專利名稱：氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及在線監(jiān)測(cè)儀領(lǐng)域，尤其是涉及氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，中國(guó)在線監(jiān)測(cè)儀市場(chǎng)發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴(kuò)張，國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)在線監(jiān)測(cè)儀產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，國(guó)內(nèi)企業(yè)新增投資項(xiàng)目投資逐漸增多。在線監(jiān)測(cè)行業(yè)中，運(yùn)用離子選擇性電極的原理對(duì)未知溶液進(jìn)行監(jiān)測(cè)，不僅制成的設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，而且能快速連續(xù)測(cè)定，使得離子在線在工業(yè)自動(dòng)分析和環(huán)境監(jiān)測(cè)方面得到廣泛應(yīng)用。目前，因?yàn)槲覈?guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)比較晚，開(kāi)展這種離子在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的工作也落后發(fā)達(dá)國(guó)家。但是隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，政府越來(lái)越重視環(huán)境問(wèn)題，國(guó)家對(duì)環(huán)保儀器的財(cái)政投入也加大。但是，目前我國(guó)現(xiàn)有產(chǎn)品的品種、規(guī)格、精確度和可靠性尚不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，相關(guān)的技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)水平仍有較大的差距，離子在線監(jiān)測(cè)的研究與開(kāi)發(fā)還處于起步階段，形成了低檔產(chǎn)品過(guò)剩、高檔產(chǎn)品依賴進(jìn)口的局面。隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的國(guó)際化和WTO的加入，我國(guó)離子在線監(jiān)測(cè)儀面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，開(kāi)展高性能離子在線監(jiān)測(cè)的研究、開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，對(duì)促進(jìn)我國(guó)離子在線監(jiān)測(cè)行業(yè)的發(fā)展，增強(qiáng)產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，具有十分重要的意義。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀成本高、精確度不高、可靠性不強(qiáng)的缺點(diǎn)，提供一種氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是:氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀，用于檢測(cè)液體內(nèi)氟離子的濃度，包括控制單元、反應(yīng)杯、與所述控制單元連接的可將待測(cè)液體導(dǎo)入所述反應(yīng)杯的蠕動(dòng)泵、置于所述反應(yīng)杯內(nèi)能夠與氟離子反應(yīng)形成電動(dòng)勢(shì)的電池以及與所述控制單元連接用于測(cè)量所述電池電量的測(cè)量裝置，所述電池上設(shè)有對(duì)氟離子具有選擇性的LaF3單晶體膜。具體地，所述電池包括一個(gè)外參比電極和一個(gè)氟離子選擇電極，所述氟離子選擇電極和所述外參比電極與待測(cè)液體形成一個(gè)閉合的回路。進(jìn)一步地，所述氟離子選擇電極包括一上下貫通的電極殼以及置于所述電極殼底部的所述LaF3單晶體膜，所述電極殼與所述LaF3單晶體膜形成一個(gè)含有F_和CL_離子的內(nèi)參比溶液的空間。更進(jìn)一步地，所述氟離子選擇電極還包括置于所述電極殼頂部的導(dǎo)線以及與所述導(dǎo)線相連且有一端置于所述內(nèi)參比溶液內(nèi)的Ag-AgCl內(nèi)參比電極。具體地，所述氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀還包括與所述控制單元連接用于均勻攪拌待測(cè)液體的電磁攪拌器。本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型所提供的氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀適用于江河湖水、地表水、自來(lái)水廠、污水處理廠、企業(yè)廢水排放等水體中氟濃度的測(cè)定，運(yùn)用了氟離子選擇性電極技術(shù)，將氟離子選擇電極和外參比電極浸入待測(cè)濃度的含氟溶液中，構(gòu)成電池，通過(guò)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)，計(jì)算出待測(cè)液體中氟離子的濃度；本實(shí)用新型所提供的氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀操作簡(jiǎn)單、使用方便、檢測(cè)速度快、結(jié)果實(shí)用性高、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享遠(yuǎn)程控制等。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的氟離子選擇電極的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:1-控制單元、2-反應(yīng)杯、3-電池、31-外參比電極、32-氟離子選擇電極、321-電極殼、322-LaF3單晶體膜、323-導(dǎo)線、324-內(nèi)參比電極、325-內(nèi)參比溶液、4-蠕動(dòng)泵、5-測(cè)量裝置。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型是基于氟離子對(duì)于LaF3單晶體膜具有選擇性的原理，將具有LaF3單晶體膜的氟離子選擇電極和外參比電極浸入待測(cè)濃度的含氟溶液中，構(gòu)成電池，通過(guò)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)，計(jì)算出待測(cè)液體中氟離子的濃度。而本實(shí)用新型所提供的氟離子在線監(jiān)測(cè)儀中待測(cè)液體的氟離子能擴(kuò)散進(jìn)入LaF3單晶體膜膜相的缺陷空穴，而膜相中的晶體缺陷上的離子能進(jìn)入到氟離子選擇電極內(nèi)的內(nèi)參比溶液中。因此，在兩項(xiàng)界面上建立雙電層結(jié)構(gòu)，而在LaF3單晶體膜兩側(cè)形成膜電位。而氟離子選擇電極和外參比電極和待測(cè)液體形成一個(gè)閉合的回路，兩個(gè)電極之間形成了電動(dòng)勢(shì)。而該電池電動(dòng)勢(shì)與待測(cè)液體中氟離子的濃度的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系，先用不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)，可繪制成一條工作曲線，再將氟離子選擇性電極和外參比電極插入待測(cè)溶液中，平衡后得到一個(gè)電位值，在工作曲線上即可查到所對(duì)應(yīng)的氟離子濃度。當(dāng)氟離子電極與含氟的試液接觸時(shí)，電池的電動(dòng)勢(shì)E隨溶液中氟離子活度變化而改變(遵守Nernst方程)。服從以下關(guān)系式(I):E = E- (2.303*RT) /F*logCF_...........................(I)E與1gCF-成直接關(guān)系，(2.303*RT)/F為該工作曲線的斜率，亦為電極的斜率。工作電池可表示如下:Ag I AgCl, Cl-, F-1 LaF3 I I 試液 I I 外參比電極。參見(jiàn)圖1，為本實(shí)用新型所提供的氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀，用于檢測(cè)液體內(nèi)氟離子的濃度，適用于江河湖水、地表水、自來(lái)水廠、污水處理廠、企業(yè)廢水排放等的水體中氟離子濃度的檢測(cè)，其包括控制單元1、反應(yīng)杯2、與所述控制單元I連接的可將待測(cè)液體導(dǎo)入所述反應(yīng)杯的蠕動(dòng)泵4、置于所述反應(yīng)杯2內(nèi)能夠與氟離子反應(yīng)形成電動(dòng)勢(shì)的電池3以及與所述控制單元I連接用于測(cè)量所述電池電量的測(cè)量裝置5。本實(shí)用新型所提供的氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀內(nèi)部的控制單元I上設(shè)置有蠕動(dòng)泵4的轉(zhuǎn)速和時(shí)間，可以定時(shí)定量抽取待測(cè)的溶液到反應(yīng)杯2內(nèi)。而本實(shí)用新型所提供的氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀中因?yàn)殡姵?上設(shè)有對(duì)氟離子具有選擇性的LaF3單晶體膜322，使得電池3能夠得到待測(cè)溶液的電動(dòng)勢(shì)。而反應(yīng)杯2內(nèi)的電池3形成電動(dòng)勢(shì)，通過(guò)測(cè)量裝置5測(cè)量反應(yīng)杯2內(nèi)待測(cè)溶液的電動(dòng)勢(shì)，然后反饋到控制單元I上。通過(guò)比對(duì)控制單元I上已經(jīng)存儲(chǔ)的電動(dòng)勢(shì)與氟離子濃度的對(duì)數(shù)工作曲線，得到該待測(cè)溶液的氟離子濃度。本實(shí)用新型所提供的氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀操作簡(jiǎn)單、使用方便、檢測(cè)速度快、結(jié)果實(shí)用性高、能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享遠(yuǎn)程控制。具體地，所述電池3包括一個(gè)外參比電極31和一個(gè)氟離子選擇電極32，所述氟離子選擇電極32和所述外參比電極31與待測(cè)液體形成一個(gè)閉合的回路。在本實(shí)用新型中，夕卜參比電機(jī)采用銀電極，作用是提供與保持一個(gè)固定的參比電勢(shì)，要求電位穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，溫度系數(shù)小。進(jìn)一步地，請(qǐng)參看圖2，所述氟離子選擇電極32包括一上下貫通的電極殼321以及置于所述電極殼321底部的所述LaF3單晶體膜322，所述電極殼321與所述LaF3單晶體膜322形成一個(gè)含有F_和CL_離子的內(nèi)參比溶液325的空間以及置于所述電極殼321頂部的導(dǎo)線323以及與所述導(dǎo)線323相連且有一端置于所述內(nèi)參比溶液325內(nèi)的Ag-AgCl內(nèi)參比電極324。所述氟離子選擇電極32為本實(shí)用新型能夠測(cè)得待測(cè)溶液中氟離子的關(guān)鍵零件，該氟離子選擇電極32的底部設(shè)有LaF3單晶體膜322，使得待測(cè)液體的氟離子能擴(kuò)散進(jìn)入LaF3單晶體膜322膜相的缺陷空穴，而膜相中的晶體缺陷上的離子能進(jìn)入到氟離子選擇電極32內(nèi)的含有Γ和CI7離子的內(nèi)參比溶液325中。因此，在兩項(xiàng)界面上建立雙電層結(jié)構(gòu)，而在LaF3單晶體膜322兩側(cè)形成膜電位。而氟離子選擇電極32和外參比電極31和待測(cè)液體形成一個(gè)閉合的回路，兩個(gè)電極之間形成了電動(dòng)勢(shì)。從而通過(guò)測(cè)量裝置5能夠測(cè)得外參比電極31和氟離子選擇電極32之間的電位差。具體地，在所述 氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀還包括與所述控制單元I連接用于均勻攪拌待測(cè)液體的電磁攪拌器(圖中未示出)。電磁攪拌器在蠕動(dòng)泵4向反應(yīng)杯2內(nèi)導(dǎo)入待測(cè)液體時(shí)，能夠勻速攪拌反應(yīng)杯2內(nèi)的待測(cè)液體，從而獲得濃度均勻的待測(cè)液體。能夠提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀，用于檢測(cè)液體內(nèi)氟離子的濃度，其特征在于:包括控制單元、反應(yīng)杯、與所述控制單元連接的可將待測(cè)液體導(dǎo)入所述反應(yīng)杯的蠕動(dòng)泵、置于所述反應(yīng)杯內(nèi)能夠與氟離子反應(yīng)形成電動(dòng)勢(shì)的電池以及與所述控制單元連接用于測(cè)量所述電池電量的測(cè)量裝置，所述電池上設(shè)有對(duì)氟離子具有選擇性的LaF3單晶體膜。
2.如權(quán)利要求1所述的氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述電池包括一個(gè)外參比電極和一個(gè)氟離子選擇電極，所述氟離子選擇電極和所述外參比電極與待測(cè)液體形成一個(gè)閉合的回路。
3.如權(quán)利要求2所述的氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述氟離子選擇電極包括一上下貫通的電極殼以及置于所述電極殼底部的所述LaF3單晶體膜，所述電極殼與所述LaF3單晶體膜形成一個(gè)含有F_和CL_離子的內(nèi)參比溶液的空間。
4.如權(quán)利要求2或3所述的氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述氟離子選擇電極還包括置于所述電極殼頂部的導(dǎo)線以及與所述導(dǎo)線相連且有一端置于所述內(nèi)參比溶液內(nèi)的Ag-AgCl內(nèi)參比電極。
5.如權(quán)利要求1所述的氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀，其特征在于，所述氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀還包括與所述控制單元連接用于均勻攪拌待測(cè)液體的電磁攪拌器。
專利摘要本實(shí)用新型提供了氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀，用于檢測(cè)液體內(nèi)氟離子的濃度，包括控制單元、反應(yīng)杯、蠕動(dòng)泵、置于所述反應(yīng)杯內(nèi)能夠與氟離子反應(yīng)形成電動(dòng)勢(shì)的電池以及與所述控制單元連接用于測(cè)量所述電池電量的測(cè)量裝置，所述電池上設(shè)有對(duì)氟離子具有選擇性的LaF3單晶體膜。本實(shí)用新型所提供的氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀適用于水體中氟濃度的測(cè)定，運(yùn)用了氟離子選擇性電極技術(shù)，將氟離子選擇電極和外參比電極浸入待測(cè)濃度的含氟溶液中，構(gòu)成電池，通過(guò)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)，計(jì)算出待測(cè)液體中氟離子的濃度；本實(shí)用新型所提供的氟離子濃度在線監(jiān)測(cè)儀操作簡(jiǎn)單、使用方便、檢測(cè)速度快、結(jié)果實(shí)用性高、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享遠(yuǎn)程控制等。
文檔編號(hào)G01N27/416GK202994719SQ20122055363
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者王韶鋒, 杜偉, 何勝輝 申請(qǐng)人:宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司