АНАЛИЗАТОР ЖИДКОСТЕЙ

Полезная модель относится к области измерительной техники и предназначено для контроля массовой концентрации органических, неорганических веществ и микробных клеток в жидкостях различной природы и может быть использовано в биологии, медицине, биохимии, аналитической химии и других отраслях науки и техники.
Известен анализатор жидких проб, содержащий реакционную камеру в которой происходит свечение рабочего реактива в момент введения в него анализируемой пробы, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), преобразующий световой сигнал в электрический и измерительное устройство. Внутри гнезда реакционной камеры между стаканом и стенкой корпуса помещен цилиндрический затвор с окном, который поворачивается вокруг оси гнезда реакционной камеры с помощью внешнего рычага и сдвигателя, связанного с закрывающей реакционную камеру крышкой таким образом, что при положении крышки, обеспечивающим доступ оператору к размещенной внутри стакана пробирке с рабочим реактивом окно затвора смещено относительно окна стакана и корпуса и, таким образом, свет из полости стакана и корпуса не попадает на фоточувствительный элемент ФЭУ. Поступление на него света начинается после того, когда крышка прибора будет переведена в рабочее положение, что сопровождается совмещением окна затвора, стакана и корпуса реакционной камеры и введения в пробирку с рабочим реактивом анализируемой пробы путем нажатия на крышку и деформации имеющейся на ее внутренней поверхности резиновой шайбы (см. патент РФ №2009466 от 15 марта 1994 г.)
Однако известный анализатор жидких проб имеет следующие недостатки:
конструктивно нельзя сократить расстояние между пробиркой в которой осуществляют смешение реактива и пробы и поверхностью фоточувствительного элемента ФЭУ, что не позволяет повысить чувствительность и точность проводимых измерений;
окно в неподвижном стакане, корпусе и в шторке одно и нельзя конструктивно увеличить число окон и их размеры, что также не позволяет повысить чувствительность и точность измерений;
интенсивность хемилюминесценции реакционной смеси при смешении реактива и пробы зависит от интенсивности деформации резиновой шайбы при нажатии на крышку рукой, которую конструктивно нельзя стабилизировать, что влияет на точность проведения анализа;
при нажатии на крышку прибора рукой для смешения пробы с реактивом часть ее объема остается в полости крышки-дозатора, что также влияет на точность проведения анализа;
при работе прибора быстро изнашивается резиновая шайба и крышка прибора со сдвигателем из-за постоянного трения, что снижает надежность прибора.
Задачей является повышение чувствительности, точности измерений и надежности прибора.
Техническим результатом является повышение чувствительности и точности измерений, надежности прибора.
Технический результат достигается использованием реакционной камеры прямоугольной формы с движущимся внутри нее штоком в котором имеется вертикальное гнездо цилиндрической формы с двумя боковыми окнами напротив каждого из которых расположены фоточувствительные элементы, а для смешения реактива и пробы в крышке анализатора предусмотрено отверстие с подпружининым лепестковым клапаном через которое проба вводится в реактив пипеткой-дозатором.
Среди существенных признаков, характеризующих анализатор жидкостей, являются:
- снабжение анализатора жидкостей реакционной камерой с корпусом прямоугольной формы в котором расположен передвигающийся шток в виде двутавра и имеющий в себе вертикальное цилиндрическое гнездо для размещения в нем пробирки с реактивом;
- наличие в вертикальном гнезде штока двух боковых окон, напротив которых расположены фоточувствительные элементы, предназначенные для преобразования светового сигнала, возникающего при смешении реактива и пробы, в электрический;
- креплением фоточувствительных элементов к корпусу реакционной камеры таким образом, что при выдвижении штока из него для смены отработанного реактива на свежий исключается их засветка внешним светом;
наличием в крышке анализатора жидкостей отверстия с подпружиненным лепестковым клапаном для смешения пробы с реактивом;
использованием для смешения реактива и пробы пипетки-дозатора вместо крышки-дозатора;
дополнительной защитой от засветки внешним светом фоточувствительных элементов через отверстие ввода пробы при смене отработанного реактива на свежий подпружиненным клапаном;
- дополнительным размещением между фоточувствительными элементами и пробиркой с реактивом кварцевых стекол высокой прозрачности и устойчивости к агрессивным средам;
- содержанием в анализаторе жидкостей измерительного устройства, включающего в себя блок питания, блок усиления электрического сигнала, блок регистрации и расчета параметров электрического сигнала, блок отображения параметров электрического сигнала;
- соединением первого и второго выходов блока питания с входами первого и второго фоточувствительных элементов, третьего выхода блока питания с входом блока усиления электрического сигнала, четвертого выхода
блока питания с входом блока регистрации и расчета параметров электрического сигнала и пятого выхода блока питания с входом блока отображения параметров электрического сигнала;
- соединением выхода блока анализа с входами фоточувствительных элементов, выходы которых соединены с входом блока усиления электрического сигнала;
- соединением выхода блока усиления электрического сигнала с входом блока регистрации и расчета параметров электрического сигнала, выход которого соединен с входом блока отображения параметров электрического сигнала.
Экспериментальные и натурные испытания предложенного анализатора жидкостей в лабораторных условиях и на объектах контроля, в том числе и в полевых условиях, показали его высокую эффективность. При этом достигнуто повышение его чувствительности, точности анализа проб и надежности при эксплуатации.
Сущность предложенного анализатора жидкостей поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вид блока анализа спереди, на фиг.2 показан вид блока анализа сбоку, а фиг.3 - электрическая блок-схема.
Анализатор жидкостей (фиг.1) содержит в себе блок анализа 1, состоящий из корпуса 2, штока 3 в котором имеется гнездо 4 цилиндрической формы для размещения в ней пробирки 5 с реактивом. Гнездо 4 имеет боковые окна 6 и 7, закрытые кварцевыми стеклами 8 и 9 напротив которых расположены фоточувствительные элементы 10 и 11. В крышке анализатора имеется отверстие 12 с подпружиненным лепестковым клапаном 13 для смешения пробы с реактивом.
На фиг.2 показан вид блока анализа сбоку при выдвинутом штоке для смены отработанного реактива на свежий.
На электрической блок-схеме (фиг.3) предложенного анализатора жидкостей показан блок анализа 1, соединенный с фоточувствительными 10 и 11 элементами и блоком 4 измерения, состоящего из блока 5 усиления электрического сигнала, блока питания 6, блока 7 регистрации и расчета параметров электрического сигнала и блока 8 отражения параметров электрического сигнала. Первый и второй выходы блока питания 6 соединены с входами фоточувствительных элементов 10 и 11, третий выход блока питания 6 соединен с входом блока 5 усиления электрического сигнала, четвертый выход блока питания 6 соединен с входом блока 7 регистрации и расчета параметров электрического сигнала, а пятый выход с блока питания 6 соединен с входом блока 8 отображения параметров электрического сигнала. Выходы фоточувствительных элементов 10 и 11 соединены с входом блока 5 усиления электрического сигнала, выход которого соединен с входом блока 7 регистрации и расчета параметров электрического сигнала, выход которого в свою очередь соединен с входом блока 8 отображения параметров электрического сигнала.
Предложенный анализатор жидкостей работает следующим образом. Включают анализатор в электрическую сеть (см фиг.3) и на все блоки
анализатора подается напряжение. Через одну минуту выдвигают шток 3 из корпуса 2 блока анализа 1 до упора (см. фиг 2). При этом фоточувствительные элементы 10 и 11 закрываются от засветки внешним светом корпусом штока 3. Наливают в пробирку 5 реактив и устанавливают ее в вертикальное гнездо 4 штока 3. Шток 3 с пробиркой 5 задвигают в корпус 2 блока анализа 1 до упора. При этом пробирка 5 с реактивом располагается между двумя фоточувствительными элементами 10 и 11, а отверстие 12 с подпружиненным лепестковым клапаном 13 освобождается от корпуса штока 3. Пипеткой-дозатором отбирают необходимый объем пробы и вводят его чрез отверстие 12 в пробирку 5. При этом верхний край насадки пипетки-дозатора упирается в корпус 14 подпружиненного лепесткового клапана 13 и он опускается вниз, раскрывая свои защитные лепестки 15, освобождая таким образом отверстие 12. При наличии в пробе искомого ингредиента реакционная смесь в пробирке 5 начинает светиться. Свет через боковые окна 6 и 7 поступает на фоточувствительные элементы 10 и 11, преобразуется в электрический сигнал который поступает на блок 5 усиления электрического сигнала (см. фиг.3), где он усиливается и поступает на блок 7 регистрации расчета параметров электрического сигнала. Рассчитанные параметры электрического сигнала поступают на вход блока 8 отображения параметров электрического сигнала.
Предложенный анализатор жидкостей обеспечивает повышение чувствительности и точности анализа пробы в два раза, снижение расхода реактива на 50% при одновременном снижении расхода электроэнергии.