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原文传递一种用于容量法滴定的全自动滴定仪及其工作方法

专利名称：	一种用于容量法滴定的全自动滴定仪及其工作方法
摘要：	本发明涉及实验仪器设备领域，公开了一种用于容量法滴定的全自动滴定仪及其工作方法。通过本发明创造，提供了一种能够根据国家标准方法完全模拟人工操作步骤的新型全自动滴定仪，即通过第一升降机构、滴定工作位、泵体安装架、控制板安装架和滴定机构安装板及它们附属器件等的具体结构设置，一方面使上位机可以自动地对滴定过程进行全程监视和滴定操作控制，实现自动化设计和简化人员操作的目的，另一方面还可以利用布置在滴定机构安装板上的颜色识别模块来代替人工肉眼，准确获取待测试剂的颜色识别结果，排除不必要的干扰和人为偏差，符合国家标准，并使上位机可以进一步根据颜色识别结果来准确判定滴定终点，得出稳定的检测结果。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	四川晟实科技有限公司
发明人：	何松翰;庞俊生;卞均洋;赵治龙;孙永利;尹治;陈勇;蒋明玲;尹辉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910425234.3
公开号：	CN110044896A
代理机构：	成都顶峰专利事务所(普通合伙)
代理人：	左正超
分类号：	G01N21/79(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	610000 四川省成都市高新区百草路898号成都智能信息产业园8层A801、A803、B801、E801室
主权项：	1.一种用于容量法滴定的全自动滴定仪，包括上位机、基底安装板(2)和若干透明的试杯(3)，其特征在于：在所述基底安装板(2)上分别安装有第一升降机构(4)、滴定工作位(5)、泵体安装架(6)和控制板安装架(7)；在所述第一升降机构(4)的升降部上固定安装有可在所述滴定工作位(5)的正上方进行升降的滴定机构安装板(8)，在所述滴定工作位(5)的顶面设有用于放置所述试杯(3)的试杯放置槽(501)，在所述试杯放置槽(501)的底部安装有用于朝上发光的白光发射源(502)，在所述泵体安装架(6)上安装有蠕动泵(601)、注射泵(602)和用于抽液/注液通道切换的切换阀，在所述控制板安装架(7)上安装有控制主机，在所述滴定机构安装板(8)上吊装有滴定头出液管和颜色识别模块(9)，其中，所述蠕动泵(601)的进口管用于连通第一试剂容器，所述切换阀包含有用于连通第二试剂容器的抽液进口端、可连通公共端与抽液进口端的抽液通道和可连通公共端与注液出口端的注液通道；所述蠕动泵(601)的出口端通过液管连通所述滴定头出液管，所述注射泵(602)通过液管连通所述切换阀的公共端，所述切换阀的注液出口端通过液管连通所述滴定头出液管；所述控制主机分别通信连接所述第一升降机构(4)的受控端、所述白光发射源(502)的受控端、所述蠕动泵(601)的受控端、所述注射泵(602)的受控端、所述切换阀的受控端和所述颜色识别模块(9)的输出端，所述控制主机还通信连接所述上位机。 2.如权利要求1所述的一种用于容量法滴定的全自动滴定仪，其特征在于：在所述基底安装板(2)上还分别安装有清洗工作位(10)和X轴直线往复运动机构(11)，在所述泵体安装架(6)上还分别安装有第一隔膜泵(603)和第二隔膜泵(604)，其中，所述第一隔膜泵(603)的进口端用于连通清洗液容器，所述第二隔膜泵(604)的出口端用于连通废液桶；在所述滴定机构安装板(8)上吊装有对准所述滴定头出液管的清洗喷液嘴，在所述清洗工作位(10)的顶部设置有清洗位容器(101)，在所述X轴直线往复运动机构(11)的往复运动部上固定安装所述第一升降机构(4)，使所述滴定机构安装板(8)可移动到所述清洗工作位(10)的正上方进行升降；所述第一隔膜泵(603)的出口端通过液管连通所述清洗喷液嘴，所述第二隔膜泵(604)的进口端通过废液抽取管连通所述清洗位容器(101)；所述控制主机还分别通信连接所述X轴直线往复运动机构(11)的受控端、所述第一隔膜泵(603)的受控端和所述第二隔膜泵(604)的受控端。 3.如权利要求1所述的一种用于容量法滴定的全自动滴定仪，其特征在于：在所述基底安装板(2)上还分别安装有主体支架(14)和用于放置多个所述试杯(3)的托盘(15)，其中，在所述主体支架(14)的顶部固定安装有Y轴直线往复运动机构(16)，在所述Y轴直线往复运动机构(16)的往复运动部上固定安装有Z轴直线往复运动机构(17)，所述Z轴直线往复运动机构(17)的往复运动部上固定安装有第二升降机构(18)，所述第二升降机构(18)的升降部上固定安装有用于抓取所述试杯(3)的夹爪机构(19)；所述Z轴直线往复运动机构(17)的运动方向与所述Y轴直线往复运动机构(16)的运动方向在水平面上相互垂直，使得所述夹爪机构(19)可在工作位及所述托盘(15)的正上方水平移动；所述控制主机还分别通信连接所述Y轴直线往复运动机构(16)的受控端、所述Z轴直线往复运动机构(17)的受控端、所述第二升降机构(18)的受控端和所述夹爪机构(19)的受控端。 4.如权利要求1所述的一种用于容量法滴定的全自动滴定仪，其特征在于：在所述滴定机构安装板(8)上还吊装有用于伸入所述试杯(3)内部的搅拌棒(20)，其中，所述电动搅拌棒(20)的受控端通信连接所述控制主机。 5.如权利要求1所述的一种用于容量法滴定的全自动滴定仪，其特征在于：在所述滴定机构安装板(8)上还吊装有用于间隙包围所述试杯(3)上部的透明罩筒(21)。 6.如权利要求1所述的一种用于容量法滴定的全自动滴定仪，其特征在于：所述颜色识别模块(9)包括有透明管(901)、数据采集电路基板(902)、封口套(903)和信号线，其中，所述数据采集电路基板(902)上布置有颜色传感器(905)；所述数据采集电路基板(902)安装在所述透明管(901)的一端，所述封口套(903)配合套在所述透明管(901)的另一端；所述信号线的一端通信连接所述颜色传感器(905)，所述信号线的另一端在依次穿过所述透明管(901)和所述封口套(903)后通信连接所述控制主机。 7.如权利要求1所述的一种用于容量法滴定的全自动滴定仪，其特征在于：所述数据采集电路基板(902)插接在所述透明管(901)的端部且与所述透明管(901)的中心线平行，所述颜色传感器(905)的片状板体结构分别与所述数据采集电路基板(902)和所述透明管(901)的中心线垂直。 8.一种如权利要求1～7任意一项所述用于容量法滴定的全自动滴定仪的工作方法，其特征在于，上位机按照如下步骤指示控制主机自动完成滴定作业： S101.向控制主机发送用于指示驱动第一升降机构(4)的升降部下降的第一指令，使滴定机构安装板(8)上的滴定头出液管和颜色识别模块(9)分别在滴定工作位(5)的正上方下降； S102.向控制主机发送用于指示提取待测试剂的第二指令，使蠕动泵(601)被启动，将待测试剂从第一试剂容器导入滴定位试杯中； S103.向控制主机发送用于指示发光的第三指令，使白光发射源(202)启动发光； S104.向控制主机发送用于指示抽液的第四指令，使切换阀导通抽液通道且截止注液通道，然后使注射泵(602)被启动并从第二试剂容器中抽取待滴试剂； S105.向控制主机发送用于指示注液的第五指令，使切换阀截止抽液通道且导通注液通道，然后使注射泵(602)被启动并推送待滴试剂，对滴定位试杯中的待测试剂进行滴定； S106.根据来自控制主机的且由颜色识别模块(9)获取的实时颜色识别结果，判别当前是否达到滴定终点，若未达到滴定终点，则继续进行滴定，否则执行步骤S107； S107.向控制主机发送用于指示停止注液的第六指令，使注射泵(602)停止推送待滴试剂，然后接收记录来自控制主机的且由注射泵(602)获取的当前消耗试剂体积。 9.如权利要求8所述的一种用于容量法滴定的全自动滴定仪的工作方法，其特征在于，在所述步骤S106中，上位机按照如下步骤判别当前是否达到滴定终点： S201.在收到来自控制主机的色值HEX码后，根据所述色值HEX码获取当前时刻的R值、G值和B值，并予以本地存储； S202.针对R值、G值和B值，分别根据连续N个时刻的最新对应数值生成一条拟合曲线，并获取该拟合曲线在当前时刻的切线斜率绝对值，其中，N为介于3～7之间的自然数； S203.若R值、G值和B值的当前切线斜率绝对值均大于第一预设阈值，则使计数器自加1，否则使该计数器初始化为0； S204.若R值、G值和B值的当前切线斜率绝对值均大于第二预设阈值且计数器的当前计数值达到第三预设阈值，则判定当前已达到滴定终点，否则返回执行步骤S201，其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值。 10.如权利要求8所述的一种用于容量法滴定的全自动滴定仪的工作方法，其特征在于，控制主机按照如下步骤控制所述白光发射源(502)： S301.在收到来自颜色识别模块(9)的R值、G值、B值和光照强度值后，根据所述光照强度值判断当前是否数据过曝，若判定数据过曝，则执行步骤S302,否则执行步骤S303； S302.删除当前收到的R值、G值、B值和光照强度值，并通过PID算法自动调节白光发射源(502)的发光功率，然后返回执行步骤S301； S303.根据当前收到的R值、G值和B值，生成当前对应的色值HEX码，然后执行步骤S304； S304.将当前色值HEX码上传至上位机。
所属类别：	发明专利