多参数光谱自动滴定仪

单位名称

秦皇岛水熊科技有限公司

联系人

王宇曦

联系邮箱

362209152@qq.com

成果成熟度

□正在研发   √已有样机   □通过小试   □通过中试   √可以量产

合作方式

√技术转让    √技术入股    √合作开发    □其他

成果简介：

该技术用于测量化学分析中物质反应致使光谱的变化（逻辑原理：化学反应不一定引起光谱变化，但光谱变化一定是结构变化引起的）。搭建了全波长吸收光谱瞬态全谱的检测模块，建立微量试剂控制加入及大体积快速混合技术、多参数测试和吸收光谱瞬态变化全谱的同步采集技术，对光谱信号的分离/提取和小波波谱分析智能降噪算法，建立呈色反应数字化和反应终点参数自动识别算法，解决了化学呈色反应基团的光谱信号同步采集、同步计算标识的难题。为研究液体化学反应过程提供一个分析手段，其中一个功能用于滴定分析即为光谱滴定仪。

该仪器在国内外同行中，首次实现了全谱色空间终点测定方法，对呈色化学反应，真正实现了化学反应过程（包括滴定终点）多参数的同步自动化测定，对终点的标识实现了数字化（可溯源颜色等参数变化过程）、峰值化（见附件图1、图2），将呈色滴定过程实现了自动化。

主要技术指标：

1、微量试剂控制：精度0.5μL（提高滴定精度至少20倍），行程控制精度≤5‰，控制分辨率0.01 mm/步，通讯接口RS-485，硼硅酸盐玻璃注射器；

2、全波长吸收光谱瞬态全谱的检测模块：光谱范围 380 nm～780 nm，积分时间2.5 ms～20 s，杂散光<0.03%，非线性度<1%，测量光斑尺寸 （20mm镜头） 20.5mm，接收角度+/-0.3°，接口支持：高速USB、RS232、以太网、外部触发接口，亮度范围0.05 Cd/m2～6000 Cd/m2，波长准确性：±0.5 nm，亮度准确性±4%，色度准确性x,y±0.002，重复性指标：亮度250cd/m2   <0.3%。

3、溢出式反应容器150 ml～250 ml，光通道＞10 mm,光程10 mm；大体积快速混合，桨式液体均匀系统，速度即时可调；惰性气体环境，保护试剂反应不受空气影响；pH0.00～14.00，分辨率0.01   pH；

4、数据采集/软件控制：C#语言，全谱瞬态参数同步采集、提取，小波波谱降噪算法+CIELAB色空间参数L*、a*、b*及100余个衍生参数计算，多参数滴定曲线、终点桅杆式峰指示，信噪比10～100，化学反应颜色变化全程记录溯源，可用于离线分析。

应用实例：对氢氧化钠标准溶液比对试验，经Grubbs检验处理后，再经t检验，无方法之间的异常。

应用前景：

该技术为开创了化学分析光谱测量的新领域，用于高端、精密的滴定领域和化学分析。每年传统滴定分析仪器的市场容量在近10亿元，该技术不仅可以替代原有市场容量，还开辟了从未有的液体反应中物质结构分析的应用市场。

知识产权及项目获奖情况：

该技术从研究至今6年，对各种算法和关键点申请专利进行保护，避免模仿侵权。与此相关专利的权利人均为本公司所有：

1、化学分析用颜色测定仪ZL   201720160799.X（授权）

2、一种反应容器ZL201720160523.1（授权）

3、化学分析液体颜色CIE1976L*a*b*色空间测定方法201610090735.7（一通）

4、化学分析用氢氧化钠标准溶液配制的CIE1976L*a*b*色空间法201610090734.2（一通）

5、尚有10余个方法正在申请专利中。