二氧化硅自动分析仪设计论文
二氧化硅自动分析仪设计论文 1分析原理 将样水与成色液、掩色液和还原剂进行一系列化学反应，最后生成的是稳 定的蓝色溶液――异聚钼蓝复酸盐。成色液(试剂A)为钼酸氨――硫酸溶液，与 水中的二氧化硅反应，生成硅钼酸。掩色液(试剂B)为酒石酸，防止样水中的磷 酸根离子参与反应。还原剂(试剂C)为1氨基――2苯酚――4磺酸亚硫酸氢钠溶液， 与硅钼酸反应生成蓝色的异聚钼蓝复酸盐。将单色红光穿过反应后的蓝色溶液，投射到光电池上，光电池输出一个相 应的电流信号，它与入射光的光强成正比，即由输出电流可以计算出入射光强， 进而确定二氧化硅的浓度。计算方法如下：
C=Alog(B) 其中：C为测得的浓度，单位为ppb；
A为吸收系数，由已知浓度的标准蓝 色玻璃的透射光强计算出；
B为未知浓度的蓝色溶液的透射光强。
2分析系统硬件组成 自动分析系统以80C196KC单片机为核心，配以运算放大器、温度传感器、 锡光电池、液位传感器、驱动电路等组成。系统有两种输入信号：一种是模拟信 号，有两路，它们是光电池输出的电流信号和温度传感器输出的电阻信号，经过 放大和转换电路变成直流电压信号分别送入单片机进行A/D变换；
另一种是开关 信号，有溢流槽样水液位，试剂A、B、C的液位。系统输出有：显示、打印样水 二氧化硅的浓度；
进水阀和排水阀、加热器和电磁过滤器、试剂泵、搅拌马达、 分析光源、标定用蓝色标准浓度玻璃的开关控制；
还有电池电压、溢流槽液位、 试剂液位、样水温度和二氧化硅浓度超限报警信号。
分析系统从自动采样、分析到清洗完毕，一个循环需要15分钟，共分为30 步运行，即15分钟分析一个样。
为了保证分析精度，系统采取了一系列措施：①分析池照射光源采用电池 供电，保证光强的稳定性。②保证最佳的反应温度，用加热器控制样水的水温在 40~44范围内。③取光电池的电流输出信号，光电池的负载用50Ω的标准电阻， 保证入射光强与输出电流的线性关系，且当入射光强在0～1000Lx时输出电流为0～1600μA。④分析每个样水前，需要测量暗电流、0ppb时、及500ppb标准蓝色 玻璃时的电流、采用自校正的方法[1]，修正测量曲线。⑤为保证加入的化学试 剂量准确，采用三个容积式隔膜泵进行加药。
3结束语 使用二氧化硅浓度自动分析仪，在0～50℃的环境温度下，对含有不同浓 度二氧化硅的样水进行测量分析。分析结果表明：在0～50℃的环境温度下，在 0~500ppb浓度范围内，系统测量的相对误差小于1.5%。