專利名稱:離子計的制作方法
本發(fā)明屬于離子濃度測試儀器。
目前國內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)顯離子計，特別是PH－mv電計在進(jìn)行測試之前，要預(yù)先配好標(biāo)定溶液，進(jìn)行復(fù)雜的標(biāo)定工作。在不具備標(biāo)定工作條件的工作現(xiàn)場，則無法保持測試精度，這樣的電計一般由測試信號連接一個高輸入阻抗的前置級，前置級連接71系列A／D轉(zhuǎn)換器71系列A／D轉(zhuǎn)換器將信號輸出由顯示部分顯示，用干電池作電源面板上有調(diào)零、電極系數(shù)、溫度補(bǔ)償器等調(diào)節(jié)鈕，有機(jī)械的電源及功能轉(zhuǎn)換開關(guān)。這種電計，前置級工作不穩(wěn)定，電源工作不穩(wěn)定，有零漂、溫漂、時漂現(xiàn)象，影響了整機(jī)的技術(shù)性能；由于開關(guān)結(jié)構(gòu)是機(jī)械的，機(jī)械損耗較大，壽命短；由于電路中采用場效應(yīng)管或高輸入阻抗運(yùn)算放大器其一致性不好，易出故障，篩選率高，成本高，不利于批量生產(chǎn)；該電計操作要求嚴(yán)格，需經(jīng)常的標(biāo)定，易出現(xiàn)人為誤差，使用既不方便，也限制了應(yīng)用范圍。
本發(fā)明針對上述缺點作了改進(jìn)，設(shè)計了一種穩(wěn)定性高，標(biāo)定一次可連續(xù)(或斷續(xù))使用1～2個月，并使用操作方便的高穩(wěn)定型便攜式離子計。
附圖1是原理圖。由測試信號預(yù)處理電路單元、低功耗穩(wěn)壓電路單元、電子開關(guān)電路單元、71系列A／D轉(zhuǎn)換器單元、顯示器(液晶或發(fā)光二極管均可)單元、電極溫度系數(shù)自動溫度 補(bǔ)償器單元組成。
附圖2是電子開關(guān)邏輯圖。圖中二組Coms4雙向開關(guān)小單元、觸發(fā)式開關(guān)、電阻組成。
附圖3是方框圖。電子開關(guān)單元導(dǎo)通，積層電池49單元供電，穩(wěn)壓電路單元48工作，對電源穩(wěn)壓，測試信號通過預(yù)處理電路單元與71系列A／D轉(zhuǎn)換器相匹配，電極溫度系數(shù)自動溫度補(bǔ)償器50補(bǔ)償電極溫度系數(shù)，數(shù)字顯示器顯示被測字樣。
本發(fā)明的要點在于1.測試信號預(yù)處理電路單元46替代高輸入阻抗前置級，由電阻R7、R8，電位器W1，電子開關(guān)K58組成。例如PH－mv電計PH工作方式測試電極玻璃膜電位連接a點，也就是71系列A／D轉(zhuǎn)換器中的INHI端，參比電極電位接b點，電阻R7、R8與電位器W1串聯(lián)，一端接電源負(fù)極，一端接71系列A／D轉(zhuǎn)換器中的COM端(COM、INLO、REFLO三點互相連接)。電位器W1滑動端為b點、b點預(yù)置負(fù)電壓負(fù)于COM點。當(dāng)mv工作膜電位接a點也就是71系列A／D轉(zhuǎn)換器的INHI端，參比電極，電位連接b點，此時b點通過K58開關(guān)導(dǎo)通連接COM端，b點電位近似COM點電位。此電路單元通過預(yù)制電壓，解決測試信號與電計示值非零的問題，利用了71系列A／D轉(zhuǎn)換器的高輸入阻抗，從而取代了前置級測試信號通過預(yù)處理電路單元與71系列A／D轉(zhuǎn)換器相匹配，因此從根本上消除了現(xiàn)有離子計中由前置級部分帶來的一系列問題，如時漂、零漂、溫漂等不穩(wěn)定因素。
2.低功耗積層電池穩(wěn)壓電路單元48。電路由電阻R5、R6、R9電容C6、電位器W2、W3，發(fā)光二極管LED1、LED2，熱敏電阻Rt1，運(yùn)算放大器41組成，發(fā)光二極管LED1、LED2正向串接于運(yùn)算放大器41輸出端與反向輸入端之間，發(fā)光二級管LED1、LED2與電阻R5組成反饋網(wǎng)絡(luò)，電阻R6、R9，電位器W2、W3，熱敏電阻Rt1成為取樣網(wǎng)絡(luò)，電位器W3與熱敏電阻Rt1組成線性、溫度補(bǔ)償，補(bǔ)償整機(jī)溫度示值誤差。穩(wěn)壓電路48單元解決了應(yīng)用積層電池在電計中電壓的不穩(wěn)定而造成的測量精度、時效變化問題，從而增加了整機(jī)的工作穩(wěn)定性。
3.采用電子開關(guān)單元47。電子開關(guān)單元47包括電源開關(guān)與功能轉(zhuǎn)換電路開關(guān)2個小單元。由觸發(fā)式開關(guān)K1、K2、K3、K4，由電阻R1、R2、R3、R4，Coms4雙向開關(guān)37、38小單元組成。Coms4雙向開關(guān)37由K51、K52、K53、K54開關(guān)組成，Coms4雙向開關(guān)38小單元由K55、K56、K57、K58開關(guān)組成，電源開關(guān)單元由觸發(fā)式開關(guān)K1、K2，電阻R2，開關(guān)K51、K52組成，電阻R2并接于觸發(fā)式開關(guān)K1、K2公共端與開關(guān)K51、K52連接機(jī)內(nèi)供電電路端C，R2是狀態(tài)自鎖電阻，開關(guān)K51、K52并聯(lián)使用，(1)可發(fā)生高電位信號，(2)可發(fā)生低電位信號，通過開關(guān)K51、K52控制端，控制K51K52的通斷，從而決定電源的通斷；功能轉(zhuǎn)換電路單元由觸發(fā)式開關(guān)K3K4，電阻R1、R3、R4，開關(guān)K55、K56、K57、K58組成，R1、R3為電位換向電阻，R4是狀態(tài)自鎖電阻，電阻R1連接C點與K53串聯(lián)后接地(電源負(fù)極為地)。電阻R1與觸發(fā)式開關(guān)K4連接C點與電阻R3串聯(lián)后接地，電阻R4并接于觸發(fā)式開關(guān)K3、K4，公共點與開關(guān)K54電阻R3公共點之間，開關(guān)K55、K56控制端共同與電阻R1和開關(guān)K53的公共端相接，開關(guān)K57、K58控制端其與開關(guān)K54和電阻R3公共端相接，開關(guān)K55串接電位器W5滑動端與71系列A／D轉(zhuǎn)換器中REFMI端連接，電位器W6中心端接71系列A／D轉(zhuǎn)換器中REFMI，開關(guān)K58連接，電位器W1滑動端與b點，開關(guān)K56接71系列A／D轉(zhuǎn)換器中OSCI端與顯示器40相應(yīng)被測離子字樣極，開關(guān)K57接71系列A／D轉(zhuǎn)換器OSCI端與顯示器40相應(yīng)被測離子字樣極。工作方式觸發(fā)式開關(guān)K4觸發(fā)后開關(guān)K54導(dǎo)通，開關(guān)K53控制端呈高位，開關(guān)K53導(dǎo)通，電阻R4保持開關(guān)K53、K54導(dǎo)通狀態(tài)，開關(guān)K54與電阻R3交點呈高位，開關(guān)K53與電阻R1交點呈低位，開關(guān)K55、K56關(guān)斷，開關(guān)K57、K58導(dǎo)通，觸發(fā)式開關(guān)K3觸發(fā)則開關(guān)K53、K54關(guān)斷，開關(guān)K55、K56導(dǎo)通開關(guān)K57、K58關(guān)斷。
4.電位器W1、W5是在電計調(diào)整后，可以鎖定的電位器，也可以是在低于殼體外平面以下而不會因無意接觸而發(fā)生電位變化的普通電位器，這項技術(shù)的功能是為了離子計內(nèi)部電參數(shù)在標(biāo)定后長時間穩(wěn)定。
本發(fā)明利用了測試電極，在正常使用條件下長時間使用后其零位示值及電極系數(shù)變化較小的特點，提高電計穩(wěn)定性的技術(shù)功能，對電極參數(shù)進(jìn)行分階段跟隨，電計一次穩(wěn)定之后，可以長期使用。
本發(fā)明的實施例之一常見的PH－mv電計，可以用該線路，把顯示器40字樣極寫成“PH”和“mv”字樣極，可以電計由每進(jìn)行一次測試前標(biāo)定一次改為每1～2個月標(biāo)定一次，對電源進(jìn)行穩(wěn)定，提高了整機(jī)的技術(shù)性能，電計結(jié)構(gòu)合理，開機(jī)即可工作不需預(yù)熱，造價低，體積小，節(jié)約能源，操作簡單，使用方便，應(yīng)用范圍廣。
對于其它離子計，如氫根、氯離子等等使用該線路進(jìn)行測試都具備相同的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種離子計，特別是PH-mv計，包括有積層電池、71系列A/D轉(zhuǎn)換器、顯示器、測試電極溫度系數(shù)自動溫度補(bǔ)償器，其特征在于在積層電池后加上一個穩(wěn)壓電路單元；測試信號通過預(yù)處理電路單元與71系列A/D轉(zhuǎn)換器相匹配；電路中的開關(guān)為電子開關(guān)。
2.一種按照權(quán)利要求
1所說的離子計，其特征在于測試信號預(yù)處理電路單元，由電阻R7、R8，電位器W1，電子開關(guān)K58組成，當(dāng)測定PH時電阻R7、R8與電位器W1串聯(lián)，一端接電源負(fù)極，一端接71系列A／D轉(zhuǎn)換器中的COM端(COM、INLO、REFLO 三點互相連接)。當(dāng)測定mv時b點通過電子開關(guān)K58導(dǎo)通連接COM端。
3.一種按照權(quán)利要求
1所說的離子計，其特征在于積層電池穩(wěn)壓電路單元，由電阻R5、R6、R9，電容C6，電位器W2、W3發(fā)光二極管LED1、LED2，熱敏電阻Rt1，運(yùn)算及大器41組成，發(fā)光二極管LED1、LED2正向串接于41輸出端與反向輸入端之間，發(fā)光二極管LED1、LED2與電阻R5組成反饋網(wǎng)絡(luò)；電阻R6、R9，電位器W2、W3，熱敏電阻Rt1組成為取樣網(wǎng)絡(luò)；電位器W3，熱敏電阻Rt1組成線性、溫度補(bǔ)償(補(bǔ)償整機(jī)溫度示值誤差)。
4.一種按照權(quán)利要求
1所說的離子計，其特征在于所說的電子開關(guān)47單元包括了電子電源開關(guān)與功能轉(zhuǎn)換電路開關(guān)2個小單元，電子開關(guān)單元47由觸發(fā)式開關(guān)K1、K2、K3、K4，電阻R1R2、R3、R4，Coms4雙向開關(guān)37、38組成；Coms4雙向開關(guān)37由K51、K、K、K開關(guān)組成；Coms4雙向向開關(guān)38由K55、K56、K57、K58開關(guān)組成；其中電源開關(guān)小單元由觸發(fā)式開關(guān)K1、K2，電阻R2、開關(guān)K51、K52組成；電阻R2并接于觸發(fā)式開關(guān)K1、K2公共端與開關(guān)K51K52連接機(jī)內(nèi)供電電路端C，電阻R2是狀態(tài)自鎖電阻，開關(guān)K51K52并聯(lián)使用；功能轉(zhuǎn)換電路開關(guān)小單元由觸發(fā)式開關(guān)K3、K4電阻R1、R3、R4，Coms4雙向開關(guān)38組成。電阻R1、R3為電位換向電阻，R4是狀態(tài)自鎖電阻，電阻R1連接C點與開關(guān)K53串聯(lián)后接地，電源負(fù)極為地，電阻R1，觸發(fā)式開關(guān)K4連接C點與電阻R3串聯(lián)后接地，自鎖狀態(tài)電阻R4接于觸發(fā)式開關(guān)K3、K4公共點與開關(guān)K54，電阻R3公共點之間，開關(guān)K55、K56控制端共同與電阻R1，開關(guān)K53公共端相接，開關(guān)K57、K58控制端共同與開關(guān)K54，電阻R3公共端相接，開關(guān)K55串接電位器W5滑動端與71系列A／D轉(zhuǎn)換器中REFMI端連接，電位器W6中心端接71系列A／D轉(zhuǎn)換器中REFMI，開關(guān)K58連接電位器W1滑動端與b端，開關(guān)K56接71系列A／D轉(zhuǎn)換器中OSCI端與顯示器40所測字樣極(如“PH”字樣極)，開關(guān)K57接71系列A／D轉(zhuǎn)換器中OSCI端與顯示器40所測字樣極(如“mV”字樣極)。
5.一種按照權(quán)利要求
1所說的離子計，其特征在于電位器W1、W5是整機(jī)調(diào)整后可以鎖定的電位器，也可以是低于殼體外平面以下，不會因無意接觸發(fā)生電位變化的普通電位器。
專利摘要
一種離子計，在于用測試信號預(yù)處理電路單元與71系列A/D轉(zhuǎn)換器相匹配，對積層電池電壓以低功耗穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓。所有開關(guān)改為電子開關(guān)，當(dāng)電計調(diào)整后，電位器鎖定。解決了因原電計由前置級部分帶來的如時漂、零漂、溫漂等一系列問題，標(biāo)定一次可使用1～2個月，解決了因電壓變化而造成的測量精度時效變化問題，增加了整機(jī)工作的穩(wěn)定性。
文檔編號G01N27/26GK86207503SQ86207503
公開日1987年8月19日 申請日期1986年10月24日
發(fā)明者蘭永柱 申請人:蘭永柱導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan