FR2459975A1 - AUTOMATIC TITRATION APPARATUS - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN APPAREIL DE TITRAGE AUTOMATIQUE. IL COMPREND UN DETECTEUR 3 SERVANT A DETECTER ELECTRIQUEMENT UN ETAT DU SYSTEME DE TITRAGE POUR ENGENDRER UN SIGNAL ELECTRIQUE, UN AMPLIFICATEUR 4 SERVANT A AMPLIFIER LE SIGNAL ELECTRIQUE, UN ORGANE COMMANDE DE REGLAGE DU POINT DE VIRAGE DU SYSTEME DE TITRAGE 5, UN SOUSTRACTEUR 6 SERVANT A SOUSTRAIRE UNE SORTIE DE L'ORGANE COMMANDE DE REGLAGE DU POINT DE VIRAGE 5 D'UNE SORTIE DE L'AMPLIFICATEUR 4, UN CONVERTISSEUR SERVANT A CONVERTIR UNE SORTIE DU SOUSTRACTEUR 6 EN UNE IMPULSION DE SORTIE PROPORTIONNELLE A CELLE-CI, UN MOTEUR A IMPULSIONS 9 EXCITE PAR L'IMPULSION DE SORTIE, UNE BURETTE DE TITRAGE 10 ENTRAINEE PAR LE MOTEUR A IMPULSIONS ET UN COMPTEUR 16 SERVANT A COMPTER LE NOMBRE D'IMPULSIONS. L'INVENTION PERMET DE COMMANDER A DE GRANDES VITESSES LE POINT DE VIRAGE DU TITRAGE.THE INVENTION RELATES TO AN AUTOMATIC TITRATION APPARATUS. IT INCLUDES A DETECTOR 3 SERVING TO ELECTRICALLY DETECT A TITRATION SYSTEM STATE TO GENERATE AN ELECTRIC SIGNAL, AN AMPLIFIER 4 SERVING TO AMPLIFY THE ELECTRIC SIGNAL, A TITRING SYSTEM 5 TURN POINT CONTROL CONTROL UNIT 6, A SUBTRACTOR 6 TO SUBTRACT AN OUTPUT OF THE TURN POINT ADJUSTMENT COMMAND 5 FROM AN OUTPUT OF AMPLIFIER 4, A CONVERTER SERVING TO CONVERT AN OUTPUT OF SUBTRACTOR 6 INTO AN OUTPUT PULSE PROPORTIONAL TO IT, A MOTOR A PULSES 9 EXCITED BY THE OUTPUT PULSE, A TITRATION BURETTE 10 DRIVEN BY THE PULSE MOTOR AND A COUNTER 16 USED TO COUNT THE NUMBER OF PULSES. THE INVENTION ALLOWS THE TITRATION TURN POINT TO BE CONTROLLED AT HIGH SPEEDS.
Description
L'invention concerne un appareil de titrage automa-The invention relates to an automatic titration apparatus
tique et plus particulièrement, un appareil dans lequel on détecte électriquement l'état d'un système de titrage et on utilise un signal électrique qui en résulte pour entrainer un moteur à impulsions servant à actionner une burette. and more particularly, an apparatus in which the state of a titration system is electrically detected and a resulting electrical signal is used to drive a pulse motor for operating a burette.
Parmi les procédés antérieurs de commande d'un appa- Among the previous methods of controlling an apparatus,
reil de titrage, on connaît un procédé permettant de commander manuellement l'appareil tout en observant la titration, a method for manually controlling the apparatus while observing the
concentration (couleur d'un réactif, potentiel de l'élec- concentration (color of a reagent, potential of electri-
trode de détection etc...) du système de titrage. Par exemple, selon un procédé connu, on commande manuellement le titrage en mettant en action et hors d'action un moteur d'entraînement de burette tout en observant la variation du potentiel de polarisation d'un système de detection trode etc ...) of the titration system. For example, according to a known method, the titration is manually controlled by putting into action and out of action a burette driving motor while observing the variation of the polarization potential of a control system.
titrage. Toutefois, ce mode de commande n'est pas seule- titration. However, this command mode is not only
ment non automatique, mais en outre, il ne peut pas déter- non-automatically, but in addition, it can not deter-
miner avec précision le point de virage ni effectuer une to precisely mine the turning point or to perform a
commande rapide.quick order.
En conséquence, l'un des buts de l'invention est de fournir un appareil nouveau de titrage automatique qui puisse commander avec précision le point de virage du titrage à de grandes vitesses, avec de grandes efficacités, Accordingly, it is an object of the invention to provide a novel automatic titration apparatus which can accurately control the titration end point at high speeds, with high efficiencies,
sans dépassement du point de virage et sans pompage. without exceeding the turning point and without pumping.
Selon l'invention, on propose un appareil de titrage automatique caractérisé par le fait qu'il comprend un détecteur servant à détecter électriquement un état du système de titrage pour engendrer un signal électrique, un amplificateur servant à amplifier le signal électrique, According to the invention, there is provided an automatic titration apparatus characterized in that it comprises a detector for electrically detecting a state of the titration system for generating an electrical signal, an amplifier for amplifying the electrical signal,
un organe commandé de réglage du point de virage du systè- a controlled device for adjusting the turning point of the system.
me de titrage, un soustracteur servant à soustraire une sortie de l'organe commandé de réglage du point de virage d'une sortie de l'amplificateur, un convertisseur servant à convertir une sortie du soustracteur en une impulsion titration method, a subtractor for subtracting an output of the controlled endpoint control member from an output of the amplifier, a converter for converting a subtractor output into a pulse
de sortie proportionnelle à celle-ci, un moteur à impul- output proportional to this, a pulse motor
sions excité par l'impulsion de sortie, une burette de titrage entraînée par le moteur à impulsions et un compteur excited by the output pulse, a titration burette driven by the pulse motor and a counter
servant à compter le nombre d'impulsions. used to count the number of pulses.
-2- Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est un schéma-blocs d'un exemple de l'appareil de titrage automatique selon l'invention; La figure 2 est un schéma-blocs d'une variante de l'inventions et Embodiments of the invention will be described hereinafter, by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a block diagram of an example of the apparatus for automatic titration according to the invention; Figure 2 is a block diagram of a variant of the invention and
La figure 3 est un schéma-blocs montrant le multipli- Figure 3 is a block diagram showing the multiplicity
cateur d'impulsions utilisé sur la figure 2. pulse generator used in Figure 2.
Un mode d'exécution de l'invention, représenté par la figure 1, comprend une cellule de titrage 1 contenant One embodiment of the invention, represented by FIG. 1, comprises a titration cell 1 containing
un liquide à titrer qui est constamment agité par un agita- a liquid to be titrated which is constantly agitated by a stirring
teur à moteur 2. Une électrode de détection 3 (par exemple motor 2. A detection electrode 3 (for example
une électrode de pH, une électrode ionique ou une élec- a pH electrode, an ion electrode or an electrolyte
trode de platine) est plongée dans le liquide de la cel- platinum trode) is immersed in the liquid of the
lule de titrage 1 de manière à détecter électriquement un état d'un système à commander, d'après la tension ou le courant. L'électrode de détection 3 est reliée à la borne d'entrée d'un amplificateur 4 et la sortie de celui-ci est reliée à une entrée d'un soustracteur 6 dont l'autre entrée est reliée à la borne de sortie d'un organe de réglage de potentiel de virage 5>constituant l'organe Titration valve 1 so as to electrically detect a state of a system to be controlled, according to the voltage or the current. The detection electrode 3 is connected to the input terminal of an amplifier 4 and the output thereof is connected to an input of a subtractor 6 whose other input is connected to the output terminal of a turning potential adjusting member 5> constituting the
commandé de réglage du point de virage du système à comman- control of the turning point of the control system.
der. Lorsqu'un état du système est détecté, d'après le courant, il est habituellement converti en tension par l'amplificateur 4. Le soustracteur 6 soustrait la sortie de l'organe de réglage de potentiel de virage 5 de la sortie de l'amplificateur 4>et la différence, c'est-à-dire la sortie du soustracteur 6,est appliquée à un convertisseur 8 pour être convertie en une impulsion ayant une fréquence proportionnelle à la différence. L'impulsion de sortie du convertisseur 8 est appliquée à un moteur à impulsions der. When a state of the system is detected, according to the current, it is usually converted into voltage by the amplifier 4. The subtractor 6 subtracts the output of the turning potential regulator 5 from the output of the amplifier 4> and the difference, that is to say the output of the subtractor 6, is applied to a converter 8 to be converted into a pulse having a frequency proportional to the difference. The output pulse of the converter 8 is applied to a pulse motor
9 pour exciter celui-ci en proportion du nombre d'impul- 9 to excite the latter in proportion to the number of
sions et entrainer ainsi une burette de titrage 10 à la fin de l'opération de commande. Etant donné que le degré d'excitation du moteur à impulsions (donc le titre) est déterminé en proportion du nombre d'impulsions fournies au moteur à impulsions, il est possible de connattre le -3- degré d'actionnement de la burette de titrage 10 (donc le titre) en affichant sur un compteur 16 le nombre des and thus drive a titration burette 10 at the end of the control operation. Since the degree of excitation of the pulse motor (hence the title) is determined in proportion to the number of pulses supplied to the pulse motor, it is possible to know the degree of actuation of the titration burette. 10 (thus the title) by displaying on a counter 16 the number of
impulsions de sortie venant du convertisseur 8. output pulses from the converter 8.
L'opération de titrage avec l'appareil de titrage automatique décrit cidessus steffectue de la façon sui- vante. Après avoir versé dans la cellule de titrage 1 une quantité prédéterminée du liquide à titrer,on commence The titration operation with the automatic titration apparatus described above is carried out as follows. After having poured into the titration cell 1 a predetermined quantity of the liquid to be titrated, we begin
l'opération de titrage. Alors, un signal électrique cor- the titration operation. Then, an electrical signal cor-
respondant à une substance définie contenue dans le liquide, par exemple à la concentration d'ions hydrogène, est corresponding to a defined substance contained in the liquid, for example at the concentration of hydrogen ions, is
fourni à l'amplificateur 4 et la sortie amplifiée de celui- supplied to amplifier 4 and the amplified output of that-
ci est appliquée au soustracteur 6 en même temps que la sortie de l'organe de réglage de potentiel de virage 5.,sur lequel on a réglé un potentiel de virage prédéterminé du système de titrage. La différence qui est à la sortie du it is applied to the subtractor 6 together with the output of the turn potential adjuster 5., on which a predetermined turning potential of the titration system has been set. The difference that is at the exit of the
soustracteur 6 est convertie en une impulsion par le con- subtractor 6 is converted into an impulse by the con-
vertisseur 8 de manière à entraîner le moteur à impulsions 9 et la burette de titrage à une vitesse correspondant à 8 to drive the pulse motor 9 and the titration burette at a speed corresponding to
la variation de l'état du liquide à titrer. Plus particu- the variation of the state of the liquid to be titrated. More specifically
lièrement, au stade initial du titrage, on entraine la burette 10 à une grande vitesse mais, à mesure que le titrage se poursuit jusqutà un point proche du virage, on diminue la vitesse. Lorsque la sortie de l'organe de réglage de Firstly, at the initial stage of the titration, the burette 10 is driven at a high speed, but as the titration continues to a point near the turn, the speed is decreased. When the output of the regulator
potentiel de virage 5 devient égale à celle de l'amplifi- turning potential 5 becomes equal to that of amplification
cateur 4, la sortie du soustracteur 6 devient nulle, ce qui réduit à zéro la sortie du moteur à impulsions 9, 4, the output of the subtractor 6 becomes zero, which reduces to zero the output of the pulse motor 9,
arrêtant celui-ci et mettant donc fin au titrage. La quan- stopping it and ending the titration. The quantity
tité du réactif de titrage qui est nécessaire à chaque opération de titrage peut être déterminée par le compte du compteur 16 qui compte le nombre d'impulsions utilisées pour exciter le moteur à impulsions 9 étant donné que le titre par impulsion est déterminé par la grandeur de la burette de titrage et l'angle de rotation du moteur à impulsions. The titrant that is required for each titration operation can be determined by the count of the counter 16 which counts the number of pulses used to excite the pulse motor 9 since the pulse titre is determined by the magnitude of the pulse. the titration burette and the rotation angle of the pulse motor.
Selon un mode d'exécution plus avantageux de l'inven- According to a more advantageous embodiment of the invention,
tionpdes moyens sont également prévus pour corriger ou compenser automatiquement la concentration et le facteur d'un liquide à titrer, comme le montre la figure 2 o les -4- éléments correspondant à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes références. Le mode d'exécution de la figure 2 est différent de celui de la figure 1 par les points suivants. Ainsi, un potentiomètre 7 est interposé entre le soustracteur 6 et le convertisseur 8 pour déterminer Means are also provided for automatically correcting or compensating the concentration and the factor of a liquid to be titrated, as shown in Figure 2 where the elements corresponding to those of Figure 1 are designated by the same references. The embodiment of FIG. 2 is different from that of FIG. 1 by the following points. Thus, a potentiometer 7 is interposed between the subtractor 6 and the converter 8 to determine
le gain en boucle ouverte du système de titrage, c'est-à- the open loop gain of the titration system, i.e.
dire pour faire varier la sortie du soustracteur 6 lorsque la vitesse de réponse du système de titrage varie ou lorsque la détection est retardée. En outre, un diviseur de fréquence 11 est branché entre le convertisseur 8 et le moteur à impulsions 9 de manière à régler le nombre d'impulsions fournies au moteur à impulsions 9 et ainsi say to vary the output of the subtractor 6 when the response speed of the titration system varies or when the detection is delayed. In addition, a frequency divider 11 is connected between the converter 8 and the pulse motor 9 so as to adjust the number of pulses supplied to the pulse motor 9 and thus
à régler le titre correspondant à chaque impulsion appli- to adjust the title corresponding to each impulse
quée au moteur. Toutefois, il est entendu que le diviseur de fréquence 11 n'est pas toujours nécessaire. Etant donné que le titre donné par la burette 10 est déterminé en porportion du nombre d'impulsions appliquées au moteur, il est possible de lire directement la valeur corrigée du titre donné par la burette 10 (quantité dosée et mesurée en Fg, mg ou milliéquivalents) en fournissant la sortie du convertisseur 8 à un multiplicateur 14 o cette sortie est multipliée par la sortie d'un organe de réglage de concentration de réactif 13, puis en appliquant la sortie motor. However, it is understood that the frequency divider 11 is not always necessary. Since the title given by the burette 10 is determined in proportion to the number of pulses applied to the engine, it is possible to read directly the corrected value of the title given by the burette 10 (quantity dosed and measured in Fg, mg or milliequivalents ) by supplying the output of the converter 8 to a multiplier 14 o this output is multiplied by the output of a reagent concentration adjusting member 13, and then applying the output
du multiplicateur 14 au compteur 16. from the multiplier 14 to the counter 16.
Lorsque la grandeur et les caractéristiques du moteur When the size and characteristics of the engine
à impulsions 9 et de la burette 10 et le rapport de divi- pulse 9 and the burette 10 and the ratio of divi-
sion de fréquence sont choisis de façon telle que le titre par impulsion à la sortie du convertisseur 8 soit de 10 -ml (n étant un nombre entier, y compris zéro) et lorsque l'organe de réglage de concentration de réactif 13 est réglé à 1 000, le compte du compteur 16 affiche le titre frequency are chosen such that the impulse title at the output of the converter 8 is 10 -ml (n being an integer, including zero) and when the reagent concentration adjusting member 13 is set to 1,000, counter count 16 displays the title
en unités égales à 10-n ml.in units equal to 10-n ml.
On utilise l'organe de réglage de concentration de réactif 13 pour faire en sorte que le compteur 16 affiche la concentration et le facteur du réactif, sous forme de The reagent concentration adjusting member 13 is used to cause the counter 16 to display the concentration and the factor of the reagent, in the form of
valeurs de dosage et de mesure corrigées (pg, mg ou mil- corrected dosage and measurement values (pg, mg or
liéquivalents) de sorte qu'un coefficient de correction - equivalents) so that a correction coefficient -
désiré est fixé dans l'organe de réglage de concentration -5- desired is fixed in the concentration control member -5-
de réactif 13 pour multiplier l'entrée d'impulsion arri- reagent 13 to multiply the incoming pulse input.
vant au multiplicateur 14.multiplier 14.
La figure 3 montre la structure d'un exemple de mul- Figure 3 shows the structure of an example of a multiple
tiplicateur 14 comprenant un générateur d'impulsions 17 qui engendre une impulsion à haute fréquence de l'ordre de 1 à 10 MHz et un circuit de porte ET 18, un compteur multiplier 14 comprising a pulse generator 17 which generates a high frequency pulse of the order of 1 to 10 MHz and an AND gate circuit 18, a counter
préréglé 19, un diviseur de fréquence 20 et des multivi- preset 19, a frequency divider 20 and multivariable
brateurs monostables 21 et 22. Ces éléments sont fabriqués sous forme de circuit intégré. Plus particulièrement, les sorties du générateur d'impulsions 17, des multivibrateurs Monostable builders 21 and 22. These elements are manufactured as an integrated circuit. More particularly, the outputs of the pulse generator 17, multivibrators
monostables 21 et 22 et du compteur préréglé 19 sont appli- monostable 21 and 22 and the preset counter 19 are
qués aux entrées du circuit de porte ET 18 et la sortie at the inputs of the AND gate circuit 18 and the output
de celui-ci est amenée au compteur préréglé 19 et au divi- of it is brought to the pre-set counter 19 and to the divi-
seur de fréquence 20. La sortie du multivibrateur monosta- frequency 20. The output of the monostable multivibrator
ble 21 est aussi amenée au compteur préréglé 19 et la sortie du multivibrateur monostable 22 est appliquée au ble 21 is also fed to the preset counter 19 and the output of the monostable multivibrator 22 is applied to the
multivibrateur monostable 21 et au compteur préréglé 19. monostable multivibrator 21 and the preset counter 19.
En service, on établit, dans l'organe de réglage de concentration de réactif 13, une concentration (un facteur) du réactif de titrage. Chaque fois qu'une impulsion arrive du convertisseur 8 au multivibrateur monostable 22, le compteur préréglé 19 est remis à zéro par la sortie du multivibrateur monostable 22. Puis, sous l'effet de la sortie du multivibrateur monostable 21, la valeur établie dans l'organe de réglage de concentration de réactif 13 est introduite en tant que préréglage dans le compteur 19 eten même temps, le circuit de porte ET 18 est habilité de manière à appliquer au compteur préréglé 19 l'impulsion à haute fréquence engendrée par le générateur d'impulsions 17, de sorte que le compteur recule jusqu'à ce que la valeur préréglée soit réduite à zéro. Puis, par un signal de sortie d'emprunt du compteur préréglé 19, le circuit de porte ET 18 est inhibé, bloquant l'impulsion à haute fréquence. L'impulsion à haute fréquence appliquée au compteur préréglé 19 et comptée par celui-ci est aussi appliquée au diviseur de fréquence de manière à subir une division de sa fréquence par 1O-n (n = 1, 2, 3....) et la sortie du -6diviseur de fréquence 20 est envoyée au compteur 16 qui joue aussi le r8le de dispositif d'affichage. Le rapport de division du diviseur de fréquence 11 est choisi égal à l'unité exprimé par le chiffre le moins significatif à établir dans l'organe de réglage de concentration 13. L'opération effective de titrage avec l'appareil des figures 2 et 3 est généralement le même que dans le mode In use, a concentration (a factor) of the titrant is set in the reagent concentration control member 13. Each time a pulse arrives from the converter 8 to the monostable multivibrator 22, the preset counter 19 is reset by the output of the monostable multivibrator 22. Then, under the effect of the output of the one-shot multivibrator 21, the value set in FIG. The reagent concentration control member 13 is introduced as a preset in the counter 19 and at the same time the AND gate circuit 18 is enabled to apply to the preset counter 19 the high frequency pulse generated by the generator. pulse 17, so that the counter moves backward until the preset value is reduced to zero. Then, by a borrowed output signal of the preset counter 19, the AND gate circuit 18 is inhibited, blocking the high frequency pulse. The high frequency pulse applied to the preset counter 19 and counted by it is also applied to the frequency divider so as to undergo a division of its frequency by 1O-n (n = 1, 2, 3 ....) and the output of the frequency divider 20 is sent to the counter 16 which also plays the role of the display device. The division ratio of the frequency divider 11 is chosen equal to the unit expressed by the least significant digit to be established in the concentration control member 13. The actual titration operation with the apparatus of FIGS. 2 and 3 is usually the same as in the mode
d'exécution de la figure 1.in FIG. 1.
Il est évident que l'appareil de titrage de l'inven- It is obvious that the titration apparatus of the invention
tion est applicable non seulement à la mesure de l'humi- tion is applicable not only to the measurement of humidity
dité mais encore à un titrage automatique utilisant un réactif de titrage liquide ou gazeux, par exemple à un but still at an automatic titration using a liquid or gaseous titration reagent, for example at a
titrage de neutralisation, à un titrage d'oxydation-réduc- neutralization titration at an oxidation-reduction titration
tion, à un titrage de chélate, à un titrage par précipita- tion, chelate titration, precipitated titration,
tion etc...etc.
Comme indiqué plus haut, dans l'appareil de titrage automatique de l'invention, on peut effectuer une commande proportionnelle dans laquelle, au début, on effectue le titrage à une grande vitesse (en grande quantité) selon la concentration du liquide à titrer, puis, en approchant du point de virage, on effectue le titrage à une petite vitesse (en petite quantité) et au point de virage, on As indicated above, in the automatic titration apparatus of the invention, it is possible to carry out a proportional control in which, initially, the titration is carried out at a high speed (in large quantity) according to the concentration of the liquid to be titrated, then, approaching the turning point, the titration is carried out at a low speed (in small quantity) and at the point of
ramène la vitesse de titrage à zéro, ce qui arrête automa- lowers the titration speed to zero, which automatically stops
tiquement le titrage. Cela éliminebllindétermination du tically the titration. This eliminates the determination of the
virage qui existait dans l'appareil de la technique anté- turn that existed in the apparatus of the prior art
rieure. En outre, en comparaison d'une commande arithmé- pool. In addition, compared to an arithmetic
tique de fonctionnement utilisant un ordinateur ou d'une commande intermittente de temps d'attente, l'invention permet d'effectuer le titrage plus facilement, à de plus grandes vitesses et avec une plus grande efficacité. En outre, on peut effectuer numériquement la mesure et l'affichage de la quantité titrée, par des moyens simples, en volume, en poids ou de façon équivalente, en comptant With the use of a computer or an intermittent wait time control, the invention makes it easier to perform the titration at higher speeds and with greater efficiency. In addition, the measurement and display of the titrated quantity can be done numerically by simple means, by volume, by weight or equivalently, in counting
simplement le nombre d'impulsions.simply the number of pulses.
-7--7-
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |