分享KH自动测试设备的DIY方法原理——爱浪客

pengpeng · 发表于 2017-6-8 15:19:03

本帖最后由 pengpeng 于 2019-6-15 19:12 编辑

前一阵子大家在讨论DIY KH自动测试设备。我今天把我自己DIY的设备原理共享给大家。有兴趣有动手能力的朋友可以自己试试，我只提供原理。
这个做法测试剂大家可以直接从某宝获得，很便宜（不用为长期测试，测试剂的费用发愁了），测试后的海水可以直接排回底缸。不用买什么撒利法之类的商品测试剂。

下面是采购的清单：

arduino mage或者uno 1

Arduino cnc shield v3 1

A4988 2-3

PH探头 1

步进电机蠕动泵头 2-3

时钟模块DS3231 1

触摸屏 1

这个KH自动测试的原理很简单，大家都可以自己在网上搜索。就是“电位滴定法”。使用PH探头后就可以了，不需要使用显色指示剂（理论上比使用显色剂测量还要准确），只需要找到突跃点即可。

在鱼缸海水的PH8.4以下，理论上只存在Hco3根。

含有1毫克的HCO3-称为1度（相当于10ppm浓度）并标记为1度KH

**********************************************分割线**************************************************************************

使用双电极：
PH电极+CO2电极可以直接测量计算碳酸氢根浓度转换KH值。
可以不使用测试液，不需要滴定或其他加液部件，几乎没有机械结构。可以长期在线监测，几乎没有成本（除了需要定期维护双电极）。外观完全可以做到跟现在的PH监测设备一样。

PS。本人没有做原型验证。方案来自相关论文及现有科研测试设备。

pengpeng · 发表于 2017-6-8 15:25:27

本帖最后由 pengpeng 于 2017-6-8 19:15 编辑

记录滴定过程中的电位对滴定物质的量的图像。图像里斜率突然变化的地方就是滴定终点。如果终点附近图像是一段弧，不够精确，就取左右两边斜率稳定的直线部分的延长线交点作为终点。

NaHCO3的分子量为2.9898 + 1.00794 + 12.0107 + 3x15.9994 = 84.00664

xiayuhen · 发表于 2017-6-8 15:28:09

只怪以前上学没学好，没看懂

pengpeng · 发表于 2017-6-8 15:31:17

本帖最后由 pengpeng 于 2017-6-8 16:07 编辑

我们使用的测试剂，使用的滴定溶液就是“HCl浓度为0.10mol/L ”。对就是HCL，它反应后是水、Cl离子和CO2，当然可以直接把测试后的盐水再抽回鱼缸里面了。0.10mol/L的稀盐酸很稳定，而且可以在某宝上买到标定好的标准溶液。价格我就不说了，你们自己查。

pengpeng · 发表于 2017-6-8 15:40:52

本帖最后由 pengpeng 于 2017-6-8 16:09 编辑

准备好这些东西后，就可以开始干了。
流程就是
1.使用蠕动泵向测试反应的瓶子添加待测固定体积的海水（当然可以先冲洗两次）。体积可以大家自己定。到时候带到计算公式即可
2.使用另外一个蠕动泵向反应瓶子里面滴加HCL标定液，直到使用PH计测得被测海水的PH值到达突跃点（文献查到的是PH4左右，也可以自己测试）
3.使用滴定的HCl体积就可以直接计算出测试海水的HCO3浓度，然后在换算成KH就可以了。
3.把测试液体抽回地缸。

整个过程就结束了。这个东西主要是矫正PH计的准确性，还有就是蠕动泵的准确性了。其他就没啥了。
当然如果你更相信其他测试方法获得的数值，你也可以在写代码的时候加上校准功能，把你设备测试的结果按照你相信的方法获得的数值校准。