一種自定位電極支架、測量系統及測量方法與流程

2023-05-31 11:14:11

本發明涉及分析儀器設備技術領域，具體涉及一種自定位電極支架、測量系統及測量方法。

背景技術：

在電化學分析或研究工作中，常常使用到三電極系統。如用來發生所需要的電化學反應或響應激發信號，在測量過程中溶液本體濃度發生變化的體系的工作電極；用來提供標準電位，電位不隨測量體系的組分及濃度變化而變化的參比電極、僅作為電子傳遞的場所以便和工作電極組成電流迴路的輔助電極等等。按電極用途劃分如常見的PH電極、標準氫電極、飽和甘汞電極、Ag/AgCl電極等等。電極是一種極常用的實驗器具及配件。即便在如今很多實驗室已經實現了自動化或半自動化，這些自動化或半自動化的儀器中也會將電極作為其中的一個配件。如水份滴定儀中的水份電極、全自動滴定儀中的鈣離子電極等等。使用電極時均需要配備電極支架，對電極起到一個支撐、保護作用。電極種類極其繁多，外形各式各異，即使不同廠家生產的同一類型電極其外形尺寸也大多不一樣，多數電極又極其嬌貴，易損壞。目前市場上多數電極支架僅能適應一種或幾種電極，使用不方便。

例如，中國專利CN203847949U中公開了一種電極支架，如圖1所示，包括底座1，底座1上對稱設有兩個固定塊2，固定塊2之間設有一主杆3，通過第一螺栓4將主杆3與固定塊2連接固定，可調節主杆3的傾斜角度。主杆3的頂部設有一凸臺5，凸臺5上對稱設有兩根連接杆6，連接杆6的一端通過第二螺栓8將其固定在凸臺5上，另一端設有一環形夾7，連接杆6可繞著第二螺栓8轉動，調節兩連接杆之間的夾角。這種電極支架是使用一個平臺連接一個支臂的結構，末端設有一個夾子，通過夾子夾持電極，通過支臂的移動來實現電極的位置變動，操作複雜。且雖然改進了具有兩個支臂，但是仍然無法同時安裝兩個以上、多個電極或同時改變多支電極的位置。它佔地面積大，且與反應杯不固定連接，如有輕微碰撞、振動就會影響實驗分析。

技術實現要素：

因此，本發明實施例要解決的技術問題在於現有技術中的電極支架能適應的電極種類較少；需要靠人工定位反應杯的中心，無法自定位，如定位不準可能會損壞電極或反應杯；或電極的位置難以放置到理想位置，導致實驗結果不一致。

為此，本發明實施例的一種自定位電極支架，包括：

架臺，包括導向結構和具有至少一個通孔，所述導向結構適於沿反應杯的杯口移動，使得所述反應杯的杯口與導向結構自動定位對準，所述通孔適於沿通孔延伸方向容納電極組件，使得所述電極組件被所述通孔套接固定；

導杆，架臺套接在導杆上，使得架臺可沿導杆活動，所述活動包括上下移動和轉動；

活動調節裝置，架臺通過活動調節裝置與導杆連接，活動調節裝置使得架臺相對於導杆活動或緊固；

底座，與導杆連接，包括與反應杯杯底匹配的杯槽，所述杯槽用於盛放反應杯。

優選地，所述導向結構包括導向凸臺，導向凸臺所包圍的形狀與反應杯的杯口形狀相匹配。

優選地，所述導向凸臺包括左臺和右臺，所述左臺和右臺的延伸方向包圍的形狀為圓形，所述左臺和右臺關於所述圓形的圓心中心對稱。

優選地，所述導向結構包括卡槽，卡槽所包圍的形狀與反應杯的杯口形狀相匹配。

優選地，所述導向結構包括旋轉軸和旋轉盤，旋轉軸的一端連接位於旋轉盤的幾何中心處，旋轉軸的另一端與旋轉電機的輸出軸連接，旋轉盤包括凹口，凹口的形狀與反應杯的杯口形狀相匹配。

優選地，所述通孔為斜孔，所述斜孔的延伸方向與架臺平面呈一定角度。

優選地，所述活動調節裝置包括第一電機和第二電機，第一電機用於驅動架臺沿導杆上下移動，第二電機用於驅動架臺圍繞導杆轉動。

本發明實施例的一種測量系統，包括：電極組件、反應杯和上述的自定位電極支架；

電極組件連接位於架臺的通孔內；

反應杯通過導向結構自動定位對準，連接位於架臺下方的正確位置。

優選地，所述電極組件包括電極和電極套，電極套的外圈與架臺上的通孔接觸連接，電極套的內圈與電極接觸連接。

本發明實施例的一種測量方法，包括以下步驟：

將反應杯放置到底座上；

控制架臺緩慢下落；

當架臺上的導向結構接觸到反應杯的杯口時，在導向結構的作用下，使得反應杯的杯口與導向結構自動定位對準；

控制活動調節裝置使得架臺相對於導杆緊固；

將電極組件插入架臺上的通孔中，直至電極組件到達正確位置後固定。

本發明實施例的技術方案，具有如下優點：

1.本發明實施例提供的自定位電極支架，通過導向結構使得架臺及反應杯連接到正確位置，實現了自定位對準，保證電極的放置位置在實驗反應測量的理想位置，不會發生意外的碰撞，防止電極支架及反應杯不正確的接觸損壞電極或反應杯。通過設置通孔，將電極組件裝配於通孔中，使得大多數電極組件都能夠適應於該通孔，從而提高電極支架的適用性。

2.本發明實施例提供的測量系統，通過電極和電極套相配合的電極組件，使得可以簡化架臺上的通孔的形狀，只需每種電極套配裝一種電極，通過更換電極套可使電極支架適用於大多數的電極，且電極安裝的平穩性高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明具體實施方式中的技術方案，下面將對具體實施方式描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現有技術中電極支架的一個具體示例的結構示意圖；

圖2為本發明實施例1中自定位電極支架的一個具體示例的結構示意圖；

圖3為本發明實施例1中架臺的一個具體示例的俯視圖；

圖4為本發明實施例1中架臺的一個具體示例的剖視圖；

圖5為本發明實施例1中架臺的另一個具體示例的剖視圖；

圖6為本發明實施例2中測量系統的一個具體示例的結構示意圖。

附圖標記：10-電極支架，11-架臺，12-導杆，13-螺栓，14-底座，111-導向凸臺，112-斜孔，113-凹口，20-電極組件，21-電極，22-電極套，30-反應杯，P-倒角。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接連接，也可以是間接連接，還可以是通過中間媒介的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特徵只要彼此之間未構成衝突就可以相互結合。

實施例1

本實施例提供一種自定位電極支架，如圖2所示，包括架臺11、導杆12、活動調節裝置和底座14。架臺11包括導向結構和具有至少一個通孔，導向結構適於沿反應杯的杯口移動，使得反應杯的杯口與導向結構自動定位對準，通孔適於沿通孔延伸方向容納電極組件，使得電極組件被通孔套接固定。導向結構具有導向作用，可將反應杯導入導向結構驅動或規劃的正確位置中，實現自動定位對準，防止電極支架及反應杯不正確的接觸損壞電極或反應杯。

架臺11套接在導杆12上，使得架臺11可沿導杆12活動，活動包括上下移動和轉動，也就是說，架臺11可沿導杆12上下移動或者轉動，在上下移動、轉動後實現架臺上的導向結構與反應杯對準。

架臺11通過活動調節裝置與導杆12連接，活動調節裝置使得架臺11相對於導杆12活動或緊固。圖2中示出了一種活動調節裝置的實現方式，其中活動調節裝置為螺栓13，在架臺11到達理想位置後，可將螺栓13擰緊，實現架臺11與導杆12間的緊固。本領域的技術人員可知，其他能夠實現活動調節的裝置均可應用於此。

底座14與導杆12連接，底座14包括與反應杯杯底匹配的杯槽，杯槽用於盛放反應杯。

上述自定位電極支架，通過導向結構使得架臺及反應杯連接到正確位置，實現了自定位對準，保證電極的放置位置在實驗反應測量的理想位置，不會發生意外的碰撞，防止電極支架及反應杯不正確的接觸損壞電極或反應杯。通過設置通孔，將電極組件裝配於通孔中，使得大多數電極組件都能夠適應於該通孔，從而提高電極支架的適用性。

優選地，如圖3所示，導向結構包括導向凸臺111，導向凸臺111所包圍的形狀與反應杯的杯口形狀相匹配，若反應杯的杯口為圓形，那麼導向凸臺111的形狀可以是整圓形，也可以是圓形的一部分，該部分的延長線仍然可以是圓形，與反應杯的杯口形狀相匹配。例如圖3中所示，導向凸臺111包括左臺和右臺，左臺和右臺的延伸方向包圍的形狀為圓形，左臺和右臺關於圓形的圓心中心對稱。如圖4所示，導向凸臺111的內側面與架臺的下表面呈倒角P，架臺下落時，反應杯杯口邊緣落入倒角P內，兩側的倒角P可使反應杯自動導入電極支架架臺的中心，使二者同心，保證位置準確，進而能夠使電極落入到預想位置，提供測試實驗的精確度，還能夠防止電極支架及反應杯不正確的接觸損壞電極或反應杯。

優選地，導向結構包括卡槽，卡槽所包圍的形狀與反應杯的杯口形狀相匹配。卡槽的形狀正好與導向凸臺的形狀相反，導向凸臺是向外凸，卡槽是向內凹陷，形成槽結構。卡槽的作用與導向凸臺相同，能夠使反應杯杯口自動定位對準。

優選地，如圖5所示，導向結構包括旋轉軸和旋轉盤，旋轉軸的一端連接位於旋轉盤的幾何中心處，旋轉軸的另一端與旋轉電機的輸出軸連接，旋轉盤包括凹口113，凹口的形狀與反應杯的杯口形狀相匹配（可與導向凸臺的形狀類似）。旋轉盤中部具有鏤空結構，可供電極無障礙地穿過。通過控制旋轉盤轉動或震動，可快速帶動架臺運動，以實現電極支架與反應杯的快速自定位對準。

優選地，如圖4所示，通孔為斜孔112，斜孔112的延伸方向與架臺11平面呈一定角度，從而更加有利於使穿過其的電極組件進入反應杯中心位置。斜孔的角度在85度至-40度之間，提高了電極組件安裝在斜孔中的摩擦阻力，增加電極的平穩性，不被振動或其他因素影響。斜孔的內壁塗覆有納米級的絨毛層，可以提高斜孔內壁與電極組件之間的摩擦力。斜孔內壁還可以具有臺階，以適應電極套的形狀。

優選地，活動調節裝置除了上述提及的採用螺栓以外，活動調節裝置還可以包括第一電機和第二電機，第一電機用於驅動架臺11沿導杆12上下移動，第二電機用於驅動架臺11圍繞導杆12轉動，實現架臺活動或固定的自動化控制。

實施例2

本實施例提供一種測量系統，如圖6所示，包括：電極組件20、反應杯30和上述實施例1的自定位電極支架10；電極組件連接位於架臺11的通孔內；反應杯通過導向結構自動定位對準，連接位於架臺11下方的正確位置。

優選地，電極組件包括電極21和電極套22，電極套的外圈與架臺11上的通孔接觸連接，電極套的內圈與電極接觸連接。電極套的材料可以為矽膠類或其他的軟性材料，不會損壞電極，並且可增加摩擦力，提高電極安裝的平穩性。

上述測量系統，通過電極和電極套相配合的電極組件，使得可以簡化架臺上的通孔的形狀，只需每種電極套配裝一種電極，通過更換電極套可使電極支架適用於大多數的電極，且電極安裝的平穩性高。

實施例3

本實施例提供一種測量方法，適用於上述實施例2中的測量系統，包括以下步驟：

將反應杯放置到底座14上；

控制架臺11緩慢下落；

當架臺11上的導向結構接觸到反應杯的杯口時，在導向結構的作用下，使得反應杯的杯口與導向結構自動定位對準。當導向結構是導向凸臺或卡槽時，則採用手動調整活動調節裝置，對架臺實施活動操作或緊固操作。當導向結構包括旋轉軸和旋轉盤時，可以實現自動控制活動調節裝置的第一電機和第二電機運動，使得架臺沿導杆上下移動或圍繞導杆轉動，實現對架臺實施活動操作或緊固操作。且與此同時導向結構還可以在旋轉軸的帶動下將旋轉盤自轉，這三種動作同時調整，實現架臺和反應杯的自定位對準。

控制活動調節裝置使得架臺11相對於導杆12緊固；

將電極組件插入架臺11上的通孔中，直至電極組件到達正確位置後固定。然後就可以開始實驗工作。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明創造的保護範圍之中。