CN202994719U

CN202994719U - 氟离子浓度在线监测仪

Info

Publication number: CN202994719U
Application number: CN 201220553633
Authority: CN
Inventors: 王韶锋; 杜伟; 何胜辉
Original assignee: Universtar Science and Technology Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Universtar Science and Technology Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2022-10-26

Abstract

本实用新型提供了氟离子浓度在线监测仪，用于检测液体内氟离子的浓度，包括控制单元、反应杯、蠕动泵、置于所述反应杯内能够与氟离子反应形成电动势的电池以及与所述控制单元连接用于测量所述电池电量的测量装置，所述电池上设有对氟离子具有选择性的LaF₃单晶体膜。本实用新型所提供的氟离子浓度在线监测仪适用于水体中氟浓度的测定，运用了氟离子选择性电极技术，将氟离子选择电极和外参比电极浸入待测浓度的含氟溶液中，构成电池，通过测量电池的电动势，计算出待测液体中氟离子的浓度；本实用新型所提供的氟离子浓度在线监测仪操作简单、使用方便、检测速度快、结果实用性高、实现数据共享远程控制等。

Description

氟离子浓度在线监测仪

技术领域

本实用新型涉及在线监测仪领域，尤其是涉及氟离子浓度在线监测仪。

背景技术

近几年来，中国在线监测仪市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励在线监测仪产业向高技术产品方向发展，国内企业新增投资项目投资逐渐增多。在线监测行业中，运用离子选择性电极的原理对未知溶液进行监测，不仅制成的设备简单、操作方便，而且能快速连续测定，使得离子在线在工业自动分析和环境监测方面得到广泛应用。

目前，因为我国对环境保护的意识比较晚，开展这种离子在线监测技术的工作也落后发达国家。但是随着中国经济的发展，政府越来越重视环境问题，国家对环保仪器的财政投入也加大。但是，目前我国现有产品的品种、规格、精确度和可靠性尚不能满足国内市场的需求，相关的技术水平与国际先进水平仍有较大的差距，离子在线监测的研究与开发还处于起步阶段，形成了低档产品过剩、高档产品依赖进口的局面。随着国内市场的国际化和WTO的加入，我国离子在线监测仪面临着更加严峻的挑战。因此，开展高性能离子在线监测的研究、开发及产业化，对促进我国离子在线监测行业的发展，增强产品的国际竞争力，具有十分重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有氟离子浓度在线监测仪成本高、精确度不高、可靠性不强的缺点，提供一种氟离子浓度在线监测仪。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：氟离子浓度在线监测仪，用于检测液体内氟离子的浓度，包括控制单元、反应杯、与所述控制单元连接的可将待测液体导入所述反应杯的蠕动泵、置于所述反应杯内能够与氟离子反应形成电动势的电池以及与所述控制单元连接用于测量所述电池电量的测量装置，所述电池上设有对氟离子具有选择性的LaF₃单晶体膜。

具体地，所述电池包括一个外参比电极和一个氟离子选择电极，所述氟离子选择电极和所述外参比电极与待测液体形成一个闭合的回路。

进一步地，所述氟离子选择电极包括一上下贯通的电极壳以及置于所述电极壳底部的所述LaF₃单晶体膜，所述电极壳与所述LaF₃单晶体膜形成一个含有F^-和CL^-离子的内参比溶液的空间。

更进一步地，所述氟离子选择电极还包括置于所述电极壳顶部的导线以及与所述导线相连且有一端置于所述内参比溶液内的Ag-AgCl内参比电极。

具体地，所述氟离子浓度在线监测仪还包括与所述控制单元连接用于均匀搅拌待测液体的电磁搅拌器。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型所提供的氟离子浓度在线监测仪适用于江河湖水、地表水、自来水厂、污水处理厂、企业废水排放等水体中氟浓度的测定，运用了氟离子选择性电极技术，将氟离子选择电极和外参比电极浸入待测浓度的含氟溶液中，构成电池，通过测量电池的电动势，计算出待测液体中氟离子的浓度；本实用新型所提供的氟离子浓度在线监测仪操作简单、使用方便、检测速度快、结果实用性高、实现数据共享远程控制等。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的氟离子浓度在线监测仪的结构简图；

图2是本实用新型实施例提供的氟离子选择电极的结构示意图；

图中：1-控制单元、2-反应杯、3-电池、31-外参比电极、32-氟离子选择电极、321-电极壳、322-LaF₃单晶体膜、323-导线、324-内参比电极、325-内参比溶液、4-蠕动泵、5-测量装置。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型是基于氟离子对于LaF₃单晶体膜具有选择性的原理，将具有LaF₃单晶体膜的氟离子选择电极和外参比电极浸入待测浓度的含氟溶液中，构成电池，通过测量电池的电动势，计算出待测液体中氟离子的浓度。而本实用新型所提供的氟离子在线监测仪中待测液体的氟离子能扩散进入LaF₃单晶体膜膜相的缺陷空穴，而膜相中的晶体缺陷上的离子能进入到氟离子选择电极内的内参比溶液中。因此，在两项界面上建立双电层结构，而在LaF₃单晶体膜两侧形成膜电位。而氟离子选择电极和外参比电极和待测液体形成一个闭合的回路，两个电极之间形成了电动势。而该电池电动势与待测液体中氟离子的浓度的对数呈线性关系，先用不同浓度的标准溶液测得的电动势，可绘制成一条工作曲线，再将氟离子选择性电极和外参比电极插入待测溶液中，平衡后得到一个电位值，在工作曲线上即可查到所对应的氟离子浓度。

当氟离子电极与含氟的试液接触时，电池的电动势E随溶液中氟离子活度变化而改变（遵守Nernst方程）。服从以下关系式（1）：

E＝E-(2.303*RT)/F*logCF-………………………(1)

E与logCF-成直接关系，(2.303*RT)/F为该工作曲线的斜率，亦为电极的斜率。

工作电池可表示如下：

Ag∣AgCl，Cl-，F-∣LaF3∣∣试液∣∣外参比电极。

参见图1，为本实用新型所提供的氟离子浓度在线监测仪，用于检测液体内氟离子的浓度，适用于江河湖水、地表水、自来水厂、污水处理厂、企业废水排放等的水体中氟离子浓度的检测，其包括控制单元1、反应杯2、与所述控制单元1连接的可将待测液体导入所述反应杯的蠕动泵4、置于所述反应杯2内能够与氟离子反应形成电动势的电池3以及与所述控制单元1连接用于测量所述电池电量的测量装置5。本实用新型所提供的氟离子浓度在线监测仪内部的控制单元1上设置有蠕动泵4的转速和时间，可以定时定量抽取待测的溶液到反应杯2内。而本实用新型所提供的氟离子浓度在线监测仪中因为电池3上设有对氟离子具有选择性的LaF₃单晶体膜322，使得电池3能够得到待测溶液的电动势。而反应杯2内的电池3形成电动势，通过测量装置5测量反应杯2内待测溶液的电动势，然后反馈到控制单元1上。通过比对控制单元1上已经存储的电动势与氟离子浓度的对数工作曲线，得到该待测溶液的氟离子浓度。本实用新型所提供的氟离子浓度在线监测仪操作简单、使用方便、检测速度快、结果实用性高、能够实现数据共享远程控制。

具体地，所述电池3包括一个外参比电极31和一个氟离子选择电极32，所述氟离子选择电极32和所述外参比电极31与待测液体形成一个闭合的回路。在本实用新型中，外参比电机采用银电极，作用是提供与保持一个固定的参比电势，要求电位稳定，重现性好，温度系数小。

进一步地，请参看图2，所述氟离子选择电极32包括一上下贯通的电极壳321以及置于所述电极壳321底部的所述LaF₃单晶体膜322，所述电极壳321与所述LaF₃单晶体膜322形成一个含有F^-和CL^-离子的内参比溶液325的空间以及置于所述电极壳321顶部的导线323以及与所述导线323相连且有一端置于所述内参比溶液325内的Ag-AgCl内参比电极324。所述氟离子选择电极32为本实用新型能够测得待测溶液中氟离子的关键零件，该氟离子选择电极32的底部设有LaF₃单晶体膜322，使得待测液体的氟离子能扩散进入LaF₃单晶体膜322膜相的缺陷空穴，而膜相中的晶体缺陷上的离子能进入到氟离子选择电极32内的含有F^-和CL^-离子的内参比溶液325中。因此，在两项界面上建立双电层结构，而在LaF₃单晶体膜322两侧形成膜电位。而氟离子选择电极32和外参比电极31和待测液体形成一个闭合的回路，两个电极之间形成了电动势。从而通过测量装置5能够测得外参比电极31和氟离子选择电极32之间的电位差。

具体地，在所述氟离子浓度在线监测仪还包括与所述控制单元1连接用于均匀搅拌待测液体的电磁搅拌器（图中未示出）。电磁搅拌器在蠕动泵4向反应杯2内导入待测液体时，能够匀速搅拌反应杯2内的待测液体，从而获得浓度均匀的待测液体。能够提高检测的准确性。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.氟离子浓度在线监测仪，用于检测液体内氟离子的浓度，其特征在于：包括控制单元、反应杯、与所述控制单元连接的可将待测液体导入所述反应杯的蠕动泵、置于所述反应杯内能够与氟离子反应形成电动势的电池以及与所述控制单元连接用于测量所述电池电量的测量装置，所述电池上设有对氟离子具有选择性的LaF₃单晶体膜。

2.如权利要求1所述的氟离子浓度在线监测仪，其特征在于，所述电池包括一个外参比电极和一个氟离子选择电极，所述氟离子选择电极和所述外参比电极与待测液体形成一个闭合的回路。

3.如权利要求2所述的氟离子浓度在线监测仪，其特征在于，所述氟离子选择电极包括一上下贯通的电极壳以及置于所述电极壳底部的所述LaF₃单晶体膜，所述电极壳与所述LaF₃单晶体膜形成一个含有F^-和CL^-离子的内参比溶液的空间。

4.如权利要求2或3所述的氟离子浓度在线监测仪，其特征在于，所述氟离子选择电极还包括置于所述电极壳顶部的导线以及与所述导线相连且有一端置于所述内参比溶液内的Ag-AgCl内参比电极。

5.如权利要求1所述的氟离子浓度在线监测仪，其特征在于，所述氟离子浓度在线监测仪还包括与所述控制单元连接用于均匀搅拌待测液体的电磁搅拌器。