專利名稱：滴定法自動測定石灰活性的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工材料的性能測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及石灰活性度的測試方法和裝置，具體涉及一種滴定法自動測定石灰活性的方法和裝置。
背景技術(shù)：
石灰的水活性為檢驗石灰質(zhì)量的重要指標(biāo)。石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，俗稱消石灰，該反應(yīng)又稱為石灰與水的消化反應(yīng)。石灰與水進行的消化反應(yīng)是表征石灰活性的主要方法。國際上石灰活性度的測試當(dāng)前有兩種方法，鹽酸滴定法和溫升法。國內(nèi)采用鹽酸滴定法進行測量，現(xiàn)在通行的檢測標(biāo)準(zhǔn)為YB/T105— 2005 “冶金石灰物理性能檢驗方法”。 其基本測試原理和反應(yīng)過程為活性石灰與水發(fā)生反應(yīng)后，生成氫氧化鈣，溶液的PH值呈現(xiàn)堿性，通過用鹽酸滴定的方法中和溶液中的堿性，同時保證溶液的等當(dāng)量點，記錄鹽酸的用量，即所用鹽酸的體積表征該石灰的活性度。現(xiàn)有技術(shù)測定石灰活性完全采用手動操作的方法，不足之處包括一、在檢測過程中人為因素多，誤差大，活性度測試結(jié)果的準(zhǔn)確性低。二、滴定等當(dāng)點以酚酞指示劑顏色變化判斷，酚酞是一種弱有機酸，酚酞的變色范圍是8. 2 10. O,即酚酞試劑的顯色pH值為
8.2，因此消化反應(yīng)進行后pH值為8. 2時才會出現(xiàn)顯色反應(yīng)，等當(dāng)量點存在滯后。三、顏色變化時并非很明顯，由于視覺的作用，在等當(dāng)點的控制上誤差很大。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種滴定法自動測定石灰活性的方法以減少人為誤差，提高石灰活性測定的準(zhǔn)確性，實現(xiàn)石灰活性測定的自動化。本發(fā)明另一目的是提供一種滴定法自動測定石灰活性的裝置。本發(fā)明滴定法自動測定石灰活性的方法，測定步驟如下
⑴準(zhǔn)確稱取粒度為l 5mm的試樣50. Og,置于干燥器中備用,將4mol/L的鹽酸裝入與滴定管相連的滴定劑瓶中。⑵設(shè)定滴定控制儀(4)，等當(dāng)量點為ph=7 ;當(dāng)ph >7，滴定開關(guān)(5)打開進行滴定，ph < 7時,關(guān)閉滴定開關(guān)；設(shè)定滴定時間為彡IOmin0⑶量取2000ml水置于滴定杯中，開啟水浴加熱器(8)，開啟攪拌器進行攪拌，攪拌速度為30(T400r/min，加熱至40°C。⑷將試樣加入到滴定杯中進行消化，啟動滴定控制儀(4)，用4mol/L的鹽酸進行自動滴定。(5)滴定終止，滴定控制儀顯示滴定所消耗的鹽酸量。 本發(fā)明滴定法自動測試石灰活性的裝置，包括滴定架、滴定管、滴定杯、滴定臺和水浴加熱器，滴定管與滴定劑瓶連接。裝置設(shè)有PH電極和滴定控制儀。滴定管設(shè)有流量計和滴定開關(guān)。滴定控制儀分別與PH電極、流量計和滴定開關(guān)電路連接。
滴定開關(guān)為電磁開關(guān)。滴定杯的材質(zhì)為玻璃或PVC材料。滴定控制儀設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)化器、微處理器、存儲硬盤、觸摸屏交互控制單元和電磁閥控制單元。模數(shù)轉(zhuǎn)化器、存儲硬盤和電磁閥控制單元分別與微處理器電路連接。模數(shù)轉(zhuǎn)化器與流量計和PH電極電路連接。觸摸屏交互控制單元與微處理器交互電路連接。存儲硬盤與觸摸屏交互控制單元交互電路連接。存儲硬盤與U盤和打印機連接。滴定控制儀以微處理器為核心，實現(xiàn)ph信號采集、內(nèi)置時間信號采集、鹽酸體積流量信號采集、實現(xiàn)LCD過程顯示、觸摸屏交互控制、電磁閥開關(guān)控制功能，模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于實現(xiàn)電信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明采用全自動的方式，利用工業(yè)自動化的設(shè)計原理，通過計算機芯片和程序控制的方法，在消化反應(yīng)過程中，溶液出現(xiàn)堿性，PH值發(fā)生變化，酸堿電極產(chǎn)生不同的電信號，與此同時時間信號和酸堿度信號輸出給信號處理器，將反應(yīng) 過程中的時間信號、酸堿度信號進行分析處理，經(jīng)過軟件的作用給出判斷，并將處理指令傳給滴定控制儀，控制鹽酸的滴定工作，實現(xiàn)中和反應(yīng)的即時控制。在試驗的同時將時間信號、酸堿度信號、鹽酸體積即時記錄，存儲在計算機上，并形成測試曲線在顯示器上顯示，即時間變化和鹽酸體積變化的關(guān)系曲線。試驗完成后，通過USB 口將試驗數(shù)據(jù)和分析曲線下載出來，進行存檔和交流，實現(xiàn)全程的數(shù)字化操作。實現(xiàn)石灰活性度測試的自動化操作和試驗數(shù)據(jù)的數(shù)字化。本發(fā)明通過滴定控制與滴定開關(guān)、PH電極和流量計連接實現(xiàn)了滴定法測定石灰活性的自動化操作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為①提高活性度測定結(jié)果的精確度，誤差可控制在1%以內(nèi)(國家標(biāo)準(zhǔn)YB/T105— 2005的可允許誤差為4%)。②通過滴定控制儀對試驗數(shù)據(jù)進行多功能分析。③減少人為誤差因素，降低實驗人員勞動強度。④利用PH值控制滴定，消化反應(yīng)與中和反應(yīng)同步完成，實現(xiàn)鹽酸用量的精確化，提高石灰活性測定的準(zhǔn)確性。


圖I為本發(fā)明滴定法自動測試石灰活性的裝置示意 圖2為滴定控制儀原理圖。其中
I一滴定架、2—PH電極、3—攬拌器、4一滴定控制儀、5—滴定開關(guān)、6—滴定管、7—滴定杯、8—7jC浴加熱器、9 一滴定臺、10 一流量計、11 一滴定劑瓶。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。本發(fā)明滴定法自動測試石灰活性的裝置如圖I所示，包括滴定架I、滴定管6、流量計10、滴定杯7、攪拌器3、PH電極2、滴定控制儀4、滴定臺9和水浴加熱器8，滴定管與滴定劑瓶11連接，滴定管設(shè)有滴定開關(guān)5，滴定開關(guān)為電磁開關(guān)。滴定控制儀分別與PH電極、流量計和滴定開關(guān)電路連接。滴定杯的材質(zhì)為玻璃。滴定控制儀原理圖如圖2所示，設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)化器、微處理器、存儲硬盤、觸摸屏交互控制單元和電磁閥控制單元。模數(shù)轉(zhuǎn)化器、存儲硬盤和電磁閥控制單元分別與微處理器電路連接。觸摸屏交互控制單元與微處理器交互電路連接。存儲硬盤與觸摸屏交互控制單元交互電路連接。模數(shù)轉(zhuǎn)化器與流量計和PH電極電路連接，存儲硬盤與U盤和打印機連接。本發(fā)明滴定法自動測定石灰活性的測定步驟為
⑴準(zhǔn)確稱取粒度為l 5mm的試樣50. Og,置于干燥器中備用,將4mol/L的鹽酸裝入與滴定管6相連的滴定劑瓶11中。⑵設(shè)定滴定控制儀4，等當(dāng)點為ph=7 ;當(dāng)？11>7，滴定開關(guān)(5)打開進行滴定，？11=7時，關(guān)閉滴定開關(guān)5 ;設(shè)定滴定時間為lOmin。⑶量取2000ml水置于滴定杯7中，開啟水浴加熱器8，同時開啟攪拌器3進行攪拌，攪拌速度為30(T400r/min，加熱至40°C。⑷將試樣加入到滴定杯7中進行消化，啟動滴定控制儀4，用4mol/L的鹽酸進行自·動滴定；
(5)滴定終止，滴定控制儀4顯示滴定所消耗的鹽酸量。鹽酸的消耗量即為石灰的活性度。滴定過程中石灰與水發(fā)生消化反應(yīng)，溶液pH值升高，PH電極檢測到酸堿度信號，傳遞給模數(shù)轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，然后輸出給微處理器進行分析判斷，當(dāng)PH值大于7時，向滴定管的電磁開關(guān)輸出打開信號，向反應(yīng)器內(nèi)滴入鹽酸。期間，鹽酸溶液流經(jīng)流量計，實現(xiàn)液體流量的信號輸出，通過模數(shù)轉(zhuǎn)化器輸入到微處理器，再輸出到存儲單元和觸摸屏的控制單元，在觸摸屏上直觀的表示出體積流量的曲線。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的溶液PH值小于7時，微處理器向電磁閥輸出關(guān)閉信號，停止鹽酸的滴定。觸摸屏實現(xiàn)兩個功能顯示和分析。測試過程中，在顯示屏上顯示測試曲線，橫坐標(biāo)為時間，縱坐標(biāo)為所用鹽酸體積。測試完成后，通過存儲硬盤存儲試驗信息，通過觸摸屏的交互界面來進行參數(shù)的設(shè)置和進行數(shù)據(jù)分析，參數(shù)包括時間、體積和時間間隔，通過打印機打印結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種滴定法自動測定石灰活性的方法，測定步驟如下 ⑴準(zhǔn)確稱取粒度為l 5mm的試樣50. Og,置于干燥器中備用,將4mol/L的鹽酸裝入與滴定管(6)相連的滴定劑瓶(11)中； ⑵設(shè)定滴定控制儀(4),等當(dāng)點為ph=7 ;當(dāng)ph > 7,滴定開關(guān)(5)打開進行滴定，ph=7時，關(guān)閉滴定開關(guān)；設(shè)定滴定時間為IOmin ； ⑶量取2000ml水置于滴定杯(7 )中，開啟水浴加熱器(8 )，開啟攪拌器(3 )進行攪拌，攪拌速度為30(T400r/min，加熱至40°C ； ⑷將試樣加入到滴定杯中進行消化，啟動滴定控制儀(4)，用4mol/L的鹽酸進行自動滴定； (5)滴定終止，滴定控制儀顯示滴定所消耗的鹽酸量。
2.一種滴定法自動測試石灰活性的裝置，包括滴定架(I)、滴定管(5)、滴定杯(7)、滴定臺(9)和水浴加熱器(8)，滴定管與滴定劑瓶連接，其特征是所述裝置設(shè)有PH電極和滴定控制儀(4)，所述滴定管設(shè)有流量計(10)和滴定開關(guān)(5);所述滴定控制儀分別與PH電極、流量計和滴定開關(guān)電路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滴定法自動測試石灰活性的裝置，其特征是所述滴定開關(guān)為電磁開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滴定法自動測試石灰活性的裝置，其特征是所述滴定杯(7)的材質(zhì)為玻璃或PVC材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的滴定法自動測試石灰活性的裝置，其特征是所述滴定控制儀設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)化器、微處理器、存儲硬盤、觸摸屏交互控制單元和電磁閥控制單元；所述模數(shù)轉(zhuǎn)化器、存儲硬盤和電磁閥控制單元分別與微處理器電路連接；所述模數(shù)轉(zhuǎn)化器與流量計和PH電極電路連接；所述觸摸屏交互控制單元與微處理器交互電路連接；所述存儲硬盤與觸摸屏交互控制單元交互電路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滴定法自動測試石灰活性的裝置，其特征是所述存儲硬盤與U盤和打印機連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種滴定法自動測試石灰活性的方法和裝置，包括滴定架、滴定管、流量計、滴定杯、攪拌器、PH電極、滴定控制儀、滴定臺和水浴加熱器。滴定管與滴定劑瓶連接，滴定管設(shè)有滴定開關(guān)。滴定控制儀分別與PH電極、流量計和滴定開關(guān)電路連接。測定步驟為⑴準(zhǔn)確稱取粒度為1~5mm的試樣50.0g，將4mol/L的鹽酸裝入滴定劑瓶中；⑵設(shè)定滴定控制儀；⑶量取2000ml水置于滴定杯中，攪拌加熱至40℃；⑷將試樣加入到滴定杯中進行消化，啟動進行自動滴定；⑸顯示滴定所消耗的鹽酸的消耗量。本發(fā)明利用PH值控制滴定，消化反應(yīng)與中和反應(yīng)同步完成，實現(xiàn)鹽酸用量精確化，提高石灰活性測定的準(zhǔn)確性，通過滴定控制儀對試驗數(shù)據(jù)進行多功能分析。
文檔編號G01N31/16GK102798694SQ20121029427
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月19日
發(fā)明者賈會平 申請人:石家莊市新華工業(yè)爐有限公司