制碱专用钠离子在线检测仪的研制
专利汇可以提供制碱专用钠离子在线检测仪的研制专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 设计了一款基于 能斯特方程 的钠离子在线检测仪器，采用钠离子选择性 电极 作为 传感器 ，通过一系列 信号 处理过程，可快速在线测量制 碱 工艺高浓度 碳 化取出液中钠离子的浓度。仪器通过电势补偿和校表提高了钠离子选择性电极的线性范围，使之适合测量高浓度的溶液。独特的前期 放大器 与主机板分离设计、大量滤波电容的应用、超低通滤波 算法 的添加使得仪器具有相当强的抗干扰能 力 。多种精密仪表芯片的应用大大提高了测量的 精度 。以上几条措施保证了仪器能够高速精准得完成在线检测任务。本仪器操作简单、使用方便，只要完成简单的校表工作即可长时间在线工作无需维护。，下面是制碱专用钠离子在线检测仪的研制专利的具体信息内容。
技术领域
本发明研制开发了一款基于能斯特方程的钠离子在线检测仪，主要针对制碱领域的 高浓度碳化取出液而设计，也适用于其他领域的高浓度钠离子溶液。
背景技术
制备离子浓度在线分析仪，可以及时检测，记录多种离子浓度。目前，国内生产的 基于能斯特方程的钠离子检测仪表多为传统的指针式模拟仪表，不仅操作复杂，测试速 度慢，而且检测精度低，适应性差。最重要的是通常使用的在线钠离子浓度计的测量上 限比较有限，一般不会超过1mol/L，而碳化取出液的浓度一般都在1.5mol/L以上。因此 研制一款新型的针对高浓度的钠离子在线检测仪是十分有意义的。
发明内容
1、测量精度。影响测量精度的原因主要有两点：模数转换精度以及校表算法。本仪器采 用了美国TI公司的AD626、AD976、AD569等16位精度的精密仪器芯片承担前期放大以 及模数转换任务，大大提高了检测精度。
2、量程。目前国内的钠离子检测仪普遍都是低量程的，最大量程也不会超过0.5mol/L， 无法满足制碱行业的需求。钠离子选择性电极的线性范围实际上是在低浓部分的，本仪 器通过电势补偿和校表过程，使电极的线性范围达到高浓部分，实现了高浓度溶液的检 测。
3、响应时间。作为一个在线检测仪器，响应时间是相当重要的。在校表结束电极平衡之 后，响应时间是决定在线检测灵敏度的最重要的指标。本仪器使用高运算速度的精密仪 表芯片，配合高效的程序算法，实际计算时间仅为几十毫秒，满足在线检测的要求。虽 然钠离子选择性电极一般都需要3分钟左右的时间来达到平衡，但是一旦平衡之后进入 监测阶段，仪器的运算速度就成为首要的技术指标。
4、抗干扰能力。目前国内普遍应用的是上个世纪80年代开发的指针式模拟仪表，它的 抗干扰能力是相当差的，尤其是在电磁干扰严重的工厂车间，轻微的干扰就会使仪表表 针乱飞。本仪器将前期放大电路置于传输线路之前，大大减少了传输过程的噪声干扰以 及信号衰减带来的影响。另外使用了大量的滤波电容，以及在程序中添加超低通滤波算 法等等，使得本仪器在有大量电机的车间恶劣环境中仍然能稳定工作。
5、可操作性。本仪器安装使用方便，由于采用5点回归算法作为校表算法，所以在使用 仪器前只要用仪器提供的5份标准溶液进行简单的5点校准工作，就可以长时间进行监 测的工作，并且能够定时打印出数据，便于技术人员进行分析。
附图说明
仪器的组成结构：电极测量得到的信号，经过前期放大电路、电势补偿、AD转换等 进入单片机Atmega16进行计算，然后输出到液晶显示屏以及进行打印输出。为了防止程 序锁死，特别添加了看门狗电路，增加仪器稳定性。具体图示请参见说明书附图中图1。
仪器在车间的管路流程：碳化塔流出的碳化取出液为粘稠的悬浊液，通过流量阀的 调节，一部分溶液经过过滤网进入测量池，电极在这里完成测量工作，将信号传输到主 机完成计算以及打印输出等工作。具体图示请参见说明书附图中图2。
具体实施
为了测试本产品的性能，本仪器做了一项比较实验，对同一种溶液进行滴定分析、 使用本仪器测量、以及使用老式仪表测量。结果如表1所示。
Na+浓度(响应时间3分钟)
表1滴定、新老仪器测量结果对比(响应时间3分钟)
由表1可以看到，在响应时间为3分钟的情况下，本仪器的测量误差达到1.2％，远 小于老式仪表的7.5％，且在测量过程中数值波动不超过0.5个滴度(0.025mol/L)，对电 磁干扰不敏感，可以满足制碱用在线检测的需求。
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