多功能微機控制自動滴定儀的製作方法

2023-06-15 04:20:36

專利名稱：多功能微機控制自動滴定儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種分析化學儀器。
自動滴定，包括自動電位滴定和光度滴定，是常用的儀器分析方法。近年已開始將計算機用於自動滴定系統，以提高方法的準確度和分析速度。但多採用預設終點來判斷，容易因實驗條件或儀器本身的微小波動而引起較大的誤差。另外，滴定方式也有局限性，不能兼顧電位滴定與光度滴定。
本實用新型的目的是克服現有技術的缺點，提供一種具有多種滴定方式、運作速度快、準確度高的自動滴定儀。
本實用新型的基本方案是由滴定控制裝置控制加液裝置，向滴定池自動加液，在滴定池內或滴定池旁設有檢測裝置。該滴定裝置通過接口與微機連接。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。


圖1為本實用新型結構示意圖；圖2為本實用新型滴定控制裝置電路圖；圖3為本實用新型加液裝置結構圖；圖4為本實用新型模數轉換器的電路圖；圖5為本實用新型前置放大器的電路圖。
參照附圖，本實用新型由微機(100)、滴定控制裝置(200)、加液裝置(300)、滴定池(400)、檢測裝置(500)和模數轉換器(600)組成；微機(100)總線通過I/O接口(101)與滴定控制裝置(200)和模數轉換器(600)連接；滴定控制裝置(200)的步進電機控制電路(206)的輸出接往加液裝置(300)的步進電機(301)，加液裝置(300)的滴定口(308)通向滴定池(400)；檢測裝置(500)的檢測器(501)設在滴定池(400)內側或外側，檢測器(501)的輸出經前置放大器(502)接往模數轉換器(600)。
滴定控制裝置(200)由脈衝發生器(201)、分頻器(202)、多路器(203)、環形分配器(204)、激勵放大器(205)、步進電機控制電路(206)、比例乘法器(207)、數字顯示器(208)和I/O卡(209)組成；脈衝發生器(201)的輸出接往分頻器(202)，分頻器(202)的輸出接往多路器(203)，多路器(203)的輸出分別接往環形分配器(204)、比例乘法器(207)和I/O卡(209)，比例乘法器(207)的輸出接數字顯示器(208)，環形分配器(204)的輸出經激勵放大器(205)放大後接往步進電機控制電路(206)。
根據圖2給出的電路圖，對滴定控制裝置各部分分述如下(a)脈衝發生器(201)脈衝發生器由7555組成，以方波形式輸出脈衝，輸出頻率
電容器C固定，調節電位器R可改變輸出頻率，調節滴定速度。
(b)分頻器(202)和多路器(203)由脈衝發生器輸出的信號注入74LS90組成的分頻器後可輸出二、五、八等分頻信號。由計算機控制多路器74LS153的輸出頻率，A、B端電平而確定74LS153的輸出頻率，從而達到計算機控制滴定速度或吸液速度的目的。
(c)環形分配器(204)用CH250集成電路代替由分立元件組成的環形分配器，使電路大大簡化。通過控制CH250的第2腳電位可控制步進電機轉動方向，控制CH250的第9腳電位可控制步進電機的啟動或停止。CH250電路接成單六拍電路。
(d)激勵放大器(205)CH250的輸出信號經線驅動器74LS244放大後，再輸入3DK2和3DG130組成的林達放大電路。
(e)比例乘法器(207)及數字顯示器(208)為了使儀器在脫離計算機後仍能工作，電路中引入了比例乘法電路、體積顯示電路和與或門電路。
兩個7497集成塊並行連接，通過微型開關選擇比例係數。比例係數為X/4096，X的範圍為0～4095。比例係數與滴定管的內徑及螺距等有關，可通過實驗確實。滴定體積可直接經數字的形式顯示。CH284組件本身包括有計數器、解碼器、驅動器和LED，因此大大地簡化了顯示電路。
74LS10是一與或門電路，它使顯示電路的計數器只記錄滴定體積而不記錄吸液體積。
圖3所示的加液裝置，由步進電機(301)、推動板(302)、導軌(303)、注射器外筒(304)、注射器推桿(305)、三通閥(306)、滴定口(308)、吸液口(309)和同步電機(307)組成，步進電機(301)推動推動杆(302)在導軌(303)上運動並帶動注射器推桿(305)；三通閥(306)的一通接在注射器外筒(304)的出口，另兩通分別為滴定口(308)和吸液口(309)；三通閥(306)的轉軸由同步電機(307)帶動。
常用的滴定方式有光度滴定和電位滴定，分別採用光電元件和離子 電極作檢測器(501)。在電位滴定中，指示電極置於滴定池(400)內。而在進行光度滴定時，將光電元件放在滴定池旁邊。
檢測到的信號經過前置放大器放大，然後再輸出到模數轉換器。在圖5所示的前置放大器中，ICL7650具有高輸入阻抗、極小的輸入失調電壓和極小的輸入失調電壓溫漂等優點。
參照圖4，本實用型的模/數轉換器ICL7135的工作方式是雙斜積分式，它具有很高的精度(相當於16位二進位數輸出)，輸出BCD碼。輸出的信號經反相器放大後可輸給計算機。當輸入信號為單極性時，時鐘頻率最高可達1MHZ，最大轉換速度為25/秒。A/D最大輸出電壓為1.9999V。
至此，已對本實用新型作了完整和詳盡的描述。
本實用新型成本低，具有光度滴定和電位滴定兩種功能，能迅速、準確地判斷終點並自動停止滴定。這是本儀器的優點。
權利要求1.一種多功能微機控制自動滴定儀，其特徵在於由微機(100)、滴定控制裝置(200)、加液裝置(300)、滴定池(400)、檢測裝置(500)和模數轉換器(600)組成，微機(100)總線通過I/O接口(101)與滴定控制裝置(200)和模數轉換器(600)連接；滴定控制裝置(200)的步進電機控制電路(206)的輸出接往加液裝置(300)的步進電機(301)，加液裝置(300)的滴定口(308)通向滴定池(400)；檢測裝置(500)的檢測器(501)設在滴定池(400)內側或外側，檢測器(501)的輸出經前置放大器(502)接往模數轉換器(600)。
2.根據權利要求1所述的多功能微機控制自動滴定儀，其特徵在於滴定控制裝置(200)由脈衝發生器(201)、分頻器(202)、多路器(203)、環形分配器(204)、激勵放大器(205)、步進電機控制電路(206)、比例乘法器(207)、數字顯示器(208)和I/O卡(209)組成；脈衝發生器(201)的輸出接往分頻器(202)，分頻器(202)的輸出接往多路器(203)，多路器(203)的輸出分別接往環形分配器(204)、比例乘法器(207)和I/O卡(209)，比例乘法器(207)的輸出接數字顯示器(208)，環形分配器(204)的輸出經激勵放大器(205)放大後接往步進電機控制電路(206)。
3.根據權利要求1所述的多功能微機控制滴定儀，其特徵在於所述的加液裝置，由步進電機(301)、推動板(302)、導軌(303)、注射器外筒(304)、注射器推桿(305)、三通閥(306)、滴定口(308)、吸液口(309)和同步電機(307)組成，步進電機(301)推動推動杆(302)在導軌(303)上運動並帶動注射器推桿(305)；三通閥(306)的一通接在注射器外筒(304)的出口，另兩通分別為滴定口(308)和吸液口(309)；三通閥(306)的轉軸由同步電機(307)帶動。
專利摘要本實用新型為一種分析化學儀器,由微機、滴定控制裝置、加液裝置、滴定池、檢測裝置和模數轉換組成,由滴定控制裝置驅動加液裝置的步進電機,向滴定池加液。本實用新型具有光度滴定和電位滴定兩種方式,具有功能多、運作速度快、準確度高等優點。
文檔編號G01N31/16GK2384221SQ9923643
公開日2000年6月21日 申請日期1999年6月25日 優先權日1999年6月25日
發明者莫金垣, 區兆文, 陳煥光, 張潤建, 彭速標, 朱炳輝, 鄒小勇, 陳永兆 申請人:中山大學