氧化亚铁测定专用智能试验系统

本发明涉及氧化亚铁测定领域，具体地涉及氧化亚铁测定专用智能试验系统。

背景技术：

目前对于样品中氧化亚铁的含量的测定全部是依靠测验人员手动去测定，具体的，通过人工取样，人工称重，人工加热搅拌和冷却样品，最后通过人工滴定的方式检测氧化亚铁的含量，测定效率低下，自动化程度低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种氧化亚铁测定专用智能试验系统，该氧化亚铁测定专用智能试验系统通过重铬酸钾滴定法测定样品氧化亚铁含量，实现试验过程自动化操作，能够将所获得的数据自动处理计算及储存，大大节省人力资源。

为了实现上述目的，本发明提供了一种氧化亚铁测定专用智能试验系统，该氧化亚铁测定专用智能试验系统包括：加样系统、试样溶解装置、滴定系统、取放杯机械手、取放盖机械手和控制系统；其中，所述加样系统包括：与所述控制系统连接的精密天平和自动加样装置，所述自动加样装置用于自动识别样品身份信息，并将样品定量加到放置在所述精密天平上的样品杯内；所述试样溶解装置包括：与所述控制系统连接的加酸机构、加热搅拌机构和加氮机构，所述加酸机构用于对样品杯内定量加酸，所述加热搅拌机构用于放置加样后的所述样品杯，并对加酸后的样品进行加热搅拌，所述加氮机构用于对加热搅拌过程中的样品进行通氮气；所述滴定系统包括：与所述控制系统连接的加试验液机构和滴定仪，所述加试验液机构用于对所述滴定仪补充试验液，所述滴定仪用于对加热搅拌冷却后的样品进行自动滴定；所述取放杯机械手和取放盖机械手分别用于根据所述控制系统的指令抓取并转移所述样品杯和取放所述样品杯的杯盖。

优选地，所述加酸机构包括：酸桶、定量加酸泵、加酸管、加酸支架和出酸管，所述出酸管安装在所述加酸支架上，所述酸桶、定量加酸泵、加酸管和出酸管顺次连接，所述定量加酸泵与所述控制系统连接。

优选地，所述加酸支架为通过所述控制系统控制的第一电动升降支架，所述出酸管的末端位于所述加热搅拌机构的上方并竖直向下延伸。

优选地，所述加热搅拌机构为磁力加热搅拌器。

优选地，所述加氮机构包括：氮气源、氮气汇流排和出气管，所述氮气源、氮气汇流排和出气管顺次连通连接，所述氮气源与氮气汇流排之间设置有调压装置，所述杯盖上贯穿设置有进气插管和出气插管，所述进气插管的插入深度大于所述出气插管的插入深度，所述出气管连接于所述进气插管的外端。

优选地，所述氧化亚铁测定专用智能试验系统还包括：排气管、排气汇流排、连接气管和排气处理装置，所述出气插管、排气管、排气汇流排、连接气管和排气处理装置顺次连通连接。

优选地，所述加试验液机构包括：试验液桶、定量加液泵、加液管和加液支架，所述滴定仪的滴定部固定于所述加液支架上，试验液桶、定量加液泵、加液管和滴定部顺次连接，所述定量加液泵与所述控制系统连接；其中，所述加液支架为通过所述控制系统控制的第二电动升降支架。

优选地，所述氧化亚铁测定专用智能试验系统还包括：清洁水桶、电极冲洗泵和冲洗水管，所述清洁水桶、电极冲洗泵和冲洗水管顺次连通，所述冲洗水管与所述加液管靠近所述滴定部的一端的侧面连通。

优选地，所述氧化亚铁测定专用智能试验系统还包括清洗烘干机，所述清洗烘干机用于对滴定后的样品杯进行清洗烘干。

优选地，所述试样溶解装置的外部设置有隔热罩，所述隔热罩上设置有排热通风风机。

根据上述技术方案，本发明中的氧化亚铁测定专用智能试验系统通过重铬酸钾滴定法测定样品氧化亚铁含量，实现试验过程自动化操作，能够将所获得的数据自动处理计算及储存，大大节省人力资源。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是氧化亚铁测定专用智能试验系统的一种优选实施方式的结构图；

图2是氧化亚铁测定专用智能试验系统的检测流程示意图。

附图标记说明

1电器控制箱2主控计算机

3自动加样装置4加酸支架

5调压装置6隔热罩

7流量调节阀8氮气汇流排

9排热通风风机10排气汇流排

11出气管12排气管

13样品杯14连接气管

15工作台16加液支架

17滴定仪18清洁水桶

19电极冲洗泵20定量加液泵

21加液管22试验液桶

23排气处理装置24出酸管

25定量加酸泵26酸桶

27精密天平28杯盖架

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上下左右、前后内外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。

参见图1-2所示的氧化亚铁测定专用智能试验系统，该氧化亚铁测定专用智能试验系统包括：加样系统、试样溶解装置、滴定系统、取放杯机械手、取放盖机械手和控制系统；其中，所述加样系统包括：与所述控制系统连接的精密天平27和自动加样装置3，所述自动加样装置3用于自动识别样品身份信息，并将样品定量加到放置在所述精密天平27上的样品杯13内；所述试样溶解装置包括：与所述控制系统连接的加酸机构、加热搅拌机构和加氮机构，所述加酸机构用于对样品杯13内定量加酸，所述加热搅拌机构用于放置加样后的所述样品杯13，并对加酸后的样品进行加热搅拌，所述加氮机构用于对加热搅拌过程中的样品进行通氮气；所述滴定系统包括：与所述控制系统连接的加试验液机构和滴定仪17，所述加试验液机构用于对所述滴定仪17补充试验液，所述滴定仪17用于对加热搅拌冷却后的样品进行自动滴定；所述取放杯机械手和取放盖机械手分别用于根据所述控制系统的指令抓取并转移所述样品杯13和取放所述样品杯13的杯盖。

通过上述技术方案的实施，该氧化亚铁测定专用智能试验系统通过重铬酸钾滴定法测定样品氧化亚铁含量，实现试验过程自动化操作，能够将所获得的数据自动处理计算及储存，大大节省人力资源。具体自动测定过程为：将干净的样品杯13通过取放杯机械手抓取并放置于精密天平27中，自动加样装置3根据控制系统内的样品数据库扫描样品条码识别样品身份信息，识别到所需要的样品后将该样品根据系统内设置的样品重量定量添加到样品杯13中，加样好的样品杯13通过取放杯机械手抓取并放置于加热搅拌机构中对应的位置，控制系统启动加酸机构，对样品杯13内进行加酸，加酸的体积通过控制系统中设定的值进行，加酸完成后通过取放盖机械手将杯盖盖合在样品杯13上，并通过加氮机构向样品内通气，通气的同时，启动加热搅拌机构，对样品进行加热搅拌，其中，加热通气和搅拌的时间根据控制系统所设定的时间进行，加热通气和搅拌结束后进行冷却，冷却过程中保持氮气通气，加速冷却效果。样品冷却至一定温度后进行滴定步骤，样品冷却后通过取放杯机械手抓取样品杯13放置于滴定仪17上，再通过取放盖机械手将杯盖取下，然后通过加试验液机构对滴定仪17补充试验液，通过滴定仪17将试验液向样品内滴定，所获取的滴定数据上传至控制系统中，控制系统根据样品的加入量、试验液的滴定量和酸的加入量等数据自动计算出氧化亚铁的含量，进而实现试验过程自动化操作，控制系统将所获得的数据自动处理计算及储存，大大节省人力资源。

在该实施方式中，为了进一步提供一种加酸机构，实现自动加酸操作，优选地，所述加酸机构包括：酸桶26、定量加酸泵25、加酸管、加酸支架4和出酸管24，所述出酸管24安装在所述加酸支架4上，所述酸桶26、定量加酸泵25、加酸管和出酸管24顺次连接，所述定量加酸泵25与所述控制系统连接。定量加酸泵25根据控制系统的设定值定量加酸，酸桶26用于存储酸，实现连续化酸供给。

在该实施方式中，为了进一步控制出酸管24加酸时的高度，提高加酸的准确性，优选地，所述加酸支架4为通过所述控制系统控制的第一电动升降支架，所述出酸管24的末端位于所述加热搅拌机构的上方并竖直向下延伸。

在该实施方式中，为了进一步提供一种加热搅拌机构，优选地，所述加热搅拌机构为磁力加热搅拌器。

在该实施方式中，为了进一步提供一种加氮机构，优选地，所述加氮机构包括：氮气源、氮气汇流排8和出气管11，所述氮气源、氮气汇流排8和出气管11顺次连通连接，所述氮气源与氮气汇流排8之间设置有调压装置5，所述杯盖上贯穿设置有进气插管和出气插管，所述进气插管的插入深度大于所述出气插管的插入深度，所述出气管11连接于所述进气插管的外端。氮气从氮气源排出，通过调压装置5调节好气压，调节好气压的氮气进入氮气汇流排8，从氮气汇流排8的出口，氮气汇流排8的出口设置有流量调节阀7，用于调节排出流量，氮气汇流排8排出的氮气通过进气插管进入样品杯13的底部，样品杯13的上层气体从出气插管排出。

在该实施方式中，为了进一步对样品杯13排出的气体进行处理，优选地，所述氧化亚铁测定专用智能试验系统还包括：排气管12、排气汇流排10、连接气管14和排气处理装置23，所述出气插管、排气管12、排气汇流排10、连接气管14和排气处理装置23顺次连通连接。排气处理装置23根据所排出的尾气成分适应性选择。

在该实施方式中，为了进一步提供一种加试验液机构，优选地，所述加试验液机构包括：试验液桶22、定量加液泵20、加液管21和加液支架16，所述滴定仪17的滴定部固定于所述加液支架16上，试验液桶22、定量加液泵20、加液管21和滴定部顺次连接，所述定量加液泵20与所述控制系统连接；其中，所述加液支架16为通过所述控制系统控制的第二电动升降支架。定量加液泵20根据控制系统的设定值定量加试验液，试验液桶22用于存储试验液，实现连续化试验液供给，通过第二电动升降支架可以调整滴定部的滴定高度。

在该实施方式中，为了进一步提供一种对滴定仪17清洁的结构，优选地，所述氧化亚铁测定专用智能试验系统还包括：清洁水桶18、电极冲洗泵19和冲洗水管，所述清洁水桶18、电极冲洗泵19和冲洗水管顺次连通，所述冲洗水管与所述加液管21靠近所述滴定部的一端的侧面连通。当滴定完成后，控制系统控制电极冲洗泵19工作，将清洁水桶18内的水打入滴定部，对滴定部的内管壁进行冲洗。

在该实施方式中，优选地，所述氧化亚铁测定专用智能试验系统还包括清洗烘干机，所述清洗烘干机用于对滴定后的样品杯13进行清洗烘干。通过设置清洗烘干机对滴定后的样品杯13进行清洗烘干，废液进行收集，烘干后的被子抓取至精密天平27的一侧备用。

在该实施方式中，为了减小热量散失，同时为了避免环境过热，优选地，所述试样溶解装置的外部设置有隔热罩6，所述隔热罩6上设置有排热通风风机9。

在本发明中，控制系统包括：电器控制箱1和主控计算机2，控制程序设置在主控计算机2内，其中，主控计算机2、精密天平27、自动加样装置3、隔热罩6、加热搅拌机构和滴定仪17均设置在工作台15上，在隔热罩6上还设置有杯盖架28，用于临时放置杯盖，氮气汇流排8和排气汇流排10安装在隔热罩6上。

氧化亚铁测定专用智能试验系统的试样加入及称量采用梅特勒的精密天平27和自动加样装置3组合，可以实现精确的称重及自动加样的过程，工作过程由计算机系统综合控制，相应的机械手抓取试验容器执行所需的动作。

加样系统中精密天平27的技术参数如下：

最大量程：220g；可读性：0.1mg；重复性误差典型值：0.04mg(5％加载)；线性误差典型值：0.1mg；稳定时间典型值：1.5s；最小称量值典型值：8.2mg(不确定度为1％，安全因子为2)。

试样溶解装置采用自动定量加酸及充氮装置以及德国ika的多点磁力加热搅拌器，系统综合控制配合机械手实现自动加酸、充氮、搅拌、加热器恒温控制、定时输出、冷却等功能。

磁力加热搅拌器的技术参数如下：

最大搅拌量(h2o)：20l；电机功率(w)：9；速度范围(rpm)：50-1700；设置速度精度(rpm)：10；加热输出功率(w)：600；加热温度范围(℃)室温+盘面自热0-340；温度设定范围(℃)0-340；外接温度传感器接口：pt100。

滴定试验装置采用梅特勒g10s滴定仪，配合辅助装置，在试验工位上自动完成加注标准试验缓释液、搅拌、试验测定、电极冲洗、数据计算、储存等工作。

滴定系统还具有一些其他功能，能够方便使用，带来更好的体验。如：

a、oneclick^tm一键用户界面

宽大的彩色触摸屏采用了易于理解且操作快捷的oneclick(一键操作)用户界面。所有用户都有可自定义快捷键的个性化主屏幕，可直接启动专属任务。

b、智能识别滴定管

滴定管安装后，可自动识别滴定剂。诸如滴定剂的浓度或有效期等重要数据保存在rfid芯片上，可自动传送至滴定仪17存储并监控。因此避免使用错误或已过期的滴定剂。

c、预定义方法

滴定仪17内置了超过20多种经过试验和测试的梅特勒-托利多方法，可直接使用。如有需要，也可使用模块化方法编辑器轻松地进行编辑。

d、灵活的数据输出功能

梅特勒-托利多紧凑型滴定仪17提供多种数据处理方式。可以选择以csv、pdf或xml格式输出数据。可通过usb接口连接并自动识别打印机或u盘等设备。

氧化亚铁测定专用智能试验系统配置2个优质的协作机器人，在试验过程中配合各种仪器及试验装置对试验容器进行自动移位、转运、取放端盖等一系列的人工智能操作工作。

本发明中的控制系统包括信息数据库、仪器设备控制及数据采集、机器人控制、设备自动控制、人机对话界面，可以完成试样的数据记录存储；控制自动加样、加酸、充氮、取放端盖等相关的各种机械手的操作；控制溶酸时的恒温控制、加热时间；滴定试验的过程控制及数据的计算储存；可以实现报警、查询、管理、打印、显示，并与上位机进行通讯等功能，可以与管理系统通讯，实现测量过程的自动化管理。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。