專利名稱：新型數(shù)字酸度計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電化學(xué)測量儀器中的氫離子濃度計。具體地說涉及一種用于測量水溶液的氫離子濃度和電極的電位及溫度的儀器。簡稱數(shù)字酸度計。
在已有技術(shù)中，一般酸度計的溫度補償采用可變電阻器以手調(diào)補償。溫度值的刻度分布在一個270度的園周線上，最小刻度1℃－5℃，精度較差。在自動溫度補償電路中，由于電極的溫度零補償點即電極的零電位，一般為pH7不能直接用電壓的變量作為溫度補償，只能采用電阻的變量補償。溫度補償量較難用數(shù)字形式調(diào)節(jié)顯示，一般用熱敏電阻作為溫度補償，但熱敏電阻的非線性誤差很大，穩(wěn)定性也差，采用鉑電阻作為溫度補償精度差。采用電腦技術(shù)設(shè)計的酸度計，它的溫度自動補償電路，采用線性測溫元件，用電壓作為溫度補償系數(shù)，酸度計將測量的pH值乘以電壓溫度補償系數(shù)，通過電腦計算，求得精確的測量數(shù)據(jù)。電腦酸度計性能優(yōu)良，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，維修也困難。攪拌器作為酸度計的配套件和酸度計同時使用，按放在酸度計近旁，造成高阻pH玻璃電極的連接線增長，影響測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。放置儀器的工作面積也大，相互間的連線也多，看上去比較雜亂，攪拌器也無定時裝置，影響測量精度。
本實用新型的目的是提供一種高精度使用簡便和性能較穩(wěn)定的新型數(shù)字酸度計，能從BCD碼輸出供打印機用，能測量溫度和各種電極及離子的電位。主要能自動溫度補償，快速高精度的測量溶液的pH值，并能作為攪拌器使用，配制緩沖液和標(biāo)準(zhǔn)溶液尤為正確方便。
自動溫度補償，采用PN結(jié)型溫度傳感器的數(shù)字溫度計電路，將溫度的電壓變量通過，符合能斯特(Nernst)公式要求的較準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，將電壓變量作為數(shù)字電壓表的參比基準(zhǔn)電壓，實現(xiàn)電極的電位溫度補償再將數(shù)字電壓表的數(shù)字部份運算，以符合pH量程，在零電位和負(fù)數(shù)時，用數(shù)字加法邏輯電路加電極零電位的pH值，電位為正數(shù)時用數(shù)字減法邏輯電路減電極零電位的pH值。通過這種簡便的數(shù)字邏輯加減運算，即能實現(xiàn)符合能斯特(Nernst)公式的要求，顯示溫度已補償?shù)膒H標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。手動調(diào)節(jié)溫度補償是通過一個電位器改變數(shù)字溫度計的輸入電壓，由數(shù)字顯示能高精度的以數(shù)字形式顯示補償?shù)臏囟戎?，選用PN結(jié)型線性電壓式溫度傳感器，作為測溫元件，以確保使用壽命。
采用小型直流電機作為攪拌器的動力，配以電子電路調(diào)速和調(diào)時，整個攪拌系統(tǒng)裝入數(shù)字式酸度計的機箱內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊密，儀器的工作面積較小，無雜亂的連接線，能定鎖住測量數(shù)據(jù)，提高酸度計的穩(wěn)定性，能長期保持新型數(shù)字式酸度計的應(yīng)有的優(yōu)良精度。
作為本實用新型進(jìn)一步的推廣，可以引用到類似的電化測量儀器。例如離子濃度計氧濃度計，鉀離子濃度計等。
本實用新型的優(yōu)點是明顯的，因為它的電路設(shè)計是合符邏輯的，是根據(jù)使用情況設(shè)計的，結(jié)構(gòu)簡潔，成本低廉，達(dá)到一機多用的性能，它能高精度的快速測量電極和離子的電位，溶液的溫度，主要是能高精度的測量變溫溶液的氫離子濃度即pH值，并有BCD碼輸出供打印記錄用。還能作為電磁攪拌器使用，尤其是配制標(biāo)準(zhǔn)溶液和緩沖溶液更為方便。在配制的同時能測量溶液的溫度和pH值，以保證配制的準(zhǔn)確性。由于有可調(diào)定裝置，能定時的鎖住測量數(shù)據(jù)，提高測量精度和穩(wěn)定性能。
下面將結(jié)合
本實用新型的一個最佳實施例，從而進(jìn)一步描述本實用新型的細(xì)節(jié)。
附圖的圖面說明。附圖為實施的一個簡化了的結(jié)構(gòu)示意圖。
參見附圖1，是本實施例中的數(shù)字式酸度計的電路原理示意圖。是由檢測元件參比電極(8)和測量電極(9)將溶液離子濃度轉(zhuǎn)變成電壓信號，供給放大器(7)放大PN型溫度傳感器(10)及手動溫度補償電位器(11)，將溶液離子濃度和溫度轉(zhuǎn)變成電壓信號，經(jīng)過儀器的功能開關(guān)(6)邏輯電路，分別將溫度和電位及酸度檢測電壓傳送給放大器(5)放大。同時相應(yīng)地控制溫度補償校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)電路(4)和數(shù)字置數(shù)加減邏輯運算電路(2)，經(jīng)過溫度補償校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)(4)的校準(zhǔn)供給模數(shù)轉(zhuǎn)換器(3)，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，經(jīng)過數(shù)字置數(shù)加減邏輯運算后，將結(jié)果輸送給數(shù)字顯示系統(tǒng)(1)顯示測量結(jié)果。同時輸出BCD數(shù)碼供打印記錄。
參見附圖2是本實施例中數(shù)字部份的加減運算邏輯電路和溫度補償校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)電路。采CC4560B(A)作為NBCD全加器，其輸入端齊的數(shù)7.00BCD碼為0111，0000，0000。減法采用CC4561B(B)補碼器，將原碼轉(zhuǎn)換成補碼供NBCD全加器運算，獲得減法數(shù)據(jù)。用原碼運算獲得加法數(shù)據(jù)。選用零電位為pH7的pH玻璃電極，運用AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器(3)輸出的＋和－信號，控制數(shù)字電路的加或減運算，規(guī)則是當(dāng)負(fù)數(shù)值時作加法運算，當(dāng)正數(shù)值時作減法運算。檢測電位信號通過高阻微電流放大器(7)放大后經(jīng)過模似開關(guān)1／4CC4066(17)的控制輸入送給AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器(C)，模似開關(guān)1／CC4066(16)控制微電流放大器(7)的放大系數(shù)。溫度檢測信號通過放大器(6)放大后，經(jīng)過模似開關(guān)1／4CC4066(15)供給AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器(3)轉(zhuǎn)換為溫度的數(shù)字值。溫度的放大信號經(jīng)過模似開關(guān)1／4CC4066(14)供給AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器的參比標(biāo)準(zhǔn)電位。根據(jù)電極性能校準(zhǔn)電阻(12)和電位器(13)可獲精確消除因溫度造成的誤差。
參見附圖3，是本實施例中的結(jié)構(gòu)圖。溫度開關(guān)上方是手調(diào)溫度補償電位器(18)，pH檔開關(guān)的上方有二個校準(zhǔn)電位器，一個是定位校準(zhǔn)電位器(19)校準(zhǔn)6.88值。另一個是斜率校準(zhǔn)電位器(12)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)pH值。一般選用pH4或pH9.23。攪拌器開關(guān)上有二個調(diào)節(jié)器，一個是時間調(diào)節(jié)電位器(20)，另一個是調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的電位器(21)，控制攪拌器(22)的運行，在顯示板(1)上有一個數(shù)據(jù)鎖定開關(guān)(23)，用于選擇定時測量和連續(xù)測量。儀器的外殼(24)選用塑料，防銹、防腐蝕耐用。儀器背面裝有電極活動架(25)，使用簡便。
本實施例中未作詳細(xì)說明的電路和機械結(jié)構(gòu)，都是屬于一般已有技術(shù)，故不復(fù)述。
權(quán)利要求1.一種用于化學(xué)分析測量水溶液氫離子濃度和溫度及電位的新型數(shù)字酸度計，它是由下列部件和電路構(gòu)成一個可變定時轉(zhuǎn)速可調(diào)的電磁攪拌系統(tǒng)，能定時鎮(zhèn)住測量數(shù)據(jù)；一個溫度測量系統(tǒng)和一個電壓測量系統(tǒng)共用一個數(shù)字電壓表顯示；一個符合能斯特(Nernst)公式要求的溫度自動補償網(wǎng)絡(luò)，并能用手調(diào)方式以數(shù)字形式調(diào)節(jié)和顯示；一個數(shù)字加減邏輯電路專用以校準(zhǔn)pH量程；一個塑料機箱將上述的部件和電路組裝成一臺多功能新型數(shù)字酸度計；本實用新型的特征在于(1)在本新型數(shù)字酸度計的溫度自動補償和手調(diào)補償，均用電位法補償，將溫度測量系統(tǒng)的輸出溫度的電壓變量，通過一個符合能斯特(Nernst)公式要求的電位校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，補償模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換器的參比基準(zhǔn)電壓，從電極零電位的pH值開始補償，手調(diào)溫度補償是用一位電位器取代溫度傳感器，以數(shù)字形式顯示溫度值；(2)pH量程的轉(zhuǎn)換是根據(jù)pH電極的性能用數(shù)字加減邏輯電路，將壓數(shù)值轉(zhuǎn)換為pH量程，其規(guī)則是在電極零電位和負(fù)數(shù)值時，用數(shù)字加法邏輯電路加電極零電位的pH值，在電極電位正數(shù)值時用數(shù)字減法邏輯電路減去電極零電位的pH值，使數(shù)字電壓表的量程所顯示的數(shù)值，符合能斯特(Nernst)公式的要求，用數(shù)字形式轉(zhuǎn)換成pH量程；(3)在本新型數(shù)字酸度計中設(shè)有一個可變定時轉(zhuǎn)速可調(diào)的電磁攪拌系統(tǒng)，可變定時電路與數(shù)字顯示屏連鎖，在定時攪拌時測量，當(dāng)攪拌停止時，自動的將測量數(shù)值鎖住，供反應(yīng)速度測量法測量電位和pH及離子濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸度計，其特征在于用電位法自動和手調(diào)的溫度補償方法和數(shù)字加減邏輯運算規(guī)則轉(zhuǎn)換pH量程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸度計，其特征在于可變定時轉(zhuǎn)速可調(diào)的電磁攪拌系統(tǒng)，通過與數(shù)字顯示電路連接，自動鎖住測量數(shù)值，作為反應(yīng)速度法的電位和pH測量。
專利摘要一種用于化學(xué)分析的測量水溶液的氫離子濃度的新型數(shù)字酸度計。它的溫度補償是用自動或手動方法，以數(shù)字形式調(diào)節(jié)和顯示。它包括一個可變定時轉(zhuǎn)速可調(diào)的電磁攪拌系統(tǒng)，能定時鎖住測量數(shù)據(jù)，以提高測量精度。用一個數(shù)字式溫度測量系統(tǒng)和一個數(shù)字式電壓表系統(tǒng)，一個數(shù)字加減邏輯電路及一個符合能斯特(Nernst)公式要求的溫度補償校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，全部組裝在一個機箱內(nèi)，形成一個完整的能測量酸度pH和溫度℃及電位MV的新型數(shù)字酸度計。
文檔編號G01N27/26GK2042960SQ88217639
公開日1989年8月16日 申請日期1988年10月28日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月28日
發(fā)明者江左 申請人:江左