【技术实现步骤摘要】
一种水样碱度测量装置及方法
[0001]本专利技术属于离子含量监测
，具体涉及一种水样碱度测量装置及方法。
技术介绍
[0002]水的碱度是指水中含有能接受氢离子的物质的量，例如氢氧根、碳酸盐、重碳酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、硅酸盐、硅酸氢盐、亚硫酸盐、腐殖酸盐和氨等，都是水中常见的碱性物质，它们都能与酸进行反应。碱度对于工业锅炉/工业循环冷却设备来说是一个十分重要的指标，需要根据碱度控制碳酸钠等物质的加入量，使锅炉水成分维持适当碱度，使其中钙离子、镁离子、碳酸根、磷酸根和氢氧根等离子的含量维持在最佳比例，使钙和镁生成不粘结在锅炉受热面上的、分散状的水渣沉淀，随锅炉的排污排出锅外，防止结垢、腐蚀。根据GB/T 1576《工业锅炉水质》等国家标准，水质的碱度分为全碱度和酚酞碱度，酚酞碱度是以酚酞作指示剂时所测出的含有能接受氢离子的物质的量，全碱度是以甲基橙或甲基红
‑
亚甲基蓝等作指示剂所测出的含有能接受氢离子的物质的量。
[0003]目前，水质中酚酞碱度和/或全碱度的测定采用酚酞和甲基橙等作为指示剂，用已知浓度的标准酸溶液进行滴定，根据混合溶液的颜色变化确定滴定终点，根据消耗的标准酸溶液体积计算酚酞碱度和/或全碱度。而由于酚酞的变色pH范围为8.2
‑
10.0，甲基橙的变色pH范围为3.1
‑
4.4，在指示剂变色范围内，存在不同人员判断终点不同的问题，容易造成标准酸溶液用量上的误差，导致计算酚酞碱度和/或全碱度的含量存在误差。
技术实现思路
>[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种测量锅炉水、地表水等水样中的碱度的装置及方法。
[0005]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种水样碱度测量装置，包括：
[0006]控制器；
[0007]测量部件，包括水样容器、发射模块和接收模块，水样容器用于放置待测水样，发射模块和接收模块均与控制器电连接，发射模块和接收模块相对设置在水样容器的两侧；
[0008]加样部件，包括第一定量泵、第二定量泵和第三定量泵，第一定量泵通过管道连接标准盐酸溶液容器和水样容器，第二定量泵通过管道连接酚酞溶液容器和水样容器，第三定量泵通过管道连接甲基橙溶液容器和水样容器，第一定量泵、第二定量泵和第三定量泵均与控制器电连接。
[0009]进一步，控制器包括主板、输出控制板、信号板、显示屏和电源，输出控制板、信号板、显示屏和电源均与主板电连接；输出控制板与第一定量泵、第二定量泵和第三定量泵电连接，用于控制第一定量泵、第二定量泵和第三定量泵的动作；信号板与发射模块和接收模块电连接，用于向发射模块发送信号和向接收模块接收信号。
[0010]进一步，测量部件还包括搅拌器，搅拌器安装于水样容器的底部。
[0011]进一步，搅拌器通过输出控制板电连接主板。
[0012]进一步，信号板包括依次连接的放大电路、测量电路和单片机，测量电路能够测量接收模块的电信号，测量电路通过内部CAN总线连接主板，主板具有电阻触摸屏接口和CAN_bus通讯接口。
[0013]进一步，主板为EPC
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287I
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L
‑
T工控主板。
[0014]进一步，发射模块包括相串联的发光二极管光源和限流电阻，发光二极管光源能够发射出固定波长的平行光，接收模块包括光电倍增管。
[0015]进一步，发光二极管光源为490nm的单冷色发光二极管光源，限流电阻的阻值为1000Ω。
[0016]一种水样碱度测量方法，利用上述的水样碱度测量装置进行，包括以下步骤：
[0017]步骤(1)、取待测水样置于水样容器内，记录待测水样体积为V，记录待测水样的接收电压值为空白电压值A0；
[0018]步骤(2)、向待测水样中加入酚酞指示剂，记录待测水样的接收电压值为初始电压值A1；
[0019]步骤(3)、判断初始电压值A1与空白电压值A0的差值是否超过预设范围，是则先加入盐酸溶液至待测水样的接收电压值为第一特征接收电压值，接着向待测水样中加入甲基橙指示剂，再次加入盐酸溶液至待测水样的接收电压值为第二特征接收电压值，记录先加入的盐酸溶液的体积V1、再次加入的盐酸溶液的体积V2和盐酸溶液的浓度c1(HCl)，否则进行步骤(4)；
[0020]步骤(4)、向待测水样中加入甲基橙指示剂，接着加入盐酸溶液至待测水样的接收电压值至第二特征接收电压值，记录加入的盐酸溶液的体积V3和盐酸溶液的浓度c2(HCl)。
[0021]进一步，判断初始电压值A1与空白电压值A0的差值是否超过预设范围具体为：
[0022]若|A0‑
A1|≤0.2
×
A0，则判断初始电压值A1与空白电压值A0的差值没有超过预设范围；
[0023]若|A0‑
A1|＞0.2
×
A0，则判断初始电压值A1与空白电压值A0的差值超过了预设范围；
[0024]预设范围为0.2
×
A0。
[0025]进一步，第一特征接收电压值为空白电压值A0。
[0026]进一步，步骤(3)中，待测水样中的酚酞碱度和总碱度的计算方法为：
[0027]JD
P
＝V1×
c1(HCl)
×
1000/V；
[0028]JD＝(V1+V2)
×
c1(HCl)
×
1000/V；
[0029]JD
P
为酚酞碱度，单位为毫摩尔每升(mmol/L)；
[0030]JD为全碱度，单位为毫摩尔每升(mmol/L)；
[0031]V1为先加入的盐酸溶液的体积，单位为毫升(mL)；
[0032]V2为再次加入的盐酸溶液的体积，单位为毫升(mL)；
[0033]c1(HCl)为盐酸溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；
[0034]V为待测水样的体积，单位为(mL)。
[0035]进一步，步骤(4)中，待测水样中的酚酞碱度和总碱度的计算方法为：
[0036]JD
P
＝0；
[0037]JD＝(0+V3)
×
c2(HCl)
×
1000/V；
[0038]JD
P
为酚酞碱度，单位为毫摩尔每升(mmol/L)；
[0039]JD为全碱度，单位为毫摩尔每升(mmol/L)；
[0040]V3为加入的盐酸溶液的体积，单位为毫升(mL)；
[0041]c2(HCl)为盐酸溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；
[0042]V为待测水样的体积，单位为(mL)。
[0043]本专利技术的效果在于：采用本专利技术的系统和方法，通过发射模块和接收模块发出的光线穿过待测水样，测定待测水样的接收电压值，从而通过电压值的变化准确本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水样碱度测量装置，其特征在于，包括：控制器；测量部件，包括水样容器、发射模块和接收模块，所述水样容器用于放置待测水样，所述发射模块和所述接收模块均与所述控制器电连接，所述发射模块和所述接收模块相对设置在所述水样容器的两侧；加样部件，包括第一定量泵、第二定量泵和第三定量泵，所述第一定量泵通过管道连接标准盐酸溶液容器和所述水样容器，所述第二定量泵通过管道连接酚酞溶液容器和所述水样容器，所述第三定量泵通过管道连接甲基橙溶液容器和所述水样容器，所述第一定量泵、所述第二定量泵和所述第三定量泵均与所述控制器电连接。2.如权利要求1所述的一种水样碱度测量装置，其特征在于，所述控制器包括主板、输出控制板、信号板、显示屏和电源，所述输出控制板、所述信号板、所述显示屏和所述电源均与所述主板电连接；所述输出控制板与所述第一定量泵、所述第二定量泵和所述第三定量泵电连接，用于控制第一定量泵、所述第二定量泵和所述第三定量泵的动作；所述信号板与所述发射模块和所述接收模块电连接，用于向所述发射模块发送信号和向所述接收模块接收信号。3.如权利要求2所述的一种水样碱度测量装置，其特征在于，所述测量部件还包括搅拌器，所述搅拌器安装于所述水样容器的底部，所述搅拌器通过所述输出控制板电连接所述主板。4.如权利要求2所述的一种水样碱度测量装置，其特征在于，所述信号板包括依次连接的放大电路、测量电路和单片机，所述测量电路能够测量接收模块的电信号，所述测量电路通过内部CAN总线连接所述主板，所述主板具有电阻触摸屏接口和CAN_bus通讯接口。5.如权利要求1～4任一项所述的一种水样碱度测量装置，其特征在于，所述发射模块包括相串联的发光二极管光源和限流电阻，所述发光二极管光源能够发射出固定波长的平行光，所述接收模块包括光电倍增管。6.一种水样碱度测量方法，其特征在于，利用权利要求1～4任一项所述的水样碱度测量装置进行，包括以下步骤：步骤(1)、取待测水样置于水样容器内，记录所述待测水样体积为V，记录所述待测水样的接收电压值为空白电压值A0；步骤(2)、向所述待测水样中加入酚酞指示剂，记录所述待测水样的接收电压值为初始电压值A1；步骤(3)、判断所述初始电压值A1与所述空白电压值A0的差值是否超过预设范围，是则先加入盐酸溶液至所述待测水样的接收电压值为第一特征接收电压值，接着向所述待测水样中加入甲基橙指示剂，再次加入所述盐酸溶液至所述待测水样的接收电压值为第二特征接收电压值，记录先加入的所述盐酸溶液的体积V1、再次加入...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕运昌，陈云龙，边宝丽，
申请(专利权)人：北京华科仪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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