本实用新型涉及一种滴定设备及其应用的泵体，尤其是涉及一种蠕动泵及其应用的滴定装置，属于化学分析测试设备领域。
背景技术：
无论是化学、化工、环境科学、食品卫生还是生命科学，酸碱滴定分析都具有广泛应用，并且随着电子技术及信息技术的不断发展，很多学者及科研人员对滴定仪不断进行改进，如：何艺等提出了一种基于反射式光度传感器的自动光度滴定仪，采用led和光电二极管为光度传感器的光源和检测器的自动光度滴定仪；李大琳等提出基于色敏传感器的自动滴定仪；此外，现有技术，如中国专利（申请号：cn201922063044，公告号：cn211148556u）公开一种自动滴定装置，包括控制器和l型的操作台，所述操作台上设电源接口、连接孔、主控板、固定器、滴定管、支撑柱和转向器，所述滴定管被固定器固定在操作台侧壁，滴定管两端由支撑柱支撑，滴定管上还设有流量计和滴定泵，所述滴定管搭靠在转向器上，所述操作台底部设有磁力搅拌器、第一转台、第二转台和颜色采集模块，所述第一转台上设有滴定瓶和废液槽，所述滴定瓶中设有磁力搅拌器，所述第二转台上设有清洗液瓶和标准液瓶，所述第一转台和第二转台分别位于滴定管管口下，所述颜色采集模块对准第一转台上的滴定管管口下部；所述电源接口连接主控板，主控板分别与转向器、流量计、滴定泵、磁力搅拌器、第一转台、第二转台和颜色采集模块电连接，并经过连接孔与控制器中的电源开关、操作按钮和显示屏电连接。尤其是中国专利（申请日：cn201110333635x、cn201120418795x，公开号：cn102507856a，公告号:cn202305498u）公开一种蠕动泵式称重滴定仪，包括滴定单元、测量和控制单元以及称量瓶，其特征在于：所述滴定单元包括滴定池、蠕动泵（7）和毛细管（8），蠕动泵（7）入口和出口分别通过毛细管（8）通入称量瓶（1）和滴定池（5）中；所述滴定池（5）中安装有电极（6），测量和控制单元（3）的电信号输入端与滴定池中的电极（6）连接，测量和控制单元（3）的控制输出端与蠕动泵（7）连接；所述蠕动泵（7）上设置有调速旋钮；所述滴定池（5）内设置有搅拌装置（4）。
然而，上述现有技术虽然都采用了蠕动泵作为驱动滴定液装置，但是由于控制蠕动泵的控制单元控制结构及其控制策略不同，申请人在使用过程中，发现常常出现滴定液的测量误差，随着滴定时间的延长，这种测量误差会越积越大，进而导致滴定仪的滴定不准确，从而影响测量。
因此，结合上述实际应用中存在的缺陷，急需对用于滴定装置中的蠕动泵进行结构设计以及精确控制，从而提高滴定精度的准确性。
技术实现要素：
本实用新型目的是解决现有技术：中国专利（申请日：cn201110333635x、cn201120418795x，公开号：cn102507856a，公告号:cn202305498u）公开一种蠕动泵式称重滴定仪中存在对蠕动泵结构、控制不科学从而造成在使用过程中滴定测量误差增大的缺陷而提出的技术方案，其技术方案如下：
蠕动泵，包括泵壳、软管、泵头、泵轴、滚轮，其特征为：所述泵壳内设置软管、泵头、泵轴、滚轮；所述泵头与泵轴连接，当外部传动装置将动力传给泵轴时，泵轴带动泵头旋转；所述泵头周边设置滚轮，所述泵头上的滚轮与软管挤压接触以使软管中的载液挤向软管输出方向；所述滚轮在泵头周边上均匀设置三个；并且滚轮圆周突出泵头圆周设置。
优选为：所述外部传动装置采用步进电机，通过单片机控制模块启动指令输出脉冲信号给脉冲分配电路，并经过功率放大器后给步进电机绕组，从而带动泵头转动。
本实用新型还公开一种滴定装置，其特征为：包括上述所述蠕动泵。
优选为：所述滴定装置还包括称量试管、单片机控制模块、滴定池、搅拌装置，所述蠕动泵的入口和出口通过毛细软管分别与称量试管、滴定池连接；所述搅拌装置设置在滴定池内；所述单片机控制模块驱动蠕动泵工作；所述单片机控制模块与滴定池中电极连接。
优选为：所述单片机控制模块以8051型单片机为核心。
优选为：所述称量试管为半透明塑料瓶，带有瓶盖，瓶盖上安装一塑料管，塑料管孔径以能刚好插入毛细软管内径为0.8mm。
优选为：所述搅拌装置可以直接驱动或者间接磁力驱动搅拌滴定池中液体。
本实用新型有益效果：
1.本实用新型设计的蠕动泵结构简单；
2.采用步进电机控制蠕动泵的步进运动，提高滴定精度；
3.该滴定装置结构简单，使用方便，成本低。
附图说明
图1是本实用新型蠕动泵结构示意图。
图2是本实用新型蠕动泵驱动电路原理示意图。
图3为本实用新型蠕动泵驱动电路中控制脉冲示意图。
图4是本实用新型滴定装置总体结构示意图。
其中：1.称量试管；2.毛细软管；3.蠕动泵；4.滴定池；5.搅拌棒；6.泵壳；7.软管；8.泵头；9.泵轴；10.滚轮。
具体实施方式
以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
蠕动泵是一种微量精密泵，定量准确，流量稳定。流量稳定性精度和复现性精度均小于1%。本发明采用的蠕动泵，包括泵壳6、软管7、泵头8、泵轴9、滚轮10，所述泵壳内设置软管、泵头、泵轴、滚轮；所述泵头8与泵轴9连接，当外部传动装置将动力传给泵轴9时，泵轴9带动泵头8旋转；所述泵头8周边设置滚轮10，所述泵头8上的滚轮10与软管7挤压接触以使软管中的载液挤向软管输出方向；所述外部传动装置采用步进电机，通过单片机启动指令输出脉冲信号给脉冲分配器，并经过功率放大器后给步进电机绕组，从而带动蠕动泵中的泵头转动;所述滚轮在泵头周边上均匀设置三个；并且滚轮圆周突出泵头圆周设置。
具体来说，本发明蠕动泵对液体的输送是靠泵头8上的滚轮10与软管7挤压来实现的。步进电机将动力传给泵轴，带动泵头以一定的速度旋转。当泵头上的滚轮紧压蠕动泵软管时,软管中的载液挤向输出方向。泵头继续旋转，并自动解除了对软管的压迫。压迫后的软管靠自身弹性恢复原状，管内因而产生真空将液体吸入管腔。管腔内的液体又在下一个挤压的作用下输出泵体。
蠕动泵采用步进电机作为传动装置的驱动电路如图2-3所示。单片机输出接口给出启动指令后,单片机输出口输出脉冲经脉冲分配器和功率放大器后给步进电机绕组,驱动步进电机按此指令走步，从而带动泵头转动，泵头的旋转速度取决于脉冲信号的频率。
下面我们进一步阐述蠕动泵的工作原理：步进电机是一种纯粹的数字控制电机，是将电脉冲转变为角位移或线位移的开环控制元件，脉冲幅值由数字元件电平决定，ttl为0-5v；cmos为0-10v。接通和断开时间可用延时的办法控制以确保步进到位，控制脉冲的示意图如图3。单片机直接把并行二进制码转换成串行脉冲序列，并实现方向控制，每个脉冲都可以使步进电机转动一个固定的步距角，根据步距角的大小及实际走的步数，只要知道初始位置，就可知道步进电机的最终位置。软管中载液挤压方向的控制通过控制步进电机实现，步进电机旋转方向与内部绕组的通电顺序相关，通过改变通电顺序即以改变步进电机的转向，三相六拍工作方式的通电顺序为:正转a-ab-b-bc-c-ca;反转a-ac-c-cb-b-ba。
本发明脉冲分配的实现是通过硬件来实现的。脉冲分配芯片采用pmm8713型号芯片，该芯片属于单极性控制，控制步进电机可选用三相六拍工作方式。脉冲分配选择单时钟输入，其输入端内部都设有斯密特整形电路，提高了抗干扰能力，使用4-18v直流电源，输出电流为20ma。选用单时钟输入方式时，pmm8713芯片的第3脚为步进脉冲输入端，第4脚为转向控制端，这两个引脚的输入均由单片机提供和控制。由于采用了脉冲分配器pmm8713，单片机只需提供步进脉冲，进行速度控制，脉冲分配的工作交给脉冲分配器去完成，减轻了单片机的工作负担。
滴定装置的滴定速度是通过单片机发出的步进脉冲频率控制蠕动泵转速来实现的，也就是说：对于硬脉件冲分配方式控制步进脉冲的频率来实现调速，单片机内置定时器中的中断服务子模块进行脉冲输出操作，调整定时器的定时常数来实现调速；为了产生步进脉冲，根据给定的脉冲频率和单片机的机器周期来计算定时常数，这个定时器决定了定时时间，定时器产生溢出时发生中断，在中断子模块中通过改变单片机管脚p1.0的电平状态的操作得到一个给定频率的方波输出，改变定时常数，就可以改变方波的频率。
脉冲分配器产生的脉冲信号输入到步进电机驱动器中输出功率驱动信号驱动步进电机绕组，驱动步进电机按此指令走步，从而带动泵头转动，从而实现蠕动泵速度的调节。
蠕动泵的入口和出口分别通过塑料毛细管通入称量瓶和滴定池中；旋转调速旋钮控制蠕动泵高速、低速或停止转动。称量试管为半透明塑料瓶，带有瓶盖，瓶盖上安装一塑料管，塑料管孔径以能刚好插入塑料毛细管内径为0.8ｍｍ为宜，其目的是减少滴定液的挥发。蠕动泵软管内径为1.0ｍｍ，步进电机蠕动泵调速范围为0.1～100r.min-1，可控制滴定速率约为0.005～５ml.min-1。
参见图4所示。一种新型滴定装置，包括称量试管、蠕动泵、单片机控制模块、滴定池、搅动棒，所述蠕动泵通过毛细软管分别与称量试管、滴定池连接；所述单片机控制模块驱动蠕动泵工作；所述单片机控制模块与滴定池中电极连接；其特征为：所述蠕动泵包括泵头、软管及传动装置；蠕动泵对滴定剂的输送是通过软管的挤压过程来实现；所述传动装置将动力传给泵轴,带动泵头以一定的速度旋转。所述蠕动泵采用步进电机作为传动装置。当单片机发出蠕动泵启动指令后,单片机控制模块发出脉冲指令，并经过功率放大器后给步进电机绕组以驱动步进电机按此指令运动,从而带动泵头转动。所述单片机控制模块以8051型单片机为核心。
工作过程：
在塑料称量试管中装入滴定溶液，先将塑料毛细管一端浸入装有滴定液的称量瓶中，另一端放入废液瓶中并运转蠕动泵，使滴定液润洗并充满塑料毛细管及蠕动泵软管；然后拔出毛细管，用天平称量所述称量试管的质量；将毛细管两端分别插入称量瓶和已装有被测溶液的滴定池中，在滴定池中滴入指示剂，通过搅拌装置直接驱动或者通过间接磁力驱动搅拌滴定池中被测物质的溶液和指示剂的混合液；单片机控制模块给出蠕动泵启动指令后,单片机输出接口输出脉冲指令并经脉冲分配回路和功率放大器后给步进电机绕组,驱动步进电机按此指令走步，从而带动泵头转动，而泵头的旋转速度取决于脉冲信号的频率；当到达滴定终点时，关闭蠕动泵，再次拔出毛细管，称量带盖称量瓶的质量。两次称量的质量差即为消耗滴定液的质量。
实施例1
分别称取盐酸溶液2g,10g,60g，加无二氧化碳的水50ml,10g.l-1酚酞指示剂２滴，用氢氧化钠溶液滴定至溶液呈粉红色，并保持30s为终点，同时做空白试验，计算氢氧化钠溶液对盐酸溶液的滴定度，结果见表１。
由表１可知：当滴定液用量在2g左右时，滴定精密度可达0.1％；当滴定液用量在10g左右时，滴定精密度可达0.03％；当滴定液用量在60g左右时，滴定精密度可达0.006％。表明滴定分析具有很高的精密度，并且滴定的精密度与滴定液消耗的质量相关，且随着滴定液用量的增加，精密度增高。
此外，申请人经过认真研究，发现：对于相同量的试液，称量滴定法比传统的容量滴定法滴定精密度要高１～２个数量级。在进行空气浮力校正后，称量滴定法滴定准确度大大提高。
滴定液只接触蠕动泵软管和塑料毛细管，不受任何污染。滴定管路容积约0.5cm３，利于润洗，减少了滴定液的浪费。称量滴定法可实现半微量、常量和超常量滴定。当滴定液用量在２ｇ左右时，滴定精密度可达目前容量滴定法的要求，大大减少了滴定液的用量。
本发明滴定装置使用方便，成本地，减少滴定液的浪费。如果更换称量试管，一套滴定装置可进行不同溶液的滴定。在滴定池中安装电极，根据所测量的电极电位变化，通过单片机控制蠕动泵泵速、步进转动或停止转动，提高滴定精度。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
1.蠕动泵，包括泵壳、软管、泵头、泵轴、滚轮，其特征为：所述泵壳内设置软管、泵头、泵轴、滚轮；所述泵头与泵轴连接，当外部传动装置将动力传给泵轴时，泵轴带动泵头旋转；所述泵头周边设置滚轮，所述泵头上的滚轮与软管挤压接触以使软管中的载液挤向软管输出方向；所述滚轮在泵头周边上均匀设置三个；并且滚轮圆周突出泵头圆周设置。
2.根据权利要求1所述的蠕动泵，其特征为：所述外部传动装置采用步进电机，通过单片机控制模块启动指令输出脉冲信号给脉冲分配电路，并经过功率放大器后给步进电机绕组，从而带动泵头转动。
3.一种滴定装置，其特征为：包括上述权利要求1所述的蠕动泵。
4.根据权利要求3所述的滴定装置，其特征为：还包括称量试管、单片机控制模块、滴定池、搅拌装置，所述蠕动泵的入口和出口通过毛细软管分别与称量试管、滴定池连接；所述搅拌装置设置在滴定池内；所述单片机控制模块驱动蠕动泵工作；所述单片机控制模块与滴定池中电极连接。
5.根据权利要求4所述的滴定装置，其特征为：所述单片机控制模块以8051型单片机为核心。
6.根据权利要求4所述的滴定装置，其特征为：所述称量试管为半透明塑料瓶，带有瓶盖，瓶盖上安装一塑料管，塑料管孔径以能刚好插入毛细软管内径为0.8mm。
7.根据权利要求4所述的滴定装置，其特征为：所述搅拌装置为直接驱动或者间接磁力驱动搅拌滴定池中液体。
技术总结