The displaceable reference electrode 43 is stored between the measurement cycles in the activating solution container 44 and is displaced into the electrode measuring block 45 by means of a support arm 42 rigidly coupled to the drive, which in an embodiment of the invention consists of two cylinders 49,41 perpendicular to each other. The relocatable reference electrode 43 from the activating solution container 44 to the electrode measuring block 45 is programmed just prior to spillage of the first, standard solution at tilt point 52 into sample inlet 53 at the beginning of each measurement cycle, po. the end of which is displaced by the controlled check contact 61 located downstream of the last sample tube 34 on the conveyor, the relocatable reference electrode 43 returns to the container 44 with the activation solution.

Do elektrodového meracieho bloku 45 je vyvedený ďalej k iónoselektívnej elektróde 46 přívod od mikrodávkovača 43 spojeného so zásobníkom 49 roztoku iónomeniča vybavený spínačom 47, ktorého zapnutie umožňuje použit iónoselektívnu elektrodu 48 s kvapalnou membránou, ktorej povrch sa automaticky podfa programu po zmeraní každého štandardného roztoku ako aj vzorky obnovuje.A lead from the micro-dispenser 43 connected to the ion exchanger solution tank 49 equipped with a switch 47 is connected further to the electrode measuring block 45 to the ionoselective electrode 46, the switch of which allows the use of a liquid membrane ionoselective electrode 48 whose surface is automatically programmed after each standard solution. samples refreshes.

Vzorkovnice 34 sú po vyprázdnění vymývané destilovanou vodou, ktorá je do nich privádzaná ostrekovačom 59 napojeným na čerpadlo 58 zásobníka 57 destilovanej vody, z ktorého je tiež cez čerpadlo 56 vyvedený vývod do elektrodového meracieho bloku 45 prostredníctvom ktorého sa na impulz z riadiacej jednotky 63 po zmeraní každej vzorky vymývá elektrodový merací blok 45 ako aj oplachujň sa elektrody. Z elektrodového meracieho bloku 45 je každá vzorka alebo roztok vzniknutý pri premývaní vypúšfané vývodom opatřeným ventilem V34 do žlabu 60, ktorým sú odvedené mimo přístroj do odpadu.After emptying, the samplers 34 are washed with distilled water, which is fed to a washer 59 connected to the pump 58 of the distilled water storage tank 57, from which the outlet 56 is also led to the electrode measuring block 45 via which the pulse from the control unit 63 is measured. of each sample elutes the electrode measuring block 45 as well as rinsing the electrodes. From the electrode measuring block 45, any wash sample or solution is discharged through an outlet provided with a valve V34 to the trough 60, which is discharged off the apparatus to waste.

Po převedení analýzy jednej vzorky sa impulzem z riadiacej jednotky 63 uvedie do pohybu dopravník 35, ktorý dopraví dalšiu vzorkovnicu 34 k otočnému bodu 52 a celý cyklus merania jednej vzorky sa s ďalšou vzorkou kvapaliny opakuje. Po zmeraní všetkých vzoriek sa pomocou kontrolného kontaktu 61 krajnej polohy dopravníku 33 vracajú vymyté vzorkovnice 34 do počiatočnej polohy a celý přístroj je připravený na ďalšie meranie, ktoré nastáva po intervale nastavenom na časovači 62.After the analysis of one sample has been performed, a pulse from the control unit 63 is set in motion by a conveyor 35 which transports the next sample box 34 to the pivot point 52, and the entire cycle of measuring one sample is repeated with another sample of liquid. After all the samples have been measured, by means of the check contact 61 of the extreme position of the conveyor 33, the washed sample tubes 34 are returned to the initial position and the entire instrument is ready for the next measurement, which occurs after the interval set on the timer 62.

Elektronická riadiaca, meracia a registračná časť 4 zariadenia, blokové zobrazená na obr. 3, pozostáva z časovačů 62, ktorý v nastavených časových intervalech merania dává impulz do riadiacej jednotky 63 k zahájeniu činnosti mechanickej strojovej časti 3. V časovom slede stanovenom programem, ktorým je vybavená riadiaca jednotka 63, uvedu sa postupné z obvodu 64 ovládania do činnosti obvod 65 ventilov, ktorých spínanie a vypínanie je synchronizované a taktiež v príslušnom časovom slede aj obvod 66 dávkovača úpravného roztoku. Ak sa použije iónoselektívna elektróda 46 s kvapalnou membránou, je nutné přepnut příslušný přepínač v bloku 67 tlačítok a prepínaČov, v dósledku čoho sa zapojí z obvodu 64 ovládania aj obvod 68 mikrodávkovača iónomeniča. Po připravení elektrodového meracieho bloku 45 a zahájení cyklu sa pri druhom štandardnom roztoku a poslednej vzorke kvapaliny snímá napatie úměrné teplote zo snímača 50 teploty cez obvod 69 merania teploty a pri baždom štandardnom roztoku a každej vzorke kvapaliny, ktoré sú zmiešané s úpravným roztokom právě nachádzajú v elektródovom meracom bloku 45 sa snímá napatie medzi iónoselektívnou elektródou 43 a premiestnitelnou referenčnou elektródou 43. Snímané hodnoty sú privádzané do prepínača 71 analogových signálov, ktorý prepája na AID převodník 72 buď obvod 69 merania teploty, alebo obvod 70 merania potenciálu. Cez AID převodník 72 sa mění analogový signál na 8 bitové Číslo, ktoré cez riadiacu jednotku 63 sa zaznamenává v registračnej památi 73. V případe, že je potřebné vedieť hodnotu potenciálu právě meranej vzorky, stlačením příslušného. tlačítka v bloku 67 tlačítok a prepínačov sa z registračnej památi 73 cez riadiacu jednotku 63 a logiku zobrazovača 75 meraná hodnota zobrazí na display 77. Skončeme cyklu merania indikuje snímač 77 kraj260761 .9 nej polohy, ktorý zaručuje aj návrat dopravníkového pása 35 do počiatočného stavu. Pri nahrávaní nameraných hodnot na magnetofónovú pásku za účelom ďalšieho ich spracovania na počítači, po stlačení příslušného tlačítka nahrávania v bloku S7 tlačítok a prepínačov sa na obvod 78 styku s magnetofónom připojí magnetofon 79 běžného, typu a z registračnej pamati 73 zaregistrované hodnoty sa nahrávajú na magnetofónovú pásku. Ď.dšie příslušné tlačítko v bloku 87 tlačítek a prepínačov slúži ku vráteniu magnetofonové] pásky cez obvod 78 styku s magnetofónom, riadiacu jednotku 63 a logiku zobrazovača 73 sa prostredníctvom indikačných diód LED 78 prevedie kontrola správnosti nahrávky na magnetofénovú pásku.The electronic control, measurement and registration part 4 of the apparatus, block shown in FIG. 3, consists of timers 62, which at the set measuring intervals give an impulse to the control unit 63 to initiate the operation of the mechanical machine part 3. In a time sequence determined by the program provided by the control unit 63, the control circuit 64 is activated sequentially. 65 valves whose switching on and off is synchronized and also in a corresponding time sequence the circuit 66 of the treatment solution dispenser. If an ion-selective liquid membrane electrode 46 is used, the appropriate switch in the pushbutton and switch block 67 must be switched, as a result of which the ion exchanger micro-dosing circuit 68 is connected from the control circuit 64. After the preparation of the electrode measuring block 45 and the start of the cycle, for the second standard solution and the last liquid sample, temperature-proportional voltage is sensed from the temperature sensor 50 through the temperature measuring circuit 69 and for each standard solution and each liquid sample mixed with the treatment solution. The electrode metering block 45 senses the voltage between the ion-selective electrode 43 and the displaceable reference electrode 43. The sensed values are fed to an analog signal switch 71 that connects to the AID converter 72 either the temperature measurement circuit 69 or the potential measurement circuit 70. Via the AID converter 72, the analog signal is changed to an 8 bit number, which is recorded via the control unit 63 in the registration memory 73. If it is necessary to know the potential value of the sample being measured, by pressing the appropriate. the buttons in the button and switch block 67 are displayed on the display 77 from the register memory 73 via the control unit 63 and the display logic 75. At the end of the measurement cycle, the position sensor 77 indicates the position position 60 that also ensures the conveyor belt 35 returns. When recording the measured values on a tape for further processing on a computer, after pressing the respective recording button in the block S7 of the buttons and switches, a tape recorder 79 of the conventional type and from the recording memory 73 is connected to the tape recorder. . Further, the corresponding button in the button and switch block 87 serves to return the tape through the tape contact circuit 78, the control unit 63, and the display logic 73, by means of LED indicators 78, to check the correctness of the recording on the tape.

Popísaný příklad zariadenia a sposob jeho automatickej činnosti umožňuje použitie róznych iónoselektívnych elektrod. Výběr iónu závisí od druhu iónoselektívnej elektródy, ktorá je k dispozícii. Časovač je možné využit aj na spínanie čerpanía vzoriek. Sposob merania vyhovuje samozřejmé nielen terénnym podmienkam, ale aj podmienkam laboratórnym. Elektronika zariadenia umožňuje v případe prerušenia z akýchkolvek dóvodov vrátit zariadenie automaticky do východziebo stavu. Proti prerušeniu merania v dósledku výpadku napátia v sieti je možné istiť zariadenie připojením náhradného zdroja prúdu, ktorým vzhladom na požiadavky kladené na napatie a,intenzitu prúdu móže byť aj autobatéria. Vzhladom na to·, že ide o meranie vzoriek kvapalin, teplota prostredia, do ktorého umiestňujeme zariadenie sa musí riadiť ich bodom mrazu.The described example of the device and the method of its automatic operation allows the use of different ion-selective electrodes. The choice of ion depends on the type of ion-selective electrode available. The timer can also be used to switch sample pumping. Of course, the measuring method satisfies not only field conditions but also laboratory conditions. The device electronics allows the device to be automatically reset to its default state in case of interruption for any reason. It is possible to protect the device against interruption of measurement due to a power failure in the network by connecting a substitute current source, which, depending on the voltage requirements and the current intensity, can also be car batteries. Since it is a measurement of liquid samples, the temperature of the environment in which we place the equipment must be controlled by their freezing point.

V případe, že je možné v teréne pripraviť napr. pódne výluhy, zariadenie je využitelné na meranie napr. dusičnanov, alebo amoniakálnej formy dusíka v póde priamo v teréne, čím sa tiež znížia náklady na přepravu vzoriek pod a odbremenia sa laboratórriá, pričom tiež sa obmedzia změny mikrobiologických přeměnách sledovaného, iónu. V tom případe, ako aj pre zabezpečenie Čo najvyššej přesnosti zariadenia sa doporučuje urobit niekolko předběžných analýz meranej kvapaliny, aby sa mohli stanovit čo najvhodnejšie koncentrácie štandardných roztokov pre interpoláciu v počítači a taktiež iónová sila a druh úpravného roztoku, ktoré sa plnia do zásobníkov před zahájením celého merania a možu sa měnit napr. pri dvojmesačných zapisovaniach údajoch z registračnej pamati 73 na magnetická pásku. Takýmto postupem je možné zvýšit přesnost pri meraní koncentrácie iónov nielen v povrchových a podzemných vodách, ale aj vodách odpadových.If it is possible to prepare in the field e.g. Underground leaches, the device is usable for measuring eg. nitrates, or ammoniacal form of nitrogen in the soil directly in the field, thereby also reducing the cost of transporting the samples to and from the laboratory, while also reducing changes in microbiological transformations of the ion of interest. In this case, as well as to ensure the highest accuracy of the device, it is recommended to perform several preliminary analyzes of the measured liquid in order to determine the most suitable concentrations of the standard interpolation solutions in the computer as well as the ionic strength and type of treatment solution to be filled into the cartridges the whole measurement and can be changed eg. for two months writing data from the registration memory 73 to the magnetic tape. In this way, it is possible to increase the accuracy in measuring the concentration of ions not only in surface and ground water, but also in waste water.

Claims

SUBJECT

An automatic field analyzer for measuring the concentration of ions in liquids at selected time intervals, characterized in that a swivel bar (32) carrying outlets from the reservoirs (5 to 31) is arranged between the liquid sample containers (5 to 31) and the sample containers (34). the drive (33) of which is connected to a reservoir (1j of the power supply), wherein said samplers (34) are mounted on a conveyor (35), the displacement of which is derived from the drive (51) connected by a divider (37) an energy source container (11), wherein a dispenser outlet opens into a sample lead (53) directed to an electrode block (45) located below the tilting point (52) of a conveyor (35) equipped with a check contact (61) after the last sample box (34) (5'4) of the treatment solution reservoir (55), wherein a temperature sensor (50) as well as an ion-selective electrode (46) as well as a displaceable reference electrode are mounted in the electrode measuring block (45). a family (43) which, by means of a temperature measuring circuit (69J) and a potential measuring circuit (70) via an analog signal switch (71) and an A / D converter (72), as well as a control unit (63) to which the timer ( 62J, are connected to the registration memory (73) as well as to the inventive tape recorder circuit (78j) and also through the display logic (75) of the display (77).

2. An automatic field analyzer according to claim 1, characterized in that there are filters (82) above the samplers (34) into which the outlets from the containers (5 to 31j) are led through the valves (VI to V27). directly to the samplers (34) via valves (V30 and V31) as well as outlets from the standard solution containers (38, 39).

3. An automatic field analyzer according to claim 1, characterized in that a trough (36) for the discharge of the seed tanks (5 to 31J of the samples, while pivotable at the other extreme position) is located in one of its extreme positions under the pivot rail (32). the bar (32) directs the cartridge outlets (5 to 31) through the filters (82) to the samplers (34).

4. An automatic field analyzer according to claim 1, characterized in that an outlet of the micro-dispenser (48) connected to the ion exchanger solution reservoir (49J) is provided in the electrode measuring block (45), the micro-dispenser outlet (48) having a switch (46).

5. An automatic field analyzer according to claim 1, characterized in that a washer (59) is mounted below the conveyor (35).

11 is connected to the outlet of the distilled water reservoir pump (58), the outlet of the other distilled water reservoir pump (56) flowing into the electrode measuring block (45).

6. An automatic field analyzer according to claim 1, characterized in that the drive (51) of the conveyor (35) is coupled to a distributor (37) of the energy storage container (1).

The automatic field analyzer according to claim 1, characterized in that the displaceable reference electrode (43) is attached to a support arm (42) attached to a sliding mechanism formed by the rollers (40, 41) mutually perpendicular to each other and connected to the reservoir (42). 1) an energy source, wherein the activating solution container (44) is located below one of the extreme displacement positions of the reference electrode (43).

8. An automatic field analyzer according to claim 1, characterized in that a trough (60) is arranged below the outlet of the electron measuring block (45) provided with the valve (V34).

9. An automatic field analyzer according to claim 1, wherein the control unit (63) is connected via a control circuit (64) with a valve circuit (65), a metering circuit (66), a microdose circuit (68) and a pump circuit (80). .

10. An automatic field analyzer according to claim 1, characterized in that the control unit (63) is connected with a pushbutton switch (67) and a limit position monitoring contact circuit (74).