一种QPQ技术基盐氰酸根含量全自动检测分析仪器制造技术

一种QPQ技术基盐氰酸根含量全自动检测分析仪器，包括流路系统、样品检测系统、嵌入式测控系统。所述流路系统包括微电子多位阀、精密注射泵、直流蠕动泵、管路；流路系统分别连接被测样品、检测试剂、蒸馏水、样品转化反应池。所述样品检测系统包括LED光源、样品检测室、光电二极管，所述LED光源经第一透镜准直发射平行光，透过样品检测室，再通过第二透镜聚焦进入光电二极管的光窗，直接转变为光电压输出。所述嵌入式测控系统包括电源模块，嵌入式测控系统通过串口发出控制命令，控制流路系统、样品检测系统，同时通过串口获取样品检测系统输出的数据并作处理分析。本实用新型专利技术能够对人工简单预处理后的规定浓度范围的基盐样品溶液实现全自动、快速检测分析。

An automatic detection and analysis instrument for the content of salt and cyanide based on QPQ Technology

A fully automatic detection and analysis instrument for QPQ based salt iodate content, including flow path system, sample detection system, embedded measurement and control system. The flow path includes a microelectronic system many valves, precision injection pump, peristaltic pump, DC line; are respectively connected with the tested samples, detection reagent, distilled water, sample conversion reaction tank flow system. The sample detection system comprises a LED light source, sample room, photodiode, the LED light source by the first lens collimating parallel light emission, through sample testing room, light window and through the second lens into the photodiode, directly into the light output voltage. The embedded control system comprises a power supply module, embedded control system through the serial port to send control command, control flow path system, sample detection system, at the same time through the serial port to obtain sample test data of the system output and processing analysis. The utility model can realize the automatic and rapid detection and analysis of the base salt sample solution in the specified concentration range after the artificial simple pretreatment.

【技术实现步骤摘要】
一种QPQ技术基盐氰酸根含量全自动检测分析仪器
本技术属于冶金行业QPQ盐浴复合表面处理
，具体是一种QPQ技术基盐氰酸根含量全自动检测分析仪器，为QPQ技术工艺的质量控制提供分析参考。
技术介绍
QPQ(“Quench-Polish-Quench”的缩写)是一种盐浴复合工件表面处理技术。其原意为淬火—抛光—淬火，但上述“淬火”不是我们已知的常规淬火概念，而是指金属在两种不同性质的高温熔融盐浴中作复合处理，以使碳、氮元素同时渗入金属表面，形成由氮化物和氧化物扩散形成的化合物层，使金属表面得到强化改性，同时又可以大幅度提高金属表面的耐磨性、抗蚀性，这种金属表面强化改性技术实现了渗氮工序和氧化工序(碳氮共渗)的复合，氮化物和氧化物的复合，耐磨性和抗蚀性复合，热处理技术和防腐技术的复合。该技术目前在国内得到大量的推广应用，尤其在汽车、摩托车、轴类产品、电子零件、纺机、机床、电器开关、工模具上使用效果非常突出。其具有增强工件的耐磨性、耐腐蚀性和耐疲劳性、工艺过程成本低、低碳环保的技术优势。QPQ技术质量控制涉及到碳氮共渗温度、碳氮共渗时间、基盐氰酸根含量控制等因素。其中基盐成分中的氰酸盐含量(以氰酸根CNO-分子量计)的检测是QPQ技术质量控制的的重要指标，氰酸根含量通常应控制在质量分数的32％-38％的范围内，当氰酸根的含量由质量分数为32％增加到38％，在同样的氮化温度和氮化时间的条件下(如钛合金熔炉中570℃、2.5h氮化的条件下，以45钢样品为试验对象)，随着氮化盐浴中氰酸根含量的升高，碳氮共渗化合物层深度直线增加，这是因为氰酸根浓度的升高，使得原子态氮的浓度升高(氰酸根在高温下分解产生氮原子)，加快了化合物层的形成速度。实验发现，当盐浴中基盐氰酸根含量低于质量分数的32％时，元素渗入速度会大幅度下降，同样条件下，化合物层的深度会大大减小；当盐浴中氰酸盐含量高于质量分数的38％时，则盐浴的氧化性增强，形成的化合物层会带来严重的疏松。因此，一般氰酸根含量的质量分数应控制在32％-38％的正常范围内，如高于40％，则可以升高盐温，使氰酸根自动分解降低其含量到适当范围，若低于32％，则须按比例添加调整盐升高氰酸根的含量到适当范围。因此，从QPQ技术质量过程控制的角度分析需要快速准确检测基盐成分中氰酸根的含量。然而，目前分析仪器市场却没有能够检测氰酸根含量的全自动分析仪器，目前大多数QPQ技术开发或应用行业，如东风汽车液压动力有限公司、成都工具研究所有限公司等均配备专门技术人员，人工取样，通过繁琐而复杂的人工实验室分析方法(甲醛定氮法)检测基盐氰酸根的含量，然而人工滴定实验检测步骤较多、重复性差，可能引入较大的人为误差，很难为QPQ技术的质量控制提供准确的技术支持与分析参考，这正是我国目前工件表面碳氮共渗QPQ盐浴复合处理技术面临的一个技术难题。同时，由于工件表面QPQ技术处理是在高温钛合金熔炉的融盐中进行的，难以对基盐成分中的氰酸根含量实现在线监测分析，只宜人工取样并冷却至室温，然后精确称量再加蒸馏水定容成规定浓度范围的样品溶液后进行含量检测。因此，为了满足QPQ技术质量过程控制对基盐成分快速检测分析的技术要求，适合开发全自动检测仪器对所配制的规定浓度范围的基盐样品溶液进行快速直接检测分析。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供一种QPQ技术基盐氰酸根含量全自动检测分析仪器，能够对人工预处理后的规定浓度范围的基盐样品溶液实现全自动、快速检测分析。本技术采取的技术方案为：一种QPQ技术基盐氰酸根含量全自动检测分析仪器，包括流路系统、样品检测系统、嵌入式测控系统。所述流路系统包括微电子多位阀、精密注射泵、直流蠕动泵、管路；流路系统分别连接被测样品、检测试剂、蒸馏水、样品转化反应池，所述微电子多位阀、精密注射泵、直流蠕动泵连接嵌入式测控系统。所述样品检测系统包括LED光源、样品检测室、光电二极管，所述LED光源经第一透镜准直发射平行光，透过样品检测室，再通过第二透镜聚焦进入光电二极管的光窗，直接转变为光电压输出。所述嵌入式测控系统包括电源模块，嵌入式测控系统通过串口发出控制命令，控制流路系统、样品检测系统，同时通过串口获取样品检测系统输出的数据并作处理分析。所述流路系统的精确抽样、清洗、排废等功能，由嵌入式测控系统驱动微电子多位阀、精密注射泵、和直流蠕动泵完成，所产生的的废液进入废液池。所述样品检测室为流路系统与样品检测系统的交叉，即流路与光路的交叉。所述微电子多位阀具有多通道流路切换功能，其公共口通过PEEK管连接储液环一端，所述储液环另一端连接精密注射泵的一个流路通道，所述精密注射泵另一可切换流路通道通过PEEK管接通蒸馏水水池。所述样品转化反应池包括不锈钢密封锥形反应室、水浴恒温池，微电子多位阀的阀位11#通过PEEK管连接样品检测室。所述微电子多位阀的阀位9#通过PEEK管连接样品转化反应池的不锈钢密封锥形反应室。所述微电子多位阀的阀位10#通过PEEK管连接样品转化反应池的水浴恒温池。所述微电子多位阀的阀位8#连接废液池。所述水浴恒温池材料为不锈钢，其底部集成加热管，用于对样品转化反应的加热，反应体系制冷时，加热管断电。所述样品检测室包括铝材槽体、安装固定于铝材槽体内的比色杯，比色杯为石英玻璃材质，所述铝材槽体底部安装加热棒，通过温度控制和空气传热，实现对比色杯内反应溶液的恒温控制。所述铝材槽体上装配有光电检测模块：发光二极管和光电二极管，所述发光二极管发出的检测光束透过比色杯内的样品反应溶液，进入光电二极管，经光电转换，通过吸收光谱分析检测样品浓度。所述嵌入式测控系统包括电源模块、嵌入式处理模块、外围控制电路、数据采集电路；所述嵌入式处理模块连接外围控制电路，外围控制电路用于实现光源驱动控制、流路控制、温度控制。所述嵌入式处理模块连接数据采集电路，数据采集电路通过信号调节电路连接光电二极管。所述嵌入式处理模块通过串口连接有人机交互系统，人机交互系统包括存储器、触控LCD显示器和GPRS系统，GPRS系统通过无线传输与上位机连接。所述嵌入式处理模块核心为SAMSUNGS3C6410微处理器，采用Linux内核技术。一种QPQ技术基盐氰酸根含量全自动检测分析方法，氰酸盐含量检测采用间接检测方法，先通过化学方法把氰酸根CNO-转变为铵根NH4+，如(1)式所示，再依据标准GB7481-1987：水质铵的测定水杨酸分光光度法，通过对铵离子的测定，检测特征波长为697nm，间接实现对氰酸盐含量的检测。本技术一种QPQ技术基盐氰酸根含量全自动检测分析仪器，技术优势如下：1、本技术能够完全代替目前QPQ技术基盐氰酸根含量检测的人工实验分析，重复性好，准确度高，能够为工件表面QPQ技术处理质量控制提供重要技术支持与分析参考。2、本技术基于相应检测模块所需特征波长LED光源和光电二极管单光谱探测技术，采用光谱分析代替业内常规的甲醛滴定法检测氰酸根的含量，检测精度高、检测周期短。3、本技术采用的检测试剂抗干扰强、能在常温下进行使用，提高了光谱检测的精确度和重复性。4、本技术对样品反应体系采样精确恒温控制技术和搅拌控制技术，提高了光谱检测的精确度和稳定性。附图说明图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种QPQ技术基盐氰酸根含量全自动检测分析仪器，包括流路系统、样品检测系统、嵌入式测控系统；其特征在于：所述流路系统包括多位阀(1)、注射泵(2)、管路；流路系统分别连接被测样品、检测试剂、蒸馏水、样品转化反应池(8)，所述多位阀(1)、注射泵(2)连接嵌入式测控系统；所述样品检测系统包括LED光源、样品检测室(7)、光电二极管，所述LED光源经第一透镜(13)准直发射平行光，透过样品检测室(7)，再通过第二透镜(14)聚焦进入光电二极管的光窗，直接转变为光电压输出；所述嵌入式测控系统包括电源模块(16)，嵌入式测控系统通过串口发出控制命令，控制流路系统、样品检测系统，同时通过串口获取样品检测系统输出的数据并作处理分析。

【技术特征摘要】
1.一种QPQ技术基盐氰酸根含量全自动检测分析仪器，包括流路系统、样品检测系统、嵌入式测控系统；其特征在于：所述流路系统包括多位阀(1)、注射泵(2)、管路；流路系统分别连接被测样品、检测试剂、蒸馏水、样品转化反应池(8)，所述多位阀(1)、注射泵(2)连接嵌入式测控系统；所述样品检测系统包括LED光源、样品检测室(7)、光电二极管，所述LED光源经第一透镜(13)准直发射平行光，透过样品检测室(7)，再通过第二透镜(14)聚焦进入光电二极管的光窗，直接转变为光电压输出；所述嵌入式测控系统包括电源模块(16)，嵌入式测控系统通过串口发出控制命令，控制流路系统、样品检测系统，同时通过串口获取样品检测系统输出的数据并作处理分析。2.根据权利要求1所述一种QPQ技术基盐氰酸根含量全自动检测分析仪器，其特征在于：所述多位阀(1)具有多通道流路切换功能，其公共口4通过PEEK管连接储液环(5)一端，所述储液环(5)另一端连接注射泵(2)的一个流路通道，所述注射泵(2)另一可切换流路通道通过PEEK管接通蒸馏水水池(6)。3.根据权利要求1所述一种QPQ技术基盐氰酸根含量全自动检测分析仪器，其特征在于：所述样品转化反应池(8)包括不锈钢密封锥形反应室(9)、水浴恒温池(10)，多位阀(1)的阀位11#通过PEEK管连接样品检测室(7)；所述多位阀(1)的阀位9#通过PEEK管连接样品转化反应池(8)的不锈钢密封锥形反应室(9)；所述多位阀(1)的阀位10#通过PEEK管连接样品转化反应池(8)的水浴恒温池(10)；所述多位阀(1)的阀位8#连接废液池(12)。4.根据权利要求3所述一种QPQ技术基盐氰酸根含量全自动检测分析仪器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏康林，吕聪，胡滨，周丰，戴贤明，谢瑛珂，武新，余四海，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42