專利名稱:一種電流傳感器離子濃度監(jiān)控裝置的制作方法
本發(fā)明屬于一種離子濃度監(jiān)控裝置。
目前，國內(nèi)外已研制出種類繁多的裝有固體電極電流傳感器的離子濃度監(jiān)測裝置。在這些裝置中，最有應(yīng)用價值的是鉑銀基汞膜做探頭的電流傳感器與各種分析化學(xué)儀器聯(lián)用的離子濃度監(jiān)測裝置。所用的鉑銀基汞膜探頭雖然本身靈敏度高，但由于制作工藝尚有缺陷，加工傳感器探頭組成方式為單探頭單通道電路，因此現(xiàn)有技術(shù)中的裝置存在重現(xiàn)性不好，分辨力低，抗干擾能力弱，壽命短，測定時又需嚴格除氧，不能連續(xù)地同時地測定多種離子濃度。如我國廈門大學(xué)研制的鉑銀基汞膜電流傳感器與快速極譜儀聯(lián)用的離子濃度監(jiān)測裝置，是目前本領(lǐng)域中應(yīng)用較廣的一種監(jiān)測裝置。但由于鉑銀基汞膜探頭的材料來源困難，成本昂貴，而且探頭是用環(huán)氧樹脂粘結(jié)在玻璃管上，所以壽命短。又由于傳感器采用單探頭，以致不能隨時監(jiān)測被測液體液中多種離子濃度的變化情況，不適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的要求。另外，測定分析時必須嚴格除氧也使此裝置不能實現(xiàn)連續(xù)地監(jiān)控。雖然傳感器探頭結(jié)構(gòu)材料采用鎳鉻銀基汞膜的方案，曾在1981年的有關(guān)學(xué)術(shù)會議上提出過，但是由于制作工藝存在問題出現(xiàn)了重現(xiàn)性差、分辨力低、抗干擾能力弱、壽命短等缺點而被否定。
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的任務(wù)是在傳感器探頭的結(jié)構(gòu)材料和組成方式，以及測量方法作一改進。研制一種使用方便，靈敏度高，重現(xiàn)性好，分辨力高，抗干擾能力強，壽命長，測定時無需取樣又不要求除氧，並且傳感器探頭的材料成本低廉，來源充裕，能實現(xiàn)連續(xù)地自動監(jiān)控的離子濃度監(jiān)控裝置。
本發(fā)明提供的采用流動式聚電解池電流傳感器的離子濃度監(jiān)控裝置，目前國內(nèi)外尚未見有任何報導(dǎo)。經(jīng)聯(lián)機檢索美國專利數(shù)據(jù)庫1950年－－1986年10月，世界專利數(shù)據(jù)庫1963年－1986年，亦未發(fā)現(xiàn)有關(guān)這方面的記載。
本發(fā)明的內(nèi)容是以流動式聚電解池電流傳感器、信號控制器和信號接收器三大部分所組成離子濃度監(jiān)控裝置。傳感器探頭是該離子濃度監(jiān)控裝置的核心。本發(fā)明所采用的傳感器探頭是由分別裝有工作電極的多個測量液電解池和裝有一支共用參比電極與一支輔助電極的共用參比液電解池所組成。它的組成方式為聚合型即以共用參比液電解池為中心，周圍均勻排列若干個測量液電解池。工作電極采用鎳鉻銀基制成的汞膜電極。
發(fā)明人針對現(xiàn)有技術(shù)的致命弱點，解決了傳感器探頭制作上的技術(shù)關(guān)鍵，即掌握好熔化銀塊和球體時的溫度及時間這兩個因素。從把球體用環(huán)氧樹脂粘結(jié)在玻璃管上改為在800℃左右溫度下直接燒結(jié)在玻璃管上。
每個測量液電解池都設(shè)有被測液和緩沖液的導(dǎo)入管以及廢液的導(dǎo)出管，從而實現(xiàn)了流動式自動測量。每個工作電極、參比電極，對電極的導(dǎo)線分別與信號控制器相連接，多個工作電極的信號均設(shè)有程序控制，使整個測量過程實現(xiàn)了自動監(jiān)控。
測量時，由信號控制器系統(tǒng)給工作電極和參比電極加一定的電解電壓，對被測離子進行一定時間的電解富集后，“電平”就自動轉(zhuǎn)向相反的電位方向進行溶出掃描，當(dāng)掃描結(jié)束時，“電平”又自動地重新轉(zhuǎn)向原來的電解電位處，再次進行電解富集與掃描，來回自動運行。在掃描溶出過程中，將工作電極上所產(chǎn)生的溶出峰電流信號輸入信號控制器，然后以X－Y函數(shù)記錄儀，或數(shù)字顯示，或電傳打印等形式對信號進行接收，其大小與被測離子濃度成線性關(guān)系。
下面結(jié)合附圖1至附圖4所表示的實施例，進一步對本發(fā)明進行描述。附圖1為組合型電解池平面示意圖，圖中心為共用參比液電解池〔1〕，在它的周圍均勻分布著以梅花型排列的六個測量液電解池〔2〕。共用參比液電解池〔1〕與測量液電解池〔2〕的交界處鑲有鎳鉻絲〔3〕和園柱形的灼燒陶瓷〔4〕，它們的一端在測量液電解池內(nèi)，另一端在共用參比液電解池內(nèi)，兩種池中的電解液通過灼燒陶瓷〔4〕滲透，並通過對電極鎳鉻絲〔3〕起穩(wěn)定電解池電極電位的作用。附圖2為測量液電解池內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。一個園柱形敞口玻璃容器，它的上方有一只起密封作用並能固定測量液導(dǎo)入管〔5〕、緩沖液導(dǎo)入管〔7〕和工作電極〔14〕的塞子。工作電極是由玻璃管〔10〕、鎳鉻絲〔6〕表層鍍有汞膜的鎳鉻銀球〔11〕，以及基于鎳鉻銀基汞膜之上的一小段金屬汞〔9〕所組成。它的制作方法是取一根長為100mm、管徑為2mm的玻璃管〔10〕，放入一根長為10mm、直徑為0.5mm的鎳鉻絲〔6〕，並向一端伸出管口，在噴燈上將此端管口燒結(jié)密封，冷卻后在燒結(jié)端伸出的鎳鉻絲上接一塊重量約為1克的純銀塊，再在噴燈上將其燒結(jié)成球形，經(jīng)退火並待冷卻后拋光至鏡面，再插入純汞中浸泡，最后在玻璃管中裝入少量金屬汞〔9〕。測量時測量液和緩沖液由測量液導(dǎo)入管〔5〕和緩沖液導(dǎo)入管〔7〕不斷地流入並從廢液導(dǎo)出管〔8〕不斷流出，工作電極所產(chǎn)生的信號分別傳遞給信號控制器進行程序控制，然后使X－Y函數(shù)記錄儀工作，測定出各種離子濃度。使得流動式電解池實現(xiàn)了連續(xù)自動監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)過程里液體液中多種離子濃度的變化情況。附圖3為共用參比液電解池，池內(nèi)裝有鎳鉻對電極〔12〕和銀片參比電極〔13〕。鎳鉻對電極〔12〕由六根鎳鉻絲引線組成，六根鎳鉻絲引線的一端分別與處于共用參比液電解池〔1〕與測量液電解池〔2〕的交界處鑲有的鎳鉻絲〔3〕相連接，另一端擰合為一體，並通過一根引線導(dǎo)出，作為該裝置的對電極。
附圖4為流動式聚電解池電流傳感器的離子濃度監(jiān)測裝置的電路原理方框圖，工作原理為銀片參比電極〔13〕、鎳鉻對電極〔12〕以及六個工作電極〔14〕、同時與主機〔15〕聯(lián)接，即使用程序控制，來自六根工作電極的信號分別輸入信號控制器，然后使X－Y函數(shù)記錄儀〔16〕工作，完成測定出各種離子濃度的全過程。
本發(fā)明的優(yōu)點如下。首先，改進了傳感器探頭的制作工藝后，使鎳鉻銀基汞膜探頭首次成功，並應(yīng)用于實際監(jiān)測。它不但材料來源充裕、成本低廉，而且克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的弱點，達到重現(xiàn)性為±10.0％，分辨力高，抗干擾能力強，並且使用壽命延長。第二，傳感器采用流動式聚合型多探頭結(jié)構(gòu)形式，測量時無需取樣，可直接把傳感器放進工業(yè)污水、電鍍液、自來水、地表水、海水、養(yǎng)魚池以及食品、醫(yī)藥和化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程液體液中。能同時連續(xù)地測量對無機離子和有機組份進行自動監(jiān)控即可隨時報出多種離子濃度的變化情況。第三，已有技術(shù)中測量液必須嚴格除氧，而使用本發(fā)明裝置無需除氧，這時達到工業(yè)化連續(xù)自動監(jiān)測的重要條件。
權(quán)利要求
1.一種由傳感器探頭，信號控制器和信號接收器所組成的電流傳感器離子濃度監(jiān)控裝置，其特征在于傳感器是有一個共用參比液電解池與若干個測量液電解池以聚合型方式組成，測量液電解池分別設(shè)有被測液體液和緩沖液導(dǎo)入管，還設(shè)有廢液的導(dǎo)出管。
2.根據(jù)權(quán)利要求
〔1〕所述的電流傳感器離子濃度監(jiān)控裝置，其特征在于該裝置的對電極的結(jié)構(gòu)材料為鎳鉻絲。
專利摘要
多探頭聚合型流動式電解池電流傳感器離子濃度監(jiān)控裝置所采用的傳感器探頭的結(jié)構(gòu)材料為鎳鉻銀基汞膜。電解池結(jié)構(gòu)為聚合型流動式。測量時無需采樣、除氧，可直接把傳感器放入工業(yè)污水、電鍍液、自來水、地表水、海水、養(yǎng)魚池以及食品、醫(yī)藥和化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程液體液中，能同時地連續(xù)對各種無機離子和有機組份進行自動監(jiān)控。
文檔編號G01N27/26GK87202895SQ87202895
公開日1988年1月6日 申請日期1987年3月5日
發(fā)明者林倫民 申請人:華南工學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan