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[工仪]这样“玩水”~解剖进口瑞士梅特勒(卡尔•费休)微量水份分析仪 [复制链接]

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离线goodanytime
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2011-11-29
— 本帖被 發騷友 从 行业拆客 移动到本区(2011-12-12) —
水是生命之源,离开了水,人类无法生存。非常普通的水,存在于各种形式物质中。要准确地检测它,可要花一番功夫的。下面拆解的1992年瑞士梅特勒Mettler公司DL-18(卡尔·费休)微量水份分析仪,精度高,可测10ppm含量的水份。在当时,要8万元一台,那可是神器,只有少数人才能接触到这种高精尖仪器。这个型号坚固耐用,目前仍有单位在使用中。

检测水份有多种方法:热干燥法、蒸馏法、卡尔·费休法(化学法)、水分活度AW的测定等等。

卡尔·费休法检测水份原理:
卡尔·费休法是测定各种物质中微量水份的一种方法。这种方法自从1935年由卡尔·费休提出,它利用甲醇和吡啶存在的情况下,滴加入适当量的碘,水与碘和亚硫酸发生定量化学反应的原理,使用一支双铂电极,其两极加有电流源,把极化电极针两端测得的电压作为输入信号用于控制滴加碘,在滴定完最后一滴痕量水时,电压降到零。过量碘的存在,使电极去极化,小电流在一个电极上氧化碘离子、在另一个电极上还原等量的碘分子,根据碘的消耗量测出水份含量。该法检测精度很高,但试剂的成本也很昂贵,安装麻烦,电路复杂。国际标准化组织把这个方法定为国际标准测微量水份,我国也把这个方法定为国家标准测微量水份。
仪器电路原理:
首先由单片机诊断仪器状况(自检),仪器正常时,信号经机内A/D转换再经数字滤波,输出一个电压控制信号。此信号经过压控电流源变换后加到测量电极上。测量电极信号送至单片机。电极的电流经运算放大器转换成电压信号,输入到V/F变换器。由单片机对V/F变换后的频率进行累加积分。将此积分结果计算出水分含量。单片机还负责完成频率响应,控制滴定管步进电机、信息显示,与计算机、电子天平、打印机的通讯功能等。

仪器外貌,三个棕色玻璃瓶是装化学溶液用:

仪器后部,气泵(抽排液用)、电源插座、开关、信号线插头:

滴定管(10ML)、  滴定池(烧杯):

滴定管结构:由步进电机驱动活塞杆滴液(类似注射器)

滴定池配的是高品质德国Schott(肖特)150ML实验室DURAN烧杯,用了近20年,还是光亮如新,烧杯中的白色胶囊状物体是磁力搅拌子。
(DURAN硼硅玻璃所能承受的最高操作温度为500°C, 耐热冲击性能是普通玻璃三倍以上,可冷却至最大极限的零下温度,约-192°C,即使最恶劣骤冷骤热也不会炸。):

打开底板,步进电机驱动机械部分,活塞杆的极限位置由上下两个限位开关控制:

步进电机:

驱动磁力搅拌器的直流电机:

主板全貌:
商标, METTLER(梅特勒)公司,瑞士原产:

电源输入口装有抗干扰集成模块:

主电源变压器采用“环牛”:

“环牛”有100V、120V、230V、240V抽头,便于适应不同电源电压:

这是主板电源部分:

延时保险管:

串有100欧电阻的电源滤波电容(第一次见这种封装):

两个KBP02M 3N248  整流桥200V 1.5A
LM317T  LM337降压型线性三端稳压器,为仪器提供所需的稳定电流电压源:

BD244A
PNP功率管6A 65W,驱动电机,摩托罗拉LM317T三端稳压器

NS公司LM340AT5.0P+ 三端稳压器:

德国直流滤波电容4700μF 25V:

PHILIPS直流滤波电容2200μF 40V(第一次见PHILIPS电容):
  
UTM 8.2Ω水泥电阻:

大小黄豆(钽电容):

CPU是当时大名鼎鼎ZiLog公司的Z8系列 Z0868108PSC
左边的IC是梅特勒Mettler公司的固化程序ROM;
下面是日本EPSON  256K RAM:

给CPU来个近镜头,1991年第36周生产,安插在镀金管的插座上:

为了接触良好,主板上IC插座的插孔都是内镶镀金管的,看看这个闲置的IC插座:

瑞士Ageltro  6.144MHz晶振:

输入信号处理单元:
DG211CJ   MAXIM公司  4通道模拟开关;
LM331N   NS(美国国家半导体公司) 精密电压频率转换器;
LM324N    NS公司  低功耗四运算放大集成电路;
LF411CN   NS公司  低误差低漂移BI-FET输入运算放大器;
这个部分的电阻(五环色标)、电容采用的是高精度、稳定性好的元件:


NEC D8155HC-2通用接口电路;
飞利浦HEF4040BP  二进制计数器;
又一个梅特勒Mettler公司的固化程序ROM:

主板上保持数据的电池 1.2V×2镍镉电池,是著名电池生产商德国VARTA公司产品:

UDN2981A Allegro公司的8通道输出驱动芯片;
ULN2003A  ST公司的7反向器,输出驱动用;
SN74LS74AN  TI公司的双路D类上升沿触发触发器:


扩展输出驱动功率的 BD140 PNP中功率管1.5A 10W:

SFH601-4X 六脚光耦:

LED数码管作显示:

红LED作状态显示:
  

UDN2981A Allegro公司的8通道输出驱动芯片, 驱动红LED;
SN74LS02N  TI公司的逻辑IC  四路2输入或非门:


磁力搅拌器速度调节电位器:

镀金通讯串口座、线(大头):

昂贵的铂金电极:




传完了,谢谢大家观看!




[ 此帖被goodanytime在2011-11-30 20:40重新编辑 ]
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