專利名稱：測定氯鹽及無機氯離子含量的微庫侖儀的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種測定原油及其餾分、石油產品、工業(yè)用水及排放水中氯鹽和無機氯離子含量的微庫侖儀。
CN87214257.4介紹了一種測定氯鹽含量的微庫侖儀，該儀器的放大器輸入、輸出端采用四個同步晶體管斬波器實現同步開關，使取樣測量和電解滴定兩個過程不在同一時間發(fā)生而是交替進行。然而這種線路結構所用的晶體管斬波器容易受電沖擊而損壞，造成輸入信號失真。在該儀器中，被測電流i經取樣電陰R轉化成電壓信號V，再經計數器7CJ03變成相應的頻率信號f，從而實現了i－f轉換，再采用DL－8103厚膜電路完成V－f轉換功能。由于上述電路結構使用了分離元件，易產生噪音和漂移，因而測定的精度受到了限制。此外，它的積分基線是靠操作者手動調零，分析結果只能以μV·s顯示，不能打印出要求的數字結果。在儀器進行檢驗時還需要外接模擬滴定池，操作比較煩瑣。
本實用新型的目的在于克服上述儀器的不足之處，提供一種由微型計算機操作的，具有檢測、基線平衡、控制測量－電解、判斷終點、計算結果等操作全部自動化，最后將測定結果打印報出的測定氯鹽和無機氯離子含量的微庫侖儀。
本實用新型微庫侖儀的操作原理參見附

圖1的原理框圖，此儀器由終點檢測采樣電路1、減法器2、電流放大輸出電路3、電解模擬開關4、模數轉換器5、偏壓發(fā)生電路6、微型計算機7、打印機8、鍵盤顯示接口9、顯示器10、鍵盤11、測量電極對14、15、模擬滴定池25、模擬開關26、及滴定池27等部件構成。其工作原理如下滴定池27的測量電極對12、13輸出的電壓信號經過終點檢測采樣電路1比較放大后，輸出一個信號，此信號即同儀器發(fā)生的偏壓信號進一步比較，若電位相等(由于方向相反)，其輸出為零，滴定池27就處于平衡狀態(tài)。當測試樣品注入滴定池27后，樣品中的氯離子(Cl－)與滴定池27內的滴定銀離子(Ag＋)反應，因而消耗了銀離子，使其濃度降低，引起了測量電極對12、13電位的變化。這一微小變化經過電流放大輸出電路3將電流放大后，再經A／D模數轉換器5轉換為數字信號，輸入到微型計算機7，輸出一相應電壓加到電解電極對14、15上，電解陽極14電生出相應的銀離子以補充反應消耗的銀離子，經過測量補充所消耗銀離子需要的電量，按照法拉弟電解定律，由微型計算機7處理后，顯示器10和打印機8就將試樣中的氯鹽含量或無機氯離子的含量的數據打印出來。
以下結合其余附圖進一步說明本實用新型微庫侖儀的線路結構。
附圖2是檢測采樣電路1的線路結構圖。
附圖3是電流放大輸出電路3的線路結構圖。
附圖4是偏壓發(fā)生電路6的線路結構圖。
附圖5是模數轉換器5的線路結構圖。
在附圖1中，終點檢測采樣電路1的輸入端同測量電極對12、13連接，輸出端同減法器2連接。當滴定池斷開時，輸入端同模擬滴定池25相連接。偏壓發(fā)生電路6同微型計算機7及減法器2相連。電流放大輸出電路3同減法器2和模擬開關26相連。微型計算機7(MCS－5單片機8031)同偏壓發(fā)生電路6、模數轉換器5、打印機8(MP－16)、鍵盤顯示接口9(型號8279)相連接，鍵盤顯示接口9又與顯示器10及鍵盤11連接。電解陰極15同電解模擬開關4相連接，電解陽極14接地。
在附圖2的終點檢測采樣電路中，使用了兩個高阻跟隨器16、17，以代替CN87214257.4實用新型專利微庫侖儀的MOS場效應晶體管斬波器。這樣的線路結構使儀器的輸入十分可靠，不會出現由于電沖擊而使儀器的輸入極發(fā)生損壞現象。這兩個高阻跟隨器16、17以及減法放大器18均采用OP－07型運算放大器，其輸入阻抗達到108Ω的阻值，測量信號經10倍放大后輸出。
在附圖3中的電流放大輸出電路3是由射極跟隨器19(OP07)、高壓集成運算放大器20(型號LM344)和功率放大器21組成，極與極之間采用直接耦合，目的是為了提高輸入電流，消除放大失真。
在附圖4中的偏壓發(fā)生電路6主要由D／A數模轉換器和10倍放大器22(型號OP07)構成，D／A數模轉換器采用的是12位的DAC1210。
附圖5的模數轉換器5的電路是由12倍的A／D模數轉換器(AD574)及型號為4051及OP07的兩個跟隨器23、24構成。
與測定氯鹽含量的微庫侖儀的現有技術(CN87214257.4)相比，本實用新型具有以下的優(yōu)點及更好的性能1、本實用新型采用了雙高阻跟隨器取代了晶體管斬波器開關，使儀器的輸入可靠。
2、本實用新型采用了低漂移、低失調的運算放大器件，使儀器的噪聲和漂移大為降低。
3、本實用新型采用微機技術，使測量信號采集、電解控制、數據處理均由微機控制，儀器的穩(wěn)定性和精確度都有提高，自動化程度和分析速度也有顯著的改進。
4、本實用新型設置了模擬滴定池，儀器具有自檢功能，即在不接滴定池時，可對儀器進行儀器的檢驗，模擬測量電極對和電解電極對的輸出給定偏壓值在0～400mV。
5、本實用新型確定滴定終點是采用斜率檢測和電平檢測相結合的辦法，能提高終點判斷的可靠性。
6、本實用新型設有鹽含量和無機氯離子含量的切換鍵，可根據分析需要分別測試，用ng(mg)NaCl／L或ppmCl－給出分析結果并將數據打印報出。
權利要求1.一種用于測定原油及其餾分、石油產品、工業(yè)用水及排放水中氯鹽和無機氯離子含量的微庫侖儀，由采樣電路、輸入電路、運算放大器、顯示器等部分的線路構成，其特征在于它是由終點檢測采樣電路1、減法器2、電流放大輸出電路3、電解模擬開關4、模-數轉換器5、偏壓發(fā)生電路6、微型計算機7、打印機8、鍵盤顯示接口9、顯示器10、鍵盤11、測量電極對12、13、電解電極對14、15、模擬滴定池25、模擬開關26及滴定池27等部分的線路構成的由微型計算機控制操作的微庫侖儀；各部分間的線路連接方式為(1)終點檢測采樣電路1的輸入端與測量電極對12、13連接，輸出端與減法器2相連；(2)偏壓發(fā)生電路6分別與減法器2及微型計算機7相連接；(3)電流放大輸出電路3同減法器2及模擬開關26相連接；(4)微型計算機7分別與模-數轉換器5、偏壓發(fā)生電路6、打印機8及鍵盤顯示接口9相連接；(5)鍵盤顯示接口9與顯示器10及鍵盤11連接；(6)滴定池27的測量電極對12、13同終點檢測采樣電路1相連接，電解陰極15同電解模擬開關4連接，電解陽極14接地。
2.根據權利要求1的微庫侖儀，其特征在于所說的終點檢測采樣電路1是由兩個高阻跟隨器16、17及減法放大器18構成，16、17、及18均為OP－07型運算放大器、輸入阻抗均為108Ω。
3.根據權利要求1的微庫侖儀，其特征在于所說的電流放大輸出電路3是由跟隨器19、高壓集成運算放大器20及功率放大器21構成。
4.根據權利要求1的微庫侖儀，其特征在于所說的偏壓發(fā)生電路6是由D／A數－模轉換器及放大器22構成。
5.根據權利要求1的微庫侖儀，其特征在于所說的模－數轉換器5是由A／D轉換器及跟隨器23、24構成。
6.根據權利要求1的微庫侖儀，其特征在于當不連接滴定池時，所說的模擬滴定池25可對儀器進行檢驗，模擬測量電極對的輸出給定偏壓值為0～400mV。
專利摘要本實用新型是一種測定原油及其餾分、石油產品、工業(yè)用水及排放水中氯鹽和無機氯離子含量的微庫侖儀，此儀器在現有技術的基礎上改進了線路結構并增加了微型計算機、打印機及模擬滴定池等部件，使儀器的信號檢測、基線平衡、測量電解、判斷終點、計算結果、顯示、打印等操作步驟全部由微機自動進行。儀器的噪聲低、漂移小、穩(wěn)定性好、測定精度高。
文檔編號G01N27/42GK2204046SQ94202828
公開日1995年7月26日 申請日期1994年2月18日 優(yōu)先權日1994年2月18日
發(fā)明者張金銳, 魏月萍, 唐干明, 夏權 申請人:中國石油化工總公司石油化工科學研究院