專利名稱：pH玻璃電極自動檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量酸度的儀器，特別是采用玻璃電極檢測溶液pH值的儀器。 技術背景
對原料和產(chǎn)品的酸堿度值進行檢測和控制，是化工、輕工、食品、環(huán)保等行業(yè)的重要控 制參數(shù)，而用玻璃電極測量溶液的pH值是一種較為準確的方法，但是如果玻璃電極放進介 質中檢測時間長了，介質中的雜質會在玻璃電極上形成一定的積垢，陽離子積聚，造成測量 數(shù)據(jù)不準確和不穩(wěn)定，從而因自動控制精度差而造成可靠性差而不能使用，影響整個生產(chǎn)流 程，長期以來，人們對pH的測量一般采用將玻璃電極浸入溶液測量一段時間后取出，然后 用水和酸對酸度計的玻璃電極清洗后再取樣測量第二次。這樣的做法的不足之處是不能連續(xù) 測量，導致化學反應不能連續(xù)控制，影響了產(chǎn)品的生產(chǎn)。后來本發(fā)明人對該測量方法進行了 改進，并申請了中國專利，申請?zhí)?0268773.9 ，名稱雙玻璃電極pH值自動檢測裝置， 公告號CN2469451，申請人欽州市華成自控設備廠，發(fā)明(設計)人朱成開;陳紹章;黃 華志，該雙玻璃電極pH值檢測裝置主要解決在pH值在線自動檢測過程中進行清除積垢時信 號中斷的難題而設計，其主要技術特征是由A、 B兩組電極組成，每組電極分別由磁鐵、上 下磁性霍爾開關、電機、齒條、小齒輪和電極等組成。每組電極均用噴酸嘴噴射酸液進行清 洗，用擋酸板擋住酸液下漏。而方向控制桿則控制擋酸板和噴嘴的方向，并由電腦控制兩組 電極的相互交替進行檢測和清洗過程。使測量信號不因進行清洗積垢而中斷，提高了檢測信 號的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的精確性，使pH值在線自動控制的精度和可靠性得到保證。2006年，本 發(fā)明人為了保證A、 B兩組電極的上下過程的測量和酸洗準確程序，又申請了 "pH值在線自 動檢測裝置"的實用新型專利，申請?zhí)?00620167793.7，公告號CN201000445申請(專 利權)人欽州華成自控設備有限公司，發(fā)明(設計)人黃華志;朱成開，該pH值在線自動 檢測裝置，其控制臂把電極導桿和齒條軸、齒條固定成一體，電極導桿下端裝有玻璃電極， 齒條軸連接齒條，齒條上的V型結構與固定在機體上的導向座的V型槽相互動配合，齒條在 電機及小齒輪的驅動下作上下運動，裝在電極導桿上的玻璃電極也隨著上下運動?？刂茥U上 端裝有變向螺旋槽體，下端裝有檔酸板，變向螺旋槽體上開有變向螺旋槽，控制臂上裝有導 向銷釘，導向銷釘隨著齒條上下運動而在變向螺旋槽內滑動，使檔酸板改變方向，以便玻璃 電極能伸進采樣槽進行檢測或提升回機體內進行清洗。這樣的結構能根據(jù)電腦指令使玻璃電 極循環(huán)進行檢測和清洗，保持檢測數(shù)據(jù)準確、穩(wěn)定，為PH值在線自動控制提供技術保證。
經(jīng)過幾年的生產(chǎn)實踐，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)目前的玻璃pH電極檢測裝置還存在一些問題1、 固定在機體上的導向座的V型槽雖然能夠使得兩組電極上下交替測量和清洗，但是電極在運動過程中有時偏離設在采樣測量室與電極清洗(酸洗)室之間的電極下降孔，直接與檔液(酸) 板和噴液咀發(fā)生碰撞而損壞玻璃電極(每套電極價格上千元)；2、酸液桶外置，需要用較長 的管道將酸泵與檢測裝置的酸洗室連接，每次操作都要小心檢査管道連接，以免造成酸泄漏 給人和設備傷害；3、酸洗室接頭與外置酸液桶連接，有時候容易產(chǎn)生漏酸現(xiàn)象；4、由于移 動滑槽板結構的原因，電極更換復雜、維修困難。 發(fā)明內容
本實用新型要解決的技術方案是提供一種pH玻璃電極自動檢測裝置，能夠克服上述檢 測裝置存在的pH玻璃電極容易損壞以及酸液桶外置容易漏酸、電極安裝方便，提高運行的 可靠性，實現(xiàn)pH玻璃電極連續(xù)在線測量和及時清洗，達到零故障運行。
本實用新型的pH玻璃電極自動檢測裝置包括機體、玻璃電極、電機、電極升降系統(tǒng)、 測量控制系統(tǒng)、上下限位霍爾開關、采樣測量室和電極清洗室，電極安裝在導桿下端，導桿 上端有電極引線接出至測量控制系統(tǒng)，電機通過傳動機構連接電極升降機構，電極升降機構 包括導向座、控制臂、齒條軸和齒條，導向座固定在機體上，變向螺旋槽體人字型槽與連接 臂上的變向銷釘互動配合，控制桿下端裝有檔液板，其特點是
(1) 變向螺旋槽體的下方設有防止電極在運動過程中與擋液板和噴液咀發(fā)生碰撞而損 壞電極的電極上下移動的滑槽板，在電極上下移動過程中起導軌作用，檔液板固定在電極上 下移動滑槽板下部；
(2) 機體的下部固定有能夠自動控制的電極清洗系統(tǒng)。
(3) 采樣測量室設有樣本液入口和樣本液出口和清洗液回流口，樣本采集交換器定位 板將測量室固定在機體上，測量室的樣本液入口和樣本液出口分別接到待測介質的容器或管 道上。
以上所述的電極清洗系統(tǒng)包括清洗液儲箱、輸液泵、噴液嘴、導液板和液體換向閥，清 洗液儲箱與機體做成一體，電極清洗室有清洗液回流口通往清洗液儲箱，清洗液儲箱上設有 透明視窗或液位計，能夠觀察清洗液的液位，輸液泵安裝在清洗液儲箱上，輸液泵的入口管 在清洗液儲箱下部，輸液泵的出口管接到體換向閥，換向閥和導液板做成一體，噴液嘴與擋 液板做成一體，導液板與擋液板連通。
以上所述的測量控制系統(tǒng)能夠對電極升降系統(tǒng)和電極清洗系統(tǒng)進行全自動控制，也就是 說，當pH電極中的通過控制桿和導桿下降到測量室進行測量時，完畢后可以通過測量控制 系統(tǒng)指令控制桿和導桿使電極進入清洗狀態(tài)，清洗完畢后重新進入測量狀態(tài)。
以上所述的測量控制系統(tǒng)由信號接收電路、分析比較電路、處理器(單片機或微電腦)、 顯示器以及控制信號輸出電路構成，玻璃電極和上下限位霍爾開關將測量信號接入測量控制 系統(tǒng)中的信號接收電路，信號接收電路接到分析比較電路和處理器，對測量值進行顯示和控 制，由控制信號輸出電路輸出到電極升降系統(tǒng)和電極清洗系統(tǒng)以及生產(chǎn)工藝的執(zhí)行機構，這 樣工藝操作工就可以隨時了解生產(chǎn)過程的指標和對液體采取的相應控制操作。
與現(xiàn)有的"pH值在線自動檢測裝置"專利相比，本實用新型突出的實質性特點和顯著的進步是
1、 過去由于電極升降系統(tǒng)誤操作或人為因素(操作工開機時不注意)，電極在下降過程 中很容易與擋液板和噴液咀發(fā)生碰撞損壞，本實用新型在變向螺旋槽體的下方設有防止電極 在運動過程中與擋液板和噴液咀發(fā)生碰撞而損壞電極的限位槽板，檔液板也固定在限位槽板 下部，更好地保護了電極。
2、 過去的電極清洗系統(tǒng)的清洗液單獨放置在外部，需要用較長的管道將清洗液泵與檢 測裝置的清洗室連接，使用酸作為清洗液時，管道連接不好時容易造成酸泄漏給人和設備傷 害，本實用新型將清洗液儲箱與機體做成一體，電極清洗系統(tǒng)就能夠完全進行自動控制，并 且增加液體換向閥為三通閥或四通閥，當清洗玻璃電極的時候液體換向閥接通噴嘴，當清洗 液酸濃度降低，達不到清洗效果的時候，通過控制裝置指令液體換向閥將失效的清洗液排除， 然后補充新的清洗液進入清洗液儲箱。
3、 整個系統(tǒng)工序自動控制程度有了更進一步的提升，以糖廠的糖汁脫色清凈為例，將 本實用新型的玻璃pH電極全自動檢測裝置應用于糖汁pH測量和控制硫熏或加灰的執(zhí)行機 構，能夠非常準確地將糖汁pH控制在l一3X之間，提高了糖廠的控制水平和產(chǎn)品質量。
圖l是本實用新型的pH玻璃電極自動檢測裝置總裝圖。 圖2是電極升降系統(tǒng)分解圖(電極下降進行測量)。 圖3是電極升降系統(tǒng)分解圖(電極上升進行清洗)。
具體實施方式
如圖所示，本實用新型的pH玻璃電極自動檢測裝置包括測量電極06、電機28、電極升 降系統(tǒng)、測量控制系統(tǒng)、測量室05、上限位霍爾開關23和下限位霍爾開關25，上限位霍爾 開關23安裝在上固定板24上，下限位霍爾開關25安裝在下固定板26上，限位調節(jié)螺釘17 調整霍爾開關的位置，霍爾開關的導線通過電纜固定夾27接出至測量控制系統(tǒng)，電極06安 裝在電極導桿10的下端，電極導桿10的上端有電極固定蓋15，電極引線也從電極固定蓋 15通過電纜固定夾27接出至測量控制系統(tǒng)，電極升降機構包括導向座12、連接臂14、齒輪 13和齒條30，電機28通過電極升降系統(tǒng)的齒輪13和齒條30、連接臂14使得電極導桿16 能夠上下驅動電極06移動進行測量，電機28上有電機護罩29;導向座12與齒條30相互動 配合，導向座12固定在機體上，導向座12與齒條30配合，連接臂14上的變向銷釘43與 電極上下移動滑槽18、變向螺旋槽體19上的變向螺旋槽20相互動配合，滑槽板16開有變 向螺旋槽20 (斜槽)，(見圖2)，在變向螺旋槽體12的下方設有防止電極在運動過程中與擋 液板6和噴液咀發(fā)生碰撞而損壞電極的滑槽板16，在電極06上下移動過程中起導軌作用， 機體32頂部有防水蓋21，機體32后面安裝有檔液玻璃11。頂桿44的作用是防止電極導桿 16上升超過頂部而損壞。
本實用新型的測量室05設有樣本液入口 02 、樣本采集交換器定位板03、清洗液回流 口 04，樣本采集交換器定位板03將測量室05固定在機體32上，測量液體從樣本液入口 02
5進入測量室5，測量電極06在電機28通過電極升降系統(tǒng)帶動下進入樣本測量口 07測量溶液 的pH值。液體測量后樣本液體從出口 09接到測量介質的容器或管道上。
本實用新型的電極清洗系統(tǒng)由安裝在采樣測量室底部的清洗液儲箱Ol、輸液泵37、噴 液咀31、導液上板34、排液口 38和液體換向閥33構成，清洗液儲箱01與機體32做成一 體，電極清洗室有清洗液回流口 04通往清洗液儲箱01，清洗液儲箱01上設有透明視窗40 或液位計，能夠觀察清洗液的液位，輸液泵37安裝在機體32上，輸液泵37的入口管42在 清洗液儲箱01的下部，入口 41設有變徑套39，輸液泵37的出口 35接到液體換向閥33， 液體換向閥33接噴液咀31，噴液咀31與擋液板08做成一體。清洗液儲箱01包括導液板 34，清洗液清洗電極后的失效的清洗液從排液口 38流出。
液體換向閥33為三通閥， 一個通道接噴液咀31， 一個通道接清洗液儲箱Ol，第三個通 道在導液板34末端。當清洗玻璃電極的時候液體換向閥接通噴液咀31，當清洗液酸濃度降 低，達不到清洗效果的時候，通過控制裝置指令液體換向閥33將失效的清洗從液導液板34 末端排除，然后從加液口 36補充新的清洗液進入清洗液儲箱01。
本實用新型的雙玻璃pH電極連續(xù)檢測裝置的測量工作過程和原理如下
被測的流體從樣本液入口 02進入測量室05，電極06從樣本測量口 07伸進測量室05 中進行檢測，收集數(shù)據(jù)信號并通過電纜傳送到電腦進行處理。檢測完畢后，電極06由電機 28帶動電機齒輪13和齒條30上升到預定的高度，限位裝置的傳感器貼近上限霍爾開關，通 過導線將信號傳到控制室的電腦，齒條30上升過程中也帶動電極清洗系統(tǒng)電極導桿16轉動 一定角度，使及噴液咀31對正電極06。然后電腦指令輸液泵37開動，具有一定壓力的清洗 液從噴液咀31噴射出來對電極06進行清洗(見圖3)。噴射后的清洗液由清洗液回流口 04 流回清洗液儲箱Ol。為了防止液體液外泄，電極清洗室用玻璃罩圍起來。經(jīng)過預定的檢測時 間后，電腦指令電機28啟動，電機齒輪13和齒條30將導桿16向下移動。電極06就從樣 本測量口 07伸進測量室05。當下降到預定高度后，限位裝置的傳感器貼近下限開關，電機 接到信號后便停止轉動，電極開始進入待命檢測階段。
在電極全升或全降時為確保圖中的電極06偏離擋液板08和使得噴液咀31處在正中間， 防止電極06在運動過程中與擋液板08發(fā)生碰撞而損壞電極。變向銷釘43限制了電極06上 下滑槽板16的轉動，確保電極安全。
權利要求1、一種pH玻璃電極自動檢測裝置，包括機體、玻璃電極、電機、電極升降系統(tǒng)、測量控制系統(tǒng)、上下限位霍爾開關、采樣測量室和電極清洗系統(tǒng)，電極安裝在導桿下端，導桿上端有電極引線接出至測量控制系統(tǒng)，電機通過傳動機構連接電極升降機構，電極升降機構包括導向座、控制臂、齒條軸和齒條，導向座固定在機體上，變向螺旋槽體人字型槽與連接臂上的變向銷釘互動配合，控制桿下端裝有檔液板，電極清洗系統(tǒng)包括噴嘴和清洗液輸送管，其特征在于①變向螺旋槽體(19)的下方設有防止電極在運動過程中與擋液板(08)和噴液咀(31)發(fā)生碰撞而損壞電極的電極上下移動的滑槽板(16)；②機體(32)的下部固定有能夠自動控制的電極清洗系統(tǒng)。③采樣測量室(05)設有樣本液入口(02)和樣本液出口(09)和清洗液回流口(04)，樣本采集交換器定位板(03)將測量室(05)固定在機體(32)上，測量室(05)的樣本液入口(02)和樣本液出口(09)分別接到待測介質的容器或管道上。
2、 根據(jù)權利要求l所述的pH玻璃電極自動檢測裝置，其特征在于電極清洗系統(tǒng)包括 清洗液儲箱(01)、輸液泵(33)、噴液嘴(31)、導液板(34)和液體換向闊(33)，清洗液 儲箱(01)與機體(32)做成一體，電極清洗室有清洗液回流口通往清洗液儲箱，清洗液儲 箱上設有透明視窗或液位計，輸液泵(33)安裝在清洗液儲箱(01)上，輸液泵(33)的入 口管在清洗液儲箱(01)下部，輸液泵(33)的出口管接到體換向閥(33)，換向閥(33) 和導液板(34)做成一體，噴液嘴(31)與擋液板(08)做成一體，導液板(34)與擋液板(08)連通。
3、 根據(jù)權利要求l所述的pH玻璃電極自動檢測裝置，其特征在于所述的液體換向閥 (34)為三通閥，三通閥一個通道接噴液嘴(31)， 一個通道接清洗液儲箱(01)，第三個通道在液導液板(34)的末端。
4、 根據(jù)權利要求l所述的pH玻璃電極自動檢測裝置，其特征在于所述的測量控制系 統(tǒng)由信號接收電路、分析比較電路、處理器、顯示器以及控制信號輸出電路構成，雙玻璃電 極和上下限位霍爾開關將測量信號接入測量控制系統(tǒng)中的信號接收電路，信號接收電路接到 分析比較電路和處理器，對測量值進行顯示和控制，由控制信號輸出電路輸出到電極升降系 統(tǒng)和電極清洗系統(tǒng)以及生產(chǎn)工藝的執(zhí)行機構。
專利摘要一種pH玻璃電極全自動檢測裝置，包括電極、電機、電極升降系統(tǒng)、測量控制系統(tǒng)、上下限位霍爾開關、采樣測量室和電極清洗系統(tǒng)，電極安裝在導桿下端，導桿上端有電極引線接出至測量控制系統(tǒng)，電機通過傳動機構連接電極升降機構，變向螺旋槽體人字型槽與連接臂上的變向銷釘互動配合，控制桿下端裝有擋液板，變向螺旋槽體的下方設有防止電極在運動過程中與擋液板和噴液咀發(fā)生碰撞而損壞電極的電極上下移動滑槽體，擋液板也固定在電極上下移動滑槽體下部，更好地保護了電極，電極清洗系統(tǒng)安裝在檢測裝置下部，由清洗液儲箱、輸液泵和噴液嘴構成，使電極清洗系統(tǒng)就能夠完全進行自動控制。
文檔編號G01N27/416GK201307099SQ20082011360
公開日2009年9月9日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權日2008年11月28日
發(fā)明者朱成開, 黃華志 申請人:欽州華成自控設備有限公司