多金属元素分析的控制方法和仪器技术

一种多金属元素分析的控制方法，对５－１６通道的多金属元素分析的控制，并按下述顺序进行元素分析：先自动化学反应仪自动测量：１）分放：将被分析样品的溶液排入反应器；２）一加：将第一种试剂加入反应器；３）加热：对反应器中的溶液进行加热；４）二加：将第二种试剂加入反应器；５）搅拌：将氧气自动吹入反应器；６）溶放：将反应器中的溶液同时放入相应的５只测量器中，达到自动浓度比色；７）一清：将氧气压出蒸馏水进入分液器，完成自动清洗５只定容球，达到干净整洁；达到干净整洁；反应完成后进行自动测量：利用比耳定律和最小二乘法进行计算和回归运算，确立元素分析工作曲线。校正时所有测量通道同时进行清洗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金、机械等行业的多金属元素分析的控制方法和装置。
技术介绍
国内现有多种用于金属元素分析的仪器，按其功能可分为两类一类是以物理分析方法为代表的光谱分析仪器，这绝大多数依赖进口，国产的很少且技术尚未完全过关，性能还不够稳定，而光谱类仪器价格昂贵，因此其应用范围受到较大限制，市场份额较小。另一类是以化学分析方法为主的两元素、三元素以及多元素分析仪器，这类仪器技术含量低，但价格较低，因此在国内占据了较大的市场份额。在金属元素分析方面，我国自行研制或仿制的分析仪器的技术水准普遍较低，其分析材质单一，分析的元素种类少、分析速度慢、分析误差大、操作复杂。目前，在国内除了少数条件较好的大企业及部份科研院所等单位选用进口分析仪器或国产光谱分析仪外，其余占80％左右的单位都是使用简易的手工操作型分析仪器。当前，国内生产的锰、硅、磷等号称微机型数显三元素自动分析仪实质上几乎都是由单片机进行简单程序控制和数据处理、数码管表头显示的非计算机控制的分析仪，其手工操作繁琐、故障率高、性能不稳定、适用面窄，人机对话功能复杂、自检功能弱，仪器总体性能差。其它的三元素等分析仪技术档次更低，更不能满足企业多元素快速分析的需要。总体的来讲，现有的金属分析仪器功能还较差，操作繁琐，尤其是分析速度太慢，无法适应企业多元素快速分析的需要，不能保证或促进企业的产品质量和生产效率的提高。目前，国内市场需求新型的金属元素分析仪器的要求越来越高。如何研制出高速化、自动化、数字化、智能化甚至网络化的分析仪器成为摆在广大分析仪器生产厂家面前的一个重要课题，这也是本公司研究本专利技术的目的所在。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多金属元素分析的控制方法和仪器，能够进行16种元素中选择5种元素的分析，在本专利技术多元素自动高速分析仪内设有5个通道，每次可同时联测五种不同元素的百分含量，若更换比色器、发光器、试剂等更可续测金属材料中16种不同元素的百分含量。本专利技术产品分析速度快、精度达到甚至优异于国家标准，仪器利用计算机进行智能化程序控制、操作简单、性价比高、人机对话界面好，提供了一种较理想的金属多元素分析仪器。
技术实现思路
本专利技术的目的是这样实现的一种多金属元素分析的控制方法，能够进行5-16通道的多金属元素分析的控制方法，计算机执行下述程序进行元素分析自动化学反应仪自动测量1)分放将被分析样品的溶液排入反应器；2)一加将第一种试剂加入反应器；3)加热对反应器中的溶液进行加热；4)二加将第二种试剂加入反应器；5)搅拌将氧气自动吹入反应器，对5-16只反应器中的溶液进行搅拌，达到混合均匀的目的；6)三加根据需要将第三种试剂加入反应器；7)色放将反应器中的有色溶液同时放入相应的5只测量器中，进行光电比色；8)一清将氧气压出蒸馏水进入分液器，完成自动清洗5只分液器；9)二清根据需要将氧气压出蒸馏水进入反应器完成自动清洗5只反应器。三加根据需要将第三种试剂加入反应器进行显色反应。反应完成后进行自动测量1)测量自动检测测量器中溶液的含量，采用发光二极管发出的单色光透过测量器中的有色溶液，分别照射到5只光电池上，产生稳定的电压，经过放大器进行信号放大，经模数转换器采集数据，从而得到出每种元素的含量。2)比放将测量器中被检测的溶液排出，清除。3)三清将氧气自动压出蒸馏水，进入5只测量器完成自动清洗测量器，达到整洁干净。上位机通过RS485等通讯总线控制自动化学反应仪和自动测量的分析过程。本专利技术利用比耳定律和最小二乘法进行计算和回归运算，确立和调用元素分析的工作曲线进行自动分析。本专利技术采用仪器校正方法校正时所有测量通道同时进行清洗。零位校正时关闭所有通道发光二极管，测量通道入射光线均为零下，以修正逻辑零位。满度校正时开启所有通道的发光二极管，以修正逻辑满度。自动校正时自动对所有测量通道依次进行清洗、零位校正、满度校正。控制流程主控板只完成“接收指令-解释指令-操作的单步操作过程，每接到一个命令。只完成一个操作，控制一个或一组器件”。下位机的主控板不关心整体流程，只要完成每个单步，使用上有灵活性，后续升级可以仅通过计算机软件升级来完成。本专利技术的多金属元素分析的仪器或装置，包括有上位计算机、主控板、AD采集卡、蠕动泵控制板、被控的线圈阀、电磁阀、蠕动泵、发光二极管、继电器、加热器；在自动化学反应系统中包含有定液器、发色器、测量皿、电磁阀、线圈阀；在自动测量系统中包括有发光二极管、智能感光传感器、信号放大器，主控板由微处理器及存储器、I/O输出电路；上位计算机与主控板之间由485总线通讯连接。I/O输出电路分别连接蠕动泵控制板器、被控的线圈阀、电磁阀、线圈阀、蠕动泵、发光二极管、继电器、加热器，由测量系统中的光电转换传感器连接信号放大器和AD采集卡，AD采集卡连接上位机的总线。本专利技术的特点是通过优化计算机程序软件，积极提升智能控制技术，以通过接近最佳方式来监控、控制仪器各系统正常运行，使系统效益得以充分的发挥；采用的光源技术、智能传感技术及蠕动泵技术进一步对精度和状态进行精确控制；控制自动化学反应仪完成系统自检和诊；控制自动测量仪完成系统自检和诊断程序；控制系统完成仪器标定；改变了现有二三元素分析仪的手工控制方式和落后的装置。附图说明图1为本专利技术多元素自动高速分析仪电路结构2为本专利技术一个典型元素的曲线选择图线圈阀1、钽丝加热器2、固态继电器3、变压器4、电磁阀5、蠕动泵6、发光管7、光电池8、加热变压器9。具体实施例方式一、元素分析软件设计的方法在元素分析软件设计方面，利用中文Windows操作系统平台，充分利用比耳定律和最小二乘法进行计算和回归运算，确立元素分析工作曲线。(1)采用比耳定律在使用光学方法标定和测量溶液元素的溶度时，需要应用比耳定律。该定律描述如下T＝I/10，T-透光度，I-透过光的强度，对本系统是测量时采集卡的数值；A＝log(10/I)或＝-logT，K＝A/CL，A＝log(10/I)＝KCLA-吸光度10-入射光强度，对本系统是满度时采集卡的数值，C-溶液的溶度L溶液的厚度，对本系统是个常数，K-吸光系数系统标定的过程就是要通过对已知溶度的标准溶液进行测量，计算出A值，进而建立回归方程。(2)建立回归方程依据比耳定律，进行标样测量，就可以建立不同元素的回归方程，在建立回归方程的过程中，软件允许对测量不合理的标样数据进行删除和重新测量操作。与国内同类仪器的手工操作型的二元素、三元素分析仪相比，本仪器内设有数百条曲线，可以多点定标，而手工操作型的二元素、三元素分析仪只设有3-5条曲线。在回归方程建立的界面上需要显示以下数据根据标准测量结构生成完成曲线后，可以根据曲线情况，返回进行修改，主要是删除坏点的操作。完成合理的曲线后，可以贮存曲线，要求贮存的内容为曲线(回归方程)名称、斜率、截距、相关系数、标样测量数据、测量人、建立时间等。曲线在显示时，可以自动根据坐标数字的大小调整显示的范围。在进行测量时，需要指定曲线(回归方程)进行溶度计算，由于试剂含量的微小变化，导致测量结果需要微调，这时候就需要微调曲线的斜率和截距，系统允许这种调整，但调整后，原曲线要同时显示，便于对照，修正后的曲线数据不保存到系统数据库中。二、进行自动分析自动分析时，由操作员选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多金属元素分析的控制方法，其特征是对５－１６通道的多金属元素分析的控制，并按下述顺序进行元素分析：先自动化学反应仪自动测量：１）分放：将被分析样品的溶液排入反应器；２）一加：将第一种试剂加入反应器；３）加 热：对反应器中的溶液进行加热；４）二加：将第二种试剂加入反应器；５）搅拌：将氧气自动吹入反应器，对５只反应器中的溶液进行搅拌，达到混合均匀的目的；６）三加：根据需要将第三种试剂加入反应器；７）溶放：将反应器中 的溶液同时放入相应的５只测量器中，达到自动浓度比色；８）一清：将氧气压出蒸馏水进入分液器，完成自动清洗５只定容球，达到干净整洁；９）二清：根据需要将氧气压出蒸馏水进入反应器完成自动清洗５只反应器，达到干净整洁；三加：根据需要 将第三种试剂加入反应器；反应完成后进行自动测量：１）测量：自动检测测量器中溶液的含量，采用发光二极管发出的单色光透过测量器中的溶液，分别照射到５只光电池上，产生稳定的电压，经过放大器进行信号放大，经模数转换器采集数据，从而得 出每种元素的含量；２）比放：将测量器已被检测的溶液排出，清除；３）三清：将氧气自动压出蒸馏水，进入５只测量器完成自动清洗测量器，达到整洁干净，清除所有溶液残留。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙家良，孙笑欢，
申请(专利权)人：孙笑欢，孙家良，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]