УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ Российский патент 2004 года по МПК G01N27/28 

Изобретение относится к физико-химическому анализу, преимущественно к устройствам для автоматического объемного и кулонометрического титрования, и может быть использовано при оперативном контроле технологических процессов.

Известно устройство для автоматического титрования (а.с. №163003, кл G 01 N 27/28), содержащее аналитическую ячейку с индикаторным концентратомером, соединенную с задатчиком конечной точки титрования, нуль-индикатор, двухпозиционный исполнительный элемент, подключенный к задатчику паузы и к устройству генерирования титранта, соединенному с ячейкой. С целью предотвращения перетитрования устройство осуществляет титрование в начальной стадии непрерывно, а при приближении к конечной точке - порционно. Устройство прерывает непрерывное титровании, не достигнув значения потенциала конечной точки на величину, равную значению предваряющего напряжения. После этого устройство подает в ячейку уменьшающиеся порции титранта, разделенные паузами. Причем длительность порций меняется пропорционально величине предваряющего напряжения, дискретно уменьшаемого к концу титрования.

Недостатком известного титрометра является то, что устройство завершает титрование не достигнув потенциала конечной точки на величину зоны нечувствительности устройства Зона нечувствительности в устройстве велика, что приводит к значительным погрешностям титрования. Уменьшить зону нечувствительности нельзя, так как это приводит к перегрузке нуль-индикатора в начальный период титрования, когда на его вход поступает большой сигнал, к понижению надежности титрования и к невозможности прерывистого титрования.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для автоматического титрования (а.с. №966580, G 01 N 27/42), содержащее аналитическую ячейку с индикаторным концентратомером, соединенную с задатчиком конечной точки титрования, блок дискретного изменения зоны нечувствительности, первый и второй входы которого соединены с выходом задатчика конечной точки титрования и с индикаторным концентратомером, а выход с нуль-индикатором, выход которого подключен к первому входу амплитудно-временного преобразователя величины зоны нечувствительности в величину порции титранта, второй вход которого соединен с задатчиком паузы, а выход амгпдггудно-временного преобразователя величины зоны нечувствительности в величину порции титранта - с третьим входом блока дискретного изменения зоны нечувстаительности и с двухпозиционным исполнительным элементом, который соединен с зададчиком паузы и устройством генерирования титранта, соединенного с ячейкой.

Устройство позволяет завершить порционное титрование при любой минимальной зоне нечувствительности, что позволяет, в свою очередь. уменьшить погрешность достижения потенциала конечной точки и погрешности титрования.

Недостаток устройства заключается в его недостаточно высокой точности.

Повышение точности достигается тем, что устройство для автоматического титрования содержит аналитическую ячейку с индикаторным концентратомером, соединенную с задатчиком конечной точки титрования, блок дискретного изменения зоны нечувствительности, соединенный первым и вторым входами соответственно с задатчиком конечной точки титрования и индикаторным концентратомером, а выходом - с нуль-индикатором, выход которого соединен с первым входом двухпозиционного исполнительного элемента и входом инерционного звена с регулируемой динамической xapaктеристикой, выход которого соединен с третьем входом блока дискретного изменения зоны нечувствительности, входом блока изменения величины порции титранта пропорционально величине зоны нечувствительности и входом задатчика паузы, выход которого соединен со вторым входом двухпозиционного исполнительного элемента, выход которого соединен с первым входом блока подачи титранта в аналитическую ячейку, второй вход которого соединен с выходом блока изменения величины порции титранта пропорционально величине зоны нечувствительности, а вход - с индикаторным концентратомером.

Инерционное звено с регулируемой динамической характеристикой обеспечивает нечувствительность к помехам на входе нуль-индикатора и, следовательно, повышает надежность работы устройства

Блок изменения величины порции титранта пропорционально величине зоны нечувствительности позволяет уменьшать порции титранта при изменении (уменьшении) зоны нечувствительности и, таким образом, повышать точность достижения конечной точки титрования, что приводит к снижению погрешности титрования.

На чертеже представлена блок-схема устройства для автоматического титрования.

Устройство состоит из аналитической ячейки 1 с индикаторным концентратомером 2, задатчика конечной точки 3, блока дискретного изменения зоны нечувствительности 4, нуль-индикатора 5, инерционного элемента с регулируемой динамической характеристикой (например, интефирующей RC-цепи с регулируемой постоянной времени) 6, задатчика 7 паузы, двухпозиционного исполнительного элемента 8 блока 9 подачи титранта, блока 10 изменения величины порции титранта пропорционально величине зоны нечувствительности.

Конкретную величину постоянной времени интегрирующей RC-цепи выбирают опытным путем, исходя из условия подавления имеющихся помех, а диапазон регулирования постоянной времени - учитывая возможные условия эксплуатации устройства дли автоматического титрования, например от 0,1 до 2,5 с.

Устройство работает следующим образом-

В исходном состоянии исполнительный элемент 8 выключен и запрещает титрование независимо от сигнала на входе нуль-индикатора 5. По команде "пуск" исполнительный элемент 8 переходит в положение "титрование" и разрешает подачу (генерирование) титранта

Когда разность сигналов между индикаторным концентратомером 2 и задатчиком конечной точки 3 достигнет установленной в блоке 4 зоны нечувствительности, нуль-индикатор 5 формирует сигнал, выключающий исполнительный элемент 8, в результате чего с исполнительного элемента 8 блок 9 прекращает подачу (генерирование) титранта.

Дальнейшую работу устройства определяет только длительность сигнала, вызвавшего срабатывание нуль-индикатора 5. Если это кратковременный сигнал (помеха), длительность которого меньше постоянной времени инерционного элемента 6, то по его окончании титрование возобновляется.

Если длительность сигнала, вызвавшего срабатывание нуль-индикатора 5, больше постоянной времени инерционного элемента 6 (интегрирующей RC-цепи), то с задержкой, определяемой этой постоянной, элемент 6 вырабатывает сигнал уменьшения зоны нечувствительности в блоке 4 и запуска задатчика 7 паузы. При уменьшении зоны нечувствительности блоком 10 изменения величины порции титранта пропорционально величине зоны нечувствительности вырабатывается сигнал уменьшения порции титранта, поступающий на второй вход блока подачи титранта. В результате уменьшения зоны нечувствительности на выходе нуль-индикатора 5 возникает сигнал разрешения титрования, который поступит на первый вход исполнительного элемента 8.

По истечении паузы задатчик 7 подаст разрешающий сигнал и на второй вход исполнительного элемента 8. После этого титрование возобновляют и продолжают до тех пор, пока не произойдет очередное срабатывание нуль-индикатора 5. Далее процесс повторяется. После достижения минимальной зоны нечувствительности устройство заканчивает титрование.

Таким образом, наличие инерционного элемента на выходе нуль-индикатора делает устройство в целом нечувствительным к амплитуде помехи на входе нуль-индикатора, что повышает надежность работы устройства.

Уменьшение порций титранта при изменении (уменьшении) зоны нечувствительности позволяет повысить точность достижения конечной точки титрования, что приводит к снижению погрешности титрования.

Изобретение относится к приборам физико-химического анализа, преимущественно для объемного и кулонометрического титрования. Сущность: устройство содержит аналитическую ячейку 1 с индикаторным концентратомером 2, задатчик 3 конечной точки титрования, блок 4 дискретного изменения зоны нечувствительности, нуль-индикатор 5, двухпозиционный исполнительный элемент 8, выход которого соединен с первым входом блока подачи титранта 9, а также задатчик 7 паузы. За счет того, что в устройство введены инерционный элемент 6 с регулируемой динамической характеристикой, установленный на выходе нуль-индикатора 5 и подключенный выходом к третьему входу блока 4 дискретного изменения зоны нечувствительности и входу задатчика 7 паузы, выход которого соединен со вторым входом двухпозиционного исполнительного элемента 8, и блок 10 изменения величины порции титранта пропорционально величине зоны нечувствительности, вход которого соединен с выходом инерционного элемента 6 с регулируемой динамической характеристикой, а выход - со вторым входом блока подачи титранта. Технический результат изобретения: повышение помехоустойчивости работы устройства, а следовательно, и его надежности, при одновременном уменьшении погрешности титрования за счет уменьшения порций титранта при завершении процесса титрования. 1 ил.

Устройство для автоматического титрования содержит аналитическую ячейку с индикаторным концентратомером, соединенную с задатчиком конечной точки титрования, блок дискретного изменения зоны нечувствительности, соединенный первым и вторым входами соответственно с задатчиком конечной точки титрования и индикаторным концентратомером, а выходом - с нуль-индикатором, выход которого соединен с первым входом двухпозиционного исполнительного элемента и входом инерционного звена с регулируемой динамической характеристикой, выход которого соединен с третьим входом блока дискретного изменения зоны нечувствительности, входом блок изменения величины порции титранта пропорционально величине зоны нечувствительности и входом задатчика паузы, выход которого соединен со вторым входом двухпозиционного исполнительного элемента, выход которого соединен с первым входом блока подачи титранта в аналитическую ячейку, второй вход которого соединен с выходом блока изменения величины порции титранта пропорционально величине зоны нечувствительности, а выход - с индикаторным концентратомером.