基于TRIZ理论设计PH计的设计原理及应用.doc

TRIZ理论与PH计的设计原理及应用摘要 本文在对TRIZ理论的定义、基本原理和体系结构概括介绍的基础上，利用 TRIZ理论解释PH测定计的设计原理及应用，并用TRIZ理论发明创造的思路原理阐述PH测定计的实际价值。关键词 TRIZ理论 PH计 设计原理 对于研究机构、学校以及部分企事业单位来说，准确了解掌握物质的PH已经越来越重要，特别是在现在这个信息快速发展的经济社会，早一分钟知道事物的本质就能掌握市场、把握先机，为企业或个人带来好的经济利益，因此采用原始的玻璃管滴定已经过去，采用高效的电子PH测定计也顺应了社会的发展需要。在此我以TRIZ的思维方式解释PH计的设计原理及其现实应用。一、用TRIZ研发PH计的创新思维想法在PH纸的使用过程中，由于它使用的不方便和难以准确得出PH值通过TRIZ的创新想法九屏幕法：超系统过去超系统超系统未来系统过去当前系统系统未来子系统过去子系统子系统未来从现在的PH试纸来创新PH计的研发，而根据PH计的实际应用 ，以试纸为当前系统将PH计作为超系统，将其纵向来研究其的发展，由于当前系统无法满足快速和准确测量PH值，且只能以试纸的颜色变化来估测PH值。而我们设想的超系统PH计将能快速准确测出溶液的PH值，且具有可读性，通过数字将PH值反映测量者，使其能了解溶液的PH值变化。二、TRIZ在PH计设计原理中的应用大家都知道我们传统测定的PH值的方法，无疑使用一张试纸湿润之后蘸取少量被测量夜在其上，然后再通过其变的颜色深浅来判断你PH值的大小，并且所测得PH值还不是很精确，在以前这是已经非常先进的测PH值的方法了。但现在这个经济高速发达的信息时代来说这已经跟不上时代了，因此研发新型的PH测定计已经事在人为了，而从现在研发的角度来分析PH计无一不采用了TRIZ理论的研发思路和原理。在本文我将用TRIZ理论从不同的角度来剖析PH计的设计原理与研发思路。1、TRIZ理论与PH计外形设计 从PH试纸的外形角度来看：单一张试纸平面角度呈长方形，颜色一般为橙黄色，通常试纸都不一张张的单独存放而又多数的试纸叠在一起成书状，要使用是在其中折取一张即可，而这种测量方式是以试纸的颜色变化来确定PH值的大小，在一定的程度上测定值准确度很小。所以从现在研究者的角度来说为了使自己的研究更精确更快。所以电子式的PH计已经成为必要。根据方便使用和携带并利用TRIZ的四十个发明原理3局部性质原则（从物体或外部介质(外部作用)的一致结构过渡到不一致结构，物体的不同部分应当具有不同的功能，物体的每一部分均应具备最适于它工作的条件。）将PH计设计成和中性笔一样的形状，并在入液端套上一个可拆去笔套，也便保护测试端，并在另一端嵌装上一个电子屏幕，其宽度为PH计的半径长，长度为9个字符长度, 采用15动态原则（将物体分成彼此相对移动的几个部分,使不动的物体成为动的）。在其末端陷入一个电源接口供充电使用(用电源线与电源连接)。这样既满足了实验者的需要有能节约能源，做到了“低碳环保”。2、TRIZ理论与PH计的内部设计与能源供给根据Altshuller先生的技术进化法则我们易发现物质的进化是按照从刚性，到铰链式，到完全柔性，到气体、液体，一直到场的发展路线，而我们在根据现在人们对电磁场的充分认识和掌握采用电磁场提供PH计工作的动力来源，使其正常工作。采用电脑化的识别系统对PH计所测得溶液中氢离子统计并转化为可读性的数字在PH计的显示屏上显示出来.具体结构和原理如下:PH计的主要测量部件是玻璃电极和参比电极，玻璃电极对PH敏感，而参比电极的电位稳定。将PH计的这两个电极一起放入同一溶液中，就构成了一个原电池，而这个原电池的电位，就是这玻璃电极和参比电极电位的代数和。PH计的参比电极电位稳定，那么在温度保持稳定的情况下，溶液和电极所组成的原电池的电位变化，只和玻璃电极的电位有关，而玻璃电极的电位取决于待测溶液的PH值，因此通过对电位的变化测量，就可以得出PH溶液的PH值。3、PH计工作原理利用溶液的电化学性质测量氢离子浓度，以确定溶液酸碱度的传感器。氢离子浓度的对数的负值称为pH值。通常pH值为014。25中性水的pH值为7，pH值小于7的溶液为酸性，pH值大于7为碱性。温度对水的电离系数有较大影响，引起pH值的中性点随温度而改变。而pH计进行pH值测量的原理就是利用电位分析法，建立离子活度与电动势之间的关系，通过测量原电池的电流进行pH值的测量。 电位分析法所用的电极被称为原电池。原电池是一个系统，它的作用是使化学反应能量转成为电能。此电池的电压被称为电动势（EMF）。此电动势（EMF）由二个半电池构成，其中一个半电池称作测量电极，它的电位与特定的离子活度有关，如H+；另一个半电池为参比半电池，通常称作参比电极，它一般是测量溶液相通，并且与测量仪表相连。三、研发技术问题及其作用在此PH计的研发上目前存在的问题是难以将PH计内部软件设计将接触信号准确转化电信号，并将其在显示屏上将数据显示出。利用TRIZ理论研发PH计，采用其科学的发明原理和研发思维以及技术进化法则对日常使用的PH试纸进行改造，使其更能适应时代科学者的需要。满足现在高科技监测的准确性和适应性，PH计也完全能够被科研者接受。四结束语本文旨在介绍用TRIZ理论设计PH计供研究院校与科研机构使用，以便节约时间用于监测溶液的PH值，由于本人水平有限文中也存在