阅读说明：本技术 基于光电信号传导控制的自动滴定装置 (Automatic titration device based on photoelectric signal conduction control ) 是由 孙凤 胥辰卉 余鹏 丛海兵 汪凤仪 于 2021-03-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于光电信号传导控制的自动滴定装置,包括设置在支撑架上的滴定管,滴定管的下方设置有烧杯,烧杯放置在控制装置上,控制装置包括控制面板和加热盘,烧杯放置在加热盘上,控制面板上设有显示滴定量和浓度的显示屏,滴定管下端出口处设置有电磁阀,烧杯内设有与电磁阀电连接的颜色传感器,滴定管的内壁上设有导线,导线的两端从烧杯侧壁穿出后连接在串联的外接电源和电流计上,控制面板上还设有控制加热盘加热和电源导通的按钮,本发明结构简单,操作方便,自动化程度高,能够在保证实验精度的同时提高实验效率,在滴定过程中亦能保持待测溶液所需的温度,提高实验的精度。(The invention discloses an automatic titration device based on photoelectric signal conduction control, which comprises a burette arranged on a support frame, wherein a beaker is arranged below the burette and is arranged on a control device, the control device comprises a control panel and a heating plate, the beaker is arranged on the heating plate, the control panel is provided with a display screen for displaying the titration amount and the concentration, an electromagnetic valve is arranged at the outlet of the lower end of the burette, a color sensor electrically connected with the electromagnetic valve is arranged in the beaker, the inner wall of the burette is provided with a lead, two ends of the lead are connected to an external power supply and an ammeter which are connected in series after penetrating out from the side wall of the beaker, and a button for controlling the heating plate to be heated and the power supply to be conducted is also arranged on the control panel. The precision of the experiment is improved.)

基于光电信号传导控制的自动滴定装置

技术领域

本发明涉及一种滴定装置，特别涉及一种自动滴定装置。

背景技术

工业生产或科研实验中很多场景需要我们在一定时期内连续测定溶液中物质的变化情况，涉及到溶液滴定的过程，例如测定溶液中高猛酸钾盐指数的方法—酸性高猛酸钾法，按照中华人民共和国《水质高猛酸钾盐测定方法》（GB11892-89）规定，目前常用的方法是：在样品中加入已知量的高锰酸钾和硫酸，在沸水浴中加热30min，高锰酸钾将样品中的有机物和还原性无机物质氧化，反应后加入过量的草酸钠还原剩余的高锰酸钾，再用高锰酸钾标准溶液回滴过量的草酸钠，通过计算得到样品中高锰酸盐指数。在滴定过程中需要反复摇晃盛有待测溶液的锥形瓶，以保证滴定过程中两种溶液充分混合。

该方法对科研人员的操作精度要求很高，在实验过程中由于变色反应特征不够明显，操作人员难以辨识，容易造成滴定过量的问题。

在传统的滴定实验中，滴定前后均需读取滴定管的读数，很容易因为人为读取的原因产生误差。

在滴定实验中，如高猛酸钾盐的滴定实验中，待测溶液的滴定必须在60~80℃的高温条件下进行，要求有一定的保温措施。

针对上述问题，发明人对溶液滴定的装置/方法进行整合、改进。改进后能提高滴定的速度与精度，在滴定液用量的刻度读取时亦能减少读取时的误差，提高实验精度；与此同时，在滴定过程中通过下方的加热盘，能够保证在实验过程中溶液始终保持在实验要求的温度范围以内。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于光电信号传导控制的自动滴定装置，解决现有人工观察变色反应不明显、人工读数精度较低以及没有报文措施的问题，提高实验精度。

本发明的目的是这样实现的：一种基于光电信号传导控制的自动滴定装置，包括设置在支撑架上的滴定管，滴定管的下方设置有烧杯，所述烧杯放置在控制装置上，所述控制装置包括控制面板和加热盘，所述烧杯放置在所述加热盘上，所述控制面板上设有显示滴定量和浓度的显示屏，所述滴定管下端出口处设置有电磁阀，所述烧杯内设有与所述电磁阀电连接的颜色传感器，所述滴定管的内壁上设有导线，导线的两端从烧杯侧壁穿出后连接在串联的外接电源和电流计上，所述控制面板上还设有控制加热盘加热和电源导通的按钮。

本发明工作时，将待滴定的溶液加入滴定管，开启电磁阀使得溶液从滴定管中加入烧杯中，与烧杯中的溶液混合，同时开启加热盘，通过颜色传感器监测溶液的颜色变化，待混合的溶液达到设定颜色后，控制电磁阀关闭，停止滴定；与此同时，导线配合外接电源和电流计可实现对滴出的溶液溶液量进行精确采集，以便后续进一步计算用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明结构简单，操作方便，自动化程度高，能够在保证实验精度的同时提高实验效率，在滴定过程中亦能保持待测溶液所需的温度，提高实验的精度；具体包括：

1. 通过颜色传感器能够更精确的判断实验终点，避免因颜色反应不够明显、科研人员难以辨识，以及由此产生的误差；

2.滴定过程中随液面变化缓慢下降，此时电路中电流表监测到的电信号也随之改变（随电阻值变化），通过将监测到的电流信号传输至数据处理系统，并在设定的程序中将电流变化值转换成滴定液消耗的体积，能够有效避免在传统滴定实验中因反复读取滴定管刻度而产生的误差；

3.通过烧杯下方的加热盘，能够保持滴定过程中待测溶液始终保持在实验要求的温度范围以内。

作为本发明的进一步限定，所述滴定管采用完全绝缘材料制成。采用完全绝缘材料制成滴定管可保证电信号采集时的精度。

作为本发明的进一步限定，所述烧杯底部设有磁力搅拌器，所述磁力搅拌器的控制器设置在控制面板上。通过磁力搅拌器能够有效减少实验操作人员的工作量；同时能避免由于摇晃不够充分，滴定溶液与待测溶液未能充分混匀，并由此造成的误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明中滴定管结构示意图。

图3为本发明中控制面板放大图。

其中，1支撑架，2滴定管，3烧杯，4控制面板，4a显示屏，4b、4c按钮，4d控制器，5加热盘，6电磁阀，7颜色传感器，8导线，9外接电源，10电流计，11磁力搅拌器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示的一种基于光电信号传导控制的自动滴定装置，包括设置在支撑架1上的滴定管2，滴定管2采用完全绝缘材料制成，滴定管2的下方设置有烧杯3，烧杯3放置在控制装置上，控制装置包括控制面板4和加热盘5，烧杯3放置在加热盘5上，控制面板4上设有显示滴定量和浓度的显示屏4a，滴定管2下端出口处设置有电磁阀6，烧杯3内设有与电磁阀6电连接的颜色传感器7，滴定管2的内壁上设有导线8，导线8的两端从烧杯3侧壁穿出后连接在串联的外接电源9和电流计10上，控制面板4上还设有控制加热盘5加热的按钮4c和控制电源9导通的按钮4b，烧杯3底部设有磁力搅拌器11，磁力搅拌器11的控制器4d设置在控制面板4上。

本发明工作时，将待滴定的溶液加入滴定管2，开启电磁阀6使得溶液从滴定管2中加入烧杯3中，与烧杯3中的溶液混合，同时开启加热盘5和磁力搅拌器11，通过颜色传感器7监测溶液的颜色变化，待混合的溶液达到设定颜色后，控制电磁阀6关闭，停止滴定；与此同时，导线8配合外接电源9和电流计10可实现对滴出的溶液量进行精确采集，采集公式如下：

I_初始=u/（R_导线+R_滴定液）；

I_终止= u/（R_导线+R^’ _滴定液）；

ΔI= I_终止- I_初始；

其中R_滴定液为初始位置滴定液体积对应电阻，R^’ _滴定液为终止位置滴定液体积对应电阻，R_导线为导线电阻（全程不变）；R_滴定液- R^’ _滴定液即可换算成溶液滴出的量，上式中I_初始、I_终止、u、R_导线均为已知，根据上述公式可计算出滴出溶液量。

以上对本发明所提供的自动滴定装置进行详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。