專利名稱：一種痕量水分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種痕量水分析儀，它適用于對化工產(chǎn)品中所含的痕量水進行自動分析，可廣泛應用于石油、化工、電力、醫(yī)藥和商檢部門。
在本實用新型作出之前，1987年我國試制和生產(chǎn)一批WS－1型微量水分測定儀，該儀器的電子電路是采用分立元件，結(jié)構(gòu)比較復雜，測量精度要靠人工標定，其精確度只在標定值附近是正確的，而在其它范圍誤差較大。
本實用新型的目的提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，采用集成電路和微處理器控制，測量精確度高，不需要人工標定的痕量水分析儀。
本實用新型根據(jù)卡爾、弗休－庫侖滴定原理，卡爾、弗體－庫侖滴定法屬于碘量法，是測量水份最為專一的，最為精確的方法。本實用新型包括電控部分和化學反應池部分，其中電控部分采用集成電路和利用微處理器控制，使檢測的信號經(jīng)過放大電橋和差動放大電路放大后，通過頻率轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成脈沖頻率信號，此脈沖頻率信號經(jīng)三極管放大后，通過光電藕合器藕合到頻率轉(zhuǎn)換器，將頻率信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，此模擬電壓信號再經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號進入微處理器處理，微處理器根據(jù)檢測信號大小通過控制器去控制電解電路電流的大小。
在化學反應池的陰極室盛有陰極電解液，陽極室盛有陽極電解液，陰極電解液與陽極電解液用陶瓷片隔開，陽極電解液通過電解將其中碘離子氧化為碘。
電解出的碘再與水及電解液中SO2發(fā)生如下反應
由理論計算得知，每電解1克分子碘需要2×96，500庫侖電量，亦即10.71庫侖電量產(chǎn)生的碘可滴定1毫克的水。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較其優(yōu)點是1、本實用新型的電路采用集成電路，使電路和生產(chǎn)工藝大大簡化，降低成本；2、信號檢測電路通過光電藕合器⑩與數(shù)字電路及電解電路完全隔離，避免數(shù)字電路對信號電路的干擾；3、檢測信號采用＋15mV直流電壓，靈敏度高，可提高檢測精度；4、采用微處理器處理和控制，可對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波，對電解電流進行精密控制，一直控制到反應終點。


圖1是該痕量水分析儀結(jié)構(gòu)示意圖，其中左邊是電控部分，右邊是化學反應池部分；圖2是該儀器的電路原理圖。
下面結(jié)合圖1、圖2進一步說明本實用新型的實施例本實用新型包括電控部分和化學反應池部分。其中電控部分又包括機殼20，在機殼上面設(shè)有數(shù)碼顯示器1，它共有8個數(shù)位，左邊3位顯示電解電流值，單位為毫安(mA)，右邊5位顯示水份值，單位為微克(μg)，報警顯示燈2，在機殼下部裝有啟動按鈕17，復位按鈕18，電源開關(guān)19，以及裝機殼內(nèi)的線路板總成(見圖2)；化學反應池部分包括磁力攪拌器5，在茲力攪拌器上安裝有用于夾持和固定化學反應池筒體即陽極室12的夾持器6，在陽極室內(nèi)裝有陰極室7，陰極室干燥管8，陽極室干燥管9，檢測電極10，樣品注入口11，該樣品注入口設(shè)在陰極室頂部，以便于注射針頭從頂部向下注入，提高檢測精度，而現(xiàn)有儀器的注入口設(shè)在陰極室側(cè)面，從側(cè)面注入，容易將樣品物料注落到陰極室管壁上，影響檢測精度，在陽極室12內(nèi)下部還裝有用于攪拌電解液和物料的攪拌棒15和電解電極16，在磁力攪拌器5一側(cè)面安裝有攪拌器開關(guān)13和攪拌器速度旋鈕14，化學反應池部分 通過引出的電解電極導線①和②接插于電控部分(圖2)的a、b端，檢測電極導線3、4分別接插入c、d端。
本實用新型的電路工作原理如圖2所示，由運算放大器IC11提供＋15mV檢測信號電壓，檢測信號通過由3個電阻組成的放大電橋⑧放大后的橋 路信號傳到由3個運算放大器IC12、IC13和IC14組成的差動放大電路中，經(jīng)差動放大電路放大后的信號由頻率轉(zhuǎn)換器IC10將模擬信號轉(zhuǎn)換成脈沖頻率信號，該脈沖頻率信號經(jīng)放大三級管⑨放大后送入光電藕合器⑩，光電藕合器將頻率信號藕合到頻率轉(zhuǎn)換器IC9，IC9將頻率信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，然后此模擬電壓信號又經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換器IC5轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號進入微處理器IC1，IC1對信號進行處理，通過總線輸出控制信號，控制信號經(jīng)D／A轉(zhuǎn)換器IC6轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號；此模擬電壓信號經(jīng)三極管放大電路(11)放大后控制電解電流的大小；微處理器IC1通過A／D轉(zhuǎn)換器IC5對精密電阻R1采樣計算電解電量，從而計算出水份值；當樣品的水份反應完時發(fā)出報警信號，報警顯示燈2亮，同時蜂鳴器鳴響。
微處理器IC1在工作過程中，將所統(tǒng)計的水份值和電解電流的大小通過驅(qū)動器IC2、IC3和IC4、IC7、IC8送入數(shù)碼顯示器1顯示，左邊3位顯示電解電流值，右邊5位顯示水份值，當反應達到終點時，數(shù)碼顯示電解電流和水份的最終值。
它適用于對化工產(chǎn)品所含的痕量水進行分析，還可用于檢測石油溴價。
權(quán)利要求1.本實用新型屬于一種痕量水分析儀，它包括電控部分和化學反應池部分，其中電控部分又包括機殼20，在機殼上面有數(shù)碼顯示器1，它共有8個數(shù)位，左邊3位顯示電解電流值，單位為毫安(mA)，右邊5位顯示水份值，單位為微克(μg)，報警顯示燈2，在機殼下部裝有啟動按鈕17，復位開關(guān)18，電源開關(guān)19，以及裝在機殼內(nèi)的線路板總成；化學反應池部分又包括磁力攪拌器5，在磁力攪拌器上安裝有用于夾持固定反應池筒體即陽極室的夾持器6，在陽極室內(nèi)裝有陰極室7，陰極室干燥管8，陽極室干燥管9，檢測電極10，樣品注入口11，在陽極室內(nèi)下部裝有用于攪拌電解液和樣品物料的攪拌棒15和電解電極16，在磁力攪拌器5的一側(cè)面安裝有攪拌器開關(guān)13，攪拌器速度旋鈕14；化學反應池部分通過引出的電解電極導線①和②分別接插于電控部分線路的a、b端，檢測電極導線3、4分別接插入線路的C、d端，陰極室7內(nèi)盛有陰極電解液，陽極室12內(nèi)盛有陽極電解液，陰極電解液與陽極電解液用陶瓷濾片隔開，其特征是，該儀器的電路包括由運算放大器IC11提供+15mV檢測信號電壓，由3個電阻組成的放大電橋⑧把橋路信號傳到由3個運算放大器IC12、IC13、IC14組成的差動放大電路中去，經(jīng)差動放大電路放大后的信號由頻率轉(zhuǎn)換器IC10將模擬信號轉(zhuǎn)換成脈沖頻率信號，該脈沖頻率信號經(jīng)放大三極管⑨放大后送入光電藕合器⑩，光電藕合器將頻率信號藕合到頻率轉(zhuǎn)換器IC9，IC9又將頻率信號轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號，然后此模擬電壓號信經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器IC5轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號進入微處理器IC1，微處理器IC1對信號進行處理，通過總線輸出控制信號，控制信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器IC6轉(zhuǎn)換成模擬民壓信號，此模擬電壓信號經(jīng)三極管放大電路(11)放大后控制電解電流的大??；微處理器IC1通過A/D轉(zhuǎn)換器IC5對精密電阻R1路采樣計算電解電量，計算出水份值；微處理器IC1將所統(tǒng)計的水份值和電解電流的大小通過驅(qū)動器IC2、IC3、IC4、IC7和IC8送入數(shù)碼顯示器1顯示，左邊3位顯示電解電流值，右邊5位顯示水份值；
2.按照權(quán)利要求1所述的痕量水分析儀，其特征是它的信號檢測電路通過光電藕合器⑩與數(shù)字電路及電解電路完全隔離；
3.按照權(quán)利要求1所述的痕量水分析儀，其特征是檢則信號采用＋15mV直流電壓；
4.按照權(quán)利要求1所述的痕量水分析儀，其特征是化學反應池的樣品注入口11設(shè)在陽極室頂部。
專利摘要一種痕量水分析儀由電控部分和化學反應池部分組成，其特點是它的電控部分采用集成電路，利用微處理器進行控制如對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波，對電解電流的大小進行精密控制，直控制到反應終點，檢測信號采用直流電壓，靈敏度高，可大大提高檢測精度、簡化電路和生產(chǎn)工藝，從而降低成本，適用于對化工產(chǎn)品所含的痕量水進行分析，還可檢測石油溴價。
文檔編號G01N27/416GK2103810SQ9122247
公開日1992年5月6日 申請日期1991年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月11日
發(fā)明者秦鴻玉 申請人:秦鴻玉