一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置，该装置包括测量池，与测量池连接的测量、控制机构，连接测量池和测量、控制机构的标准溶液供给机构，测量池上连接待测样水供给管、去离子水供给管、标准盐酸溶液供给管、ORP电极，待测样水供给管连接待测样水罐，标准盐酸溶液供给管连接标准盐酸溶液罐，去离子水供给管连接去离子水罐；测量、控制机构包括主板，与主板连接的信号板和控制板，信号板连接ORP电极。本实用新型专利技术采用ORP电极，通过滴定过程中ORP氧化还原电位的变化识别终点，代替人工判断滴定中的颜色变化终点，代替通过pH到达预设值的pH滴定法判断终点，测量准确性和一致性好。确性和一致性好。确性和一致性好。

【技术实现步骤摘要】
一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置


[0001]本技术涉及化学水质分析领域，尤其是涉及一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置。

技术介绍

[0002]碳酸根和重碳酸根是原油等采矿行业分离水中主要的阴离子，测定采矿过程中地层水的碳酸根和重碳酸根浓度有助于确定地层水的硬度、种类和分离水中二氧化碳的量。目前水质中的碳酸根/重碳酸根/氢氧根的测定采用酚酞和甲基橙作为指示剂，用已知浓度的标准盐酸进行滴定，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，容易造成盐酸溶液用量上的误差，导致计算碳酸根/重碳酸根/氢氧根的的含量存在误差。
[0003]另外，目前采用测氢离子浓度的离子选择电极和二氧化碳气敏电极进行碳酸氢根和碳酸根的自动化测量，离子选择电极的测量范围为1
‑
10mol/L，二氧化碳气敏电极的测量范围为10
‑
5mol/L，并可长时间连续工作，但对外界环境和电极的准确性及稳定性要求严格。
[0004]上述两种方案只能在实验室进行离线测量，不能在线、实时测量，具有一定的局限性。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0007]一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置，包括测量池，与测量池连接的测量、控制机构，连接测量池和测量、控制机构的标准溶液供给机构，所述测量池上连接待测样水供给管、去离子水供给管、标准盐酸溶液供给管、ORP电极，待测样水供给管通过第一定量泵连接待测样水罐，标准盐酸溶液供给管通过第二定量泵连接标准盐酸溶液罐，去离子水供给管通过第三定量泵连接去离子水罐；
[0008]所述测量、控制机构包括主板，与主板连接的信号板和控制板，信号板连接所述ORP电极，控制板连接所述第一定量泵、第二定量泵以及第三定量泵。
[0009]进一步，所述测量池的底部设有搅拌器，搅拌器信号连接所述控制板。
[0010]进一步，所述测量池的底部通过排污电磁阀连接排污口，测量池的侧面设有溢流口。
[0011]进一步，所述主板连接电源和显示屏。
[0012]自动测量地层水等水样中离子含量的方法，包括如下步骤：
[0013]S1、通过第一定量泵向测量池中加入2
‑
50mL待测样水，待测样水体积记为V；
[0014]S2、通过第三定量泵向测量池中加入经煮沸的去离子水50mL；
[0015]S3、打开搅拌器，通过第二定量泵向所述测量池中以一定速度加入已知浓度的标准酸溶液，浓度记为c
(HCl)
；
[0016]S4、测定步骤S3中待测水样溶液的ORP值；
[0017]S5、当前滴定次数是否超限？若是，则为异常，实验结束；若否，进行下述步骤S6；
[0018]S6、判断是否出现第一终点的特征点，若出现第一终点的特征点，记录从开始到第一终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V1，进行下述步骤S7；若未出现第一终点的特征点，进行下述步骤S7；
[0019]S7、判断是否出现第二终点的特征点，若出现第二终点的特征点，包括如下步骤：若之前出现第一终点的特征点，则记录从第一终点的特征点到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V2，进行下述步骤S8；
[0020]若之前未出现第一终点的特征点，则记录从开始到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V2，进行下述步骤S8；
[0021]若未出现第二终点的特征点，依次进行上述步骤S3、步骤S4、步骤S5、步骤S6、步骤S7，直至出现第二终点的特征点为止或者当前滴定次数超限为止。
[0022]进一步，所述步骤S8：根据V1、V2及标准酸溶液浓度c
(HCl)
、取样体积V计算碳酸根、重碳酸根和氢氧根的浓度；
[0023]对于没有第一终点的特征点、只有第二终点的特征点的待测水样：
[0024]该情况下，待测水样中不含有碳酸根，仅含有重碳酸根，步骤S1中待测水样的体积记为V，步骤S7中加入盐酸标准溶液的体积记为V2，其浓度记为c(HCl)。计算公式如下所示：
[0025]ρ(HCO3
‑
)＝V2
×
M3
×
c(HCl)/V
[0026]式中，
[0027]ρ(HCO3
‑
)——HCO3
‑
的浓度，g/L；
[0028]V2——步骤S7中从开始到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积，mL；
[0029]M3——HCO3
‑
的摩尔质量，g/mol；
[0030]c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；
[0031]V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。
[0032]进一步，对于既有第一终点的特征点、又有第二终点的特征点的待测水样，根据步骤S6中加入盐酸溶液的体积V1和步骤S7中从第一终点的特征点到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V2的大小：
[0033]当V1＞V2时，溶液中OH
‑
和CO32‑
共存
[0034]ρ(OH
‑
)＝(V1
‑
V2)
×
M1
×
c(HCl)/V
[0035]ρ(CO32‑
)＝V2
×
M2
×
c(HCl)/V
[0036]式中，
[0037]ρ(OH
‑
)——OH
‑
的浓度，g/L；
[0038]ρ(CO32‑
)——CO32‑
的浓度，g/L；
[0039]V1——步骤S6中从开始到第一终点的特征点消耗酸标准溶液的体积，mL；
[0040]V2——步骤S7中从第一终点的特征点到第二终点的特征点消耗酸标准溶液的体积V2，mL；
[0041]M1——OH
‑
的摩尔质量，g/mol；
[0042]M2——CO32‑
的摩尔质量，g/mol；
[0043]c(HCl)——步骤S3中加入盐酸标准溶液的浓度，mol/L；
[0044]V——步骤S1中加入待测水样的体积，mL。
[0045]进一步，当V1＜V2时，溶液中HCO3‑
和CO32‑
共存
[0046]ρ(CO32‑
)＝V1
×
M2
×
c(HCl)/V
[0047]ρ(HCO3‑
)＝(V2
‑
V1)
×
M3...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动测量地层水等水样中离子含量的装置,包括测量池，与测量池连接的测量、控制机构，连接测量池和测量、控制机构的标准溶液供给机构，其特征在于，所述测量池上连接待测样水供给管、去离子水供给管、标准盐酸溶液供给管、ORP电极，待测样水供给管通过第一定量泵连接待测样水罐，标准盐酸溶液供给管通过第二定量泵连接标准盐酸溶液罐，去离子水供给管通过第三定量泵连接去离子水罐；所述测量、控制机构包括主板，与主板连接的信号板和控制板，信号板连接所述ORP电极，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜志明，吕运昌，陈士恒，龚明明，陈云龙，边宝丽，朱鸿鑫，冯峰，王林涛，蔺博勇，王波，李甜，康超，
申请(专利权)人：中核矿业科技集团有限公司，
类型：新型
国别省市：