基于电位滴定技术的水玻璃模数自动测定方法及仪器

论文摘要

水玻璃粘结剂具有无毒无味、环境友好等优点,被广泛应用于铸造型砂、化工涂料、造纸等许多行业。衡量水玻璃粘结剂性能的最重要参数是模数,在不同应用时对模数性能都有较严格的要求,因此准确测定水玻璃模数是非常重要的环节。现有的水玻璃模数测定方法多采用指示剂判断滴定终点、手工滴定,检测周期长、精度低。本文针对现有测定方法的不足,将电位滴定技术应用于水玻璃模数测定,提出了一种自动化的水玻璃模数测定方法及仪器。论文介绍了现有水玻璃模数测定的原理及方法,在对国内外研究的总结分析基础上,以水玻璃模数测定原理为基础,引入先进的电位滴定技术,提出了基于电位滴定技术的水玻璃模数自动测定新方法。该方法利用pH电极采集的电压信号代替人眼完成滴定终点判断;采用微型蠕动泵取代手工进行加液滴定;采用磁力加热搅拌装置实现待测液的加液搅拌;微控制器完成数据处理和控制整个滴定过程。在该方法的基础上,研发了一种能自动、快速、准确测定水玻璃模数的仪器。在仪器的硬件设计方面,阐述了仪器的系统结构及原理,详细说明了仪器的硬件总体方案、硬件结构组成和各模块的硬件选型,并以STM32F103芯片为核心,完成了仪器的控制板电路。在仪器的软件设计方面,选择keil MKD嵌入式操作系统作为仪器的软件开发平台;根据仪器要求,对软件功能进行了划分,并开发了软件的主要测定流程、标定流程等;在此基础上,按照软件设计规范,用C语言实现了仪器软件的开发。通过进行的实验验证表明,该仪器能够较好地解决传统人工测定方式中存在的效率低、测定周期长、精度差等问题,减轻了操作者的劳动强度。该仪器还可用于水玻璃旧砂、水玻璃再生砂中的残留Na2O含量的测定。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景和意义
• 1.2 水玻璃模数测定方法国内外研究现状
• 20 含量测定方法国内外研究现状'>1.3 水玻璃砂中残留NA₂0 含量测定方法国内外研究现状
• 1.4 电位滴定法国内外研究现状及应用
• 1.5 本课题的目的及主要研究内容
• 2 基于电位滴定技术的水玻璃模数自动测定方法及原理
• 2.1 基于电位滴定技术的水玻璃模数自动测定方法
• 20 含量自动测定方法'>2.2 基于电位滴定技术的水玻璃砂中残留NA₂0 含量自动测定方法
• 2.3 电位法测定原理
• 2.4 温度补偿原理
• 2.5 pH 电极标定原理
• 2.6 本章小结
• 3 自动测定仪的硬件方案
• 3.1 自动测定仪的系统原理
• 3.2 自动测定仪的硬件总体方案
• 3.3 自动测定仪的主要硬件设计及选择
• 3.4 自动测定仪的主要控制电路设计
• 3.5 本章小结
• 4 自动测定仪的软件方案
• 4.1 自动测定仪软件实现的功能
• 4.2 软件开发环境和开发工具的选择
• 4.3 软件主要控制程序设计
• 4.4 本章小结
• 5 自动测定仪精度测试及误差分析
• 5.1 自动测定仪精度测试
• 5.2 自动测定仪误差分析
• 5.3 本章小结
• 6 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 作者攻读硕士学位期间已发表的论文