氟化物自动测定仪用反应装置

技术领域

本发明涉及氟化物检测装置技术领域，特别是一种氟化物自动测定仪用反应装置。

背景技术

环境空气中氟化物有气态氟和尘态氟两种，气态氟主要是氟化氢，含氟粉尘主要是冰晶石、萤石、氟化铝及磷石灰，污染主要来源于电解铝厂、磷肥厂和冰晶石厂等排放或逸散的气体和粉尘。人在氟化氢400～430mg/m

氟化物的监测过程主要包括样品的采样、分离、分析三个阶段。目前在将采集样品后的氟化物进行分离时，通常采用的方法为盐酸浸泡的方法，即将吸附有氟化物的滤膜放入到盛装有盐酸的烧杯内，再进行搅拌，通过该方法来使得氟化物分离。但是整个分析过程都需要人工操作，无疑增加了人工劳动强度。并且氟化物分离后采用手工测量电极读取数据，在进行读取数据时液体温度不能恒定，产生较大的测量误差。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供了一种氟化物自动测定仪用反应装置，以解决采用盐酸浸泡的方法对采集样品后的氟化物进行分离时，人工劳动强度大、分离效率低下、影响检测结果的问题，以降低人工劳动强度，提高分离效率，提高检测结果，并实现在无人值守的情况下对氟化物进行连续检测。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

氟化物自动测定仪用反应装置，包括机箱以及用于控制装置整体作业的控制器，机箱上设置有能够通过加液系统进行加液并将滤膜内氟化物进行提取的反应系统，机箱的上方还设置有能够插入到反应系统内进行氟化物测定的测定系统，反应系统的受控端连接于控制器的输出端，测定系统与控制器交互连接；

所述反应系统包括设置在机箱顶端面上的反应罐以及能够将配制后反应液输送至反应罐内的配液罐，反应罐和配液罐的底端设置有底阀以及用于驱动底阀升降以实现是否进行排液的底阀驱动机构，反应罐和配液罐的下方设置有用于盛装排放残夜的收液囊；所述反应罐上设置有用于将加入滤膜后的溶液进行氟化物分离的超声波分离机构，超声波分离机构的受控端连接于控制器的输出端。

进一步优化技术方案，所述超声波分离机构包括设置在反应罐外侧壁上的超声波振荡器以及设置在反应罐内的电磁搅拌器，超声波振荡器和电磁搅拌器的受控端分别连接于控制器的输出端。

进一步优化技术方案，所述电磁搅拌器包括驱动轴、电磁搅拌电机、磁块和转子，驱动轴和磁块设置在密封腔体内，磁块固定设置在驱动轴的顶端，电磁搅拌电机与驱动轴相连接，转子设置在反应罐和配液罐内。

进一步优化技术方案，所述反应罐的外侧壁上还设置有恒温器，恒温器受控端连接于控制器的输出端。

进一步优化技术方案，所述底阀驱动机构包括设置在收液囊底端的支撑板、设置在机箱上并与支撑板滑动连接的导向柱、与支撑板之间通过弹簧连接的丝母连接板b以及用于驱动丝母连接板b升降的升降机构；所述支撑板的顶端一体设置有密封腔体，密封腔体设置在收液囊内，密封腔体的顶端与底阀相接触并对底阀进行支撑。

进一步优化技术方案，所述测定系统包括测定电极以及用于控制测定电极在空间内进行运动的测定电极驱动机构，测定电极的输出端连接于控制器的输入端，测定电极驱动机构的受控端连接于控制器的输出端。

进一步优化技术方案，所述机箱的顶端面上还设置有用于在测定电极未进行测定操作时对测定电极进行盛装的电极保护罐。

进一步优化技术方案，所述电极保护罐的侧壁上设置有用于向电极保护罐通入烘干气体的吹干系统，吹干系统的受控端连接于控制器的输出端。

进一步优化技术方案，所述收液囊的侧壁上连通设置有用于将反应后的液体排出的排水系统，排水系统的受控端连接于控制器的输出端。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明能够在无人工看守的情况下实现自动对采样后滤膜中的氟化物进行测定，本发明通过在反应罐上加装超声波分离机构的方式，使得滤膜上吸附的氟化物能够得到充分地提取，在提取过程中无需人工进行搅拌，大大地降低了人工劳动强度，提高了分离效率，提高了检测结果。

本发明超声波振荡器能够将产生的超声波传入到反应罐内，用于氟化物分离。同时，设置的电磁搅拌器能够对反应罐内的溶液进行搅拌，进而保证配液罐及反应罐内的溶液能够充分混合均匀，以便于测定系统对溶液进行测定。

本发明反应罐的外侧壁上设置的恒温器能够在电极检测时，使得反应罐内的溶液恒温在正负两度之内，保证测定的精度。

本发明反应罐、配液罐和电极保护罐的底端设置有底阀，底阀通过底阀驱动机构进行驱动，进而在底阀打开时能够实现排液的功能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的后视图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明的剖视图；

图6为本发明加液系统和储液系统的结构示意图；

图7为本发明测定电极与剪切装置的位置关系示意图。

其中：1、机箱，2、反应罐，21、配液罐，22、反应罐a，23、反应罐b，24、电极保护罐，3、收液囊，4、底阀驱动机构，41、支撑板，42、导向柱，43、丝母连接板b，44、丝杠b，45、丝母b，46、驱动电机，47、弹簧，48、密封腔体，5、反应系统，52、超声波振荡器，53、恒温器，54、电磁搅拌器，541、电磁搅拌电机，542、驱动轴，543、磁块，544、转子，55、定位卡板，6、测定系统，61、测定电极，63、吹干系统，7、排水系统，8、加液管支架，81、加液管头，82、使用液取液管，9、底阀，10、加液系统，101、第一加液泵，102、第二加液泵，103、第三加液泵，104、第四加液泵，105、第五加液泵，106、第六加液泵，11、储液系统，111、标液储备箱，112、缓冲液储备箱，113、盐酸储备箱，114、氢氧化钠储备箱，12、剪切装置。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种氟化物自动测定仪用反应装置，结合图1至图7所示，包括机箱1、反应系统5、收液囊3、底阀9、底阀驱动机构4、加液管支架8、测定系统6和排水系统7。

控制器用于控制装置整体作业，本发明中的控制器为PLC控制器。

机箱1上设置有能够通过加液系统10进行加液并将滤膜内氟化物进行提取的反应系统5，机箱1的上方还设置有能够插入到反应系统5内进行氟化物测定的测定系统6，反应系统5的受控端连接于控制器的输出端，测定系统6与控制器交互连接。

反应系统5包括反应罐2、配液罐21、电极保护罐24、超声波分离机构、恒温器53。

反应罐2和配液罐21的下方设置有用于盛装排放残夜的收液囊3。收液囊3的顶端固定设置在机箱1上。

收液囊3的侧壁上连通设置有用于将反应后的液体排出的排水系统7，排水系统7的受控端连接于控制器的输出端。排水系统7包括连通设置在收液囊3侧壁上的排水管以及设置在排水管上的电磁阀，电磁阀的受控端连接于控制器的输出端。

反应罐2、配液罐21和电极保护罐24的底端设置有底阀9，底阀9的底端设置由用于驱动底阀9升降以实现是否进行排液的底阀驱动机构4。

底阀驱动机构4包括设置在收液囊3底端的支撑板41、设置在机箱1上并与支撑板41滑动连接的导向柱42、与支撑板41之间通过弹簧47连接的丝母连接板b43以及用于驱动丝母连接板b43升降的升降机构。支撑板41的顶端一体设置有密封腔体48，密封腔体48设置在收液囊3内，密封腔体48的顶端与底阀9相接触，对底阀9进行支撑，当密封腔体48向下移动时即可使得底阀9打开。

升降机构包括丝母b45、与丝母b45相配装的丝杠b44以及与丝杠b44的一端相连接的驱动电机46，丝母b45与丝母连接板b43固定连接，丝杠b44的底端通过轴承转动设置在机箱1上，驱动电机46的受控端连接于控制器的输出端。

反应罐2设置在机箱1顶端面上，反应罐2包括反应罐a22和反应罐b23。

配液罐21能够将配制后标准使用液输送至反应罐2内，以便制作标准曲线。

超声波分离机构包括设置在反应罐外侧壁上的超声波振荡器52以及设置在反应罐内的电磁搅拌器54，超声波振荡器52和电磁搅拌器54的受控端分别连接于控制器的输出端。超声波振荡器52和电磁搅拌器54通过定位卡板55定位设置在反应罐外侧壁上。

反应罐2外侧壁上设置有用于将加入滤膜后的溶液进行氟化物分离的超声波振荡器52。超声波振荡器52能够将产生的超声波传入到反应罐内，用于氟化物的分离。

同时，配液罐21、反应罐2底阀内设置有电磁搅拌器54，电磁搅拌器54能够对配液罐及反应罐内的溶液进行搅拌，进而保证配液罐及反应罐内的溶液能够充分均匀。

本发明中的电磁搅拌器54包括驱动轴542、电磁搅拌电机541、磁块543、转子544。驱动轴542和磁块543设置在密封腔体48内，磁块543固定设置在驱动轴542的顶端，电磁搅拌电机541与驱动轴542相连接。转子544设置在反应罐和配液罐21内，当电磁搅拌电机541带动驱动轴542和磁块543转动时即可带动转子544转动，进而对内部的溶液起到了搅拌作用。

反应罐的外侧壁上还设置有恒温器53，恒温器53的受控端连接于控制器的输出端。恒温器53的作用是标准要求在电极检测时，使得反应罐内的溶液恒温在正负两度之内。

测定系统6包括测定电极61以及用于控制测定电极61在空间内进行运动的测定电极驱动机构，测定电极61的输出端连接于控制器的输入端，测定电极驱动机构的受控端连接于控制器的输出端。

反应罐包括反应罐a22、反应罐b23，配液罐21、反应罐a22、反应罐b23和电极保护罐24分别设置在机箱1上，并能够分别与收液囊3相连通。

本发明中的吹干系统63设置在电极保护罐24上，吹干系统63连通有吹风系统。

储液系统11和加液系统10设置在在反应装置的上方，加液系统10的加液管线聚集到加液管支架8上，通过加液管头81向配液罐21、反应罐a22和反应罐b23内加液。加液系统10的受控端连接于控制器的输出端。

加液管支架8和测定系统6固定在剪切装置12上并可上下移动，剪切装置12可以横向移动，带动加液管头81和测定系统6对准配液罐21、反应罐a22、反应罐b23进行加液、冲洗和测试。

加液系统10包括第一加液泵101、第二加液泵102、第三加液泵103、第四加液泵104、第五加液泵105、第六加液泵106。储液系统11包括标液储备箱111、缓冲液储备箱112、盐酸储备箱113、氢氧化钠储备箱114。第一加液泵101的进液口端通过管路与标液储备箱111相连通，第二加液泵102的进液口端通过管路与供水管路相连通，第四加液泵104的进液口端通过管路与缓冲液储备箱112相连通，第五加液泵105的进液口端通过管路与盐酸储备箱113相连通，第六加液泵106的进液口端通过管路与氢氧化钠储备箱114相连通。第一加液泵101的出液口端、第二加液泵102的出液口端、第三加液泵103的出液口端、第四加液泵104的出液口端、第五加液泵105的出液口端、第六加液泵106的出液口端分别通过管路与加液管支架58上的加液管头81相连通。

第一加液泵101将标液储备箱111中的储备标液打入配液罐21，配液罐21即为标液使用液罐中。通过第二加液泵102将水加入到配液罐21内，加水稀释到规定浓度的标液使用液，再由第三加液泵103从使用液取液管82将一定量的标液使用液打入反应罐a22，由第四加液泵104从缓冲液储备箱112中打入一定量的缓冲液，第二加液泵102加水稀释到规定浓度，通过对不同规定浓度的标液使用液的多次测定绘制标准曲线。

从剪切装置12出来的剪切后滤纸落入到反应罐a22或反应罐b23内部，第五加液泵105将盐酸储备箱113内的盐酸进行泵送，由加液管头81打入一定量的盐酸到反应罐a22或反应罐b23。同时超声波振荡器52开始氟化物的分离工作，分离完成后，第六加液泵106从氢氧化钠储备箱114由加液管头81打入一定量的氢氧化钠，第四加液泵104从缓冲液储备箱112中打入一定量的缓冲液，通过第二加液泵102加水稀释到规定浓度。

启动电磁搅拌器54和恒温器后，通过测试电极61进行测定，进行数据读取。

测试电极61完成测试后插入电极保护罐24，下次使用之前进行清洗并由吹干系统63吹干。

本发明的实际工作过程如下。

S1、配液。控制器控制各加液系统10中的加液泵动作，将标准储备溶液在配液罐内配制成标准使用溶液。将配液罐内配制的标准使用溶液输送至反应罐a22或反应罐b23内。

S2、氟化物的提取。吸附有氟化物的滤膜经剪切装置剪切后，落入到反应罐a22或反应罐b23内。加入盐酸，开启超声波震荡器52，对滤膜上的氟化物进行分离。

S3、氟化物的测定。启动恒温器53和电磁搅拌器54。通过测定电极驱动机构控制测定电极61从电极保护罐24内移出，再控制测定电极61移动至反应罐的正上方，而后控制测定电极61下行，移动至反应罐内，由测定电极61对反应罐内的溶液进行测定。测定电极61将测定结果反馈至控制器，通过控制器对测定结果进行分析。