用于沉淀體系的仿生光譜滴定方法和滴定裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種光譜滴定方法和裝置，特別是涉及一種用于沉淀體系的仿生光譜滴定方法和滴定裝置。
【背景技術】
[0002]滴定是一種定量分析的手段，它通過兩種溶液的定量反應來確定某種溶質的含量。通常將標準溶液逐滴加入被分析溶液中，通過被滴定溶液顏色或者電導率變化來確定反應的終點，并根據消耗的標準溶液體積來計算所測定溶質的含量。根據指示劑顏色變化為終點判斷的滴定分析是最常用的滴定方法，目前對目標物質含量測定的國際標準和我國的各級標準中，廣泛采用以指示劑變色為終點判斷的滴定分析方法。
[0003]已有多個專利涉及滴定分析中顏色變化的光度檢測方法和設備。
[0004]中國專利CN201594076U公開了一種自動光度滴定儀，該自動滴定儀由滴定暗盒、吸液滴定裝置、溶液攪拌裝置、數據采集及處理系統組成。它通過一組或以上的發光原件和感光元件所構成的直透式光學采集系統感知滴定過程中滴定液的吸光度變化，以此判斷滴定終點。
[0005]美國專利5618495公開了一種比色滴定方法、滴定儀和比色設備。滴定儀包括三個分別為藍色、綠色和紅色的發光二極管(LED)為單色光源，通過單個光電二極管檢測LED光通過滴定溶液后的透射率。在該發明中，順序啟動三個LED，記錄不同顏色光的透射率，并建立每種顏色的滴定曲線，用于測定滴定反應的終點。
[0006]由于雜散光會影響光電二極管的輸出信號，上述兩個專利技術均要求設置專門的暗盒；并且直透式的光學系統要求滴定溶液不能出現渾濁，否則影響這兩個專利技術對于滴定終點的判斷。
【發明內容】
[0007]針對上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種用于沉淀體系的仿生光譜滴定方法，解決直透式滴定方法無法應用于沉淀體系的問題。本發明的另一個目的是提供一種用于實現仿生光譜滴定方法的滴定裝置。
[0008]本發明的技術方案是這樣的:一種用于沉淀體系的仿生光譜滴定方法，包括以下步驟，采用連續光譜光源照射滴定溶液；視頻捕獲裝置捕獲滴定溶液畫面生成滴定溶液顏色變化的視頻信號；視頻信號采集設備將視頻信號轉換為RGB分量數字信號傳送給計算單元；計算單元根據數字信號中一個或者多個參數數值的突變判斷滴定終點。
[0009]進一步的，所述連續光譜光源的發射光譜包含可見光光譜范圍。
[0010]優選的，所述連續光譜光源為自然光、熒光燈光、白熾燈光或鎢燈燈光。
[0011]優選的，所述參數數值為R/G/B各分量數值或者R/G/B各分量數值與R/G/B各分量數值總和的比值。
[0012]—種用于沉淀體系的仿生光譜滴定裝置，包括滴定池、攪拌裝置、連續光譜光源、視頻捕獲裝置、視頻信號采集設備、滴定計量裝置和計算單元，所述滴定池為無色透明容器，所述攪拌裝置用于攪拌滴定池內溶液使其均勻，所述連續光譜光源照射所述滴定池內溶液，所述視頻捕獲裝置設置在滴定池外捕獲所述滴定池內溶液畫面，所述視頻信號采集設備接收視頻捕獲裝置的視頻信號并轉換為RGB分量數字信號，所述計算單元接收RGB分量數字信號判斷滴定終點，所述滴定計量裝置用于向滴定池滴加標準溶液。
[0013]優選的，所述視頻捕獲裝置包括攝像頭和與攝像頭固定連接并套設于所述滴定池外側的套環，所述攝像頭緊貼于滴定池側壁。
[0014]優選的，所述套環為橡膠圈或者具有網孔的帶圈。
[0015]優選的，所述滴定池材質為玻璃或者透明高分子材料。
[0016]優選的，所述透明高分子材料為聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚4-甲基-1-戊烯或熱固性光學塑料。
[0017]優選的，所述攪拌裝置包括置于滴定池下方的驅動裝置和置于滴定池內受所述驅動裝置磁力驅動的攪拌子。
[0018]采用本技術方案的有益效果是:采用視頻采集滴定流體顏色的方法，通過將色彩信號轉換為色彩的數字信號分量值，滴定曲線中數字信號分量值突變確定終點，因此環境光線對測定無影響，無需裝配專有的暗盒，可適用于任何形狀的透明滴定容器；視頻捕獲的是滴定流體的散射光顏色，可廣泛適用于渾濁樣品滴定或者產生沉淀的滴定體系。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的實施方式的滴定裝置的結構示意圖；
[0020]圖2為套環為具有網孔的帶圈的視頻捕獲裝置；
[0021]圖3為套環為橡膠圈的視頻捕獲裝置；
[0022]圖4為滴定裝置的控制系統示意圖；
[0023]圖5為實施例1的R/G/B各分量數值與R/G/B各分量數值總和的比值與時間的關系Ο
【具體實施方式】
[0024]下面結合實施例對本發明作進一步說明，但不作為對本發明的限定。
[0025]請參見圖1，用于沉淀體系的仿生光譜滴定裝置，包括滴定池6、攪拌裝置、連續光譜光源、視頻捕獲裝置5、視頻信號采集設備10、滴定計量裝置13和計算單元11。
[0026]滴定池6為無色透明容器，采用無色透明的玻璃或者高分子材料制作，使待測試劑與滴定劑的反應在滴定池6中進行。滴定池6體積為5-100ml。透明高分子材料包括:聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PSt)、聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET)、聚丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)、聚4-甲基-1-戊烯(TPX)和熱固性光學塑料如CR239透明環氧樹脂等。將精密計量的待測溶液和指示劑溶液通過滴定池6頂部加樣口 9加入滴定池6內。
[0027]攪拌裝置采用如圖1所示的磁力攪拌器或者機械攪拌器攪動滴定池6中液體，以促使滴定池6中各部分液體均勻。磁力攪拌器的驅動裝置8置于滴定池6下方和受驅動裝置8磁力驅動的攪拌子7置于滴定池6內。
[0028]連續光譜光源是包含可見光光譜范圍的光源，可采用自然光、熒光燈光、白熾燈光或鎢燈燈光，連續光譜光源照射滴定池內溶液，如單一光源光線太弱，可設置多個連續光譜光源進行照射。