РАЗНОСТНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к устройствам измерения активного сопротивления жидкостей и позволяет одновременно проводить измерение в жидких средах на электроде сравнения и рабочем электроде.
Известно устройство для контроля идентичности веществ (RU №2084884, МПК G01N 27/22, опубл. 20.07.1997), взятое за прототип, содержащее генератор прямоугольных импульсов, имеющий прямой и инверсный выходы, емкостной преобразователь, между обкладками которого помещена кювета с контролируемым веществом, сумматор и блок регистрации измерений, генератор прямоугольных импульсов выполнен с кварцевой стабилизацией частоты и фазы колебаний и содержит формирователь прямой и противофазной импульсных последовательностей скважности-2, а устройство дополнительно содержит второй емкостной преобразователь, между обкладками которого размещена кювета с образцовым веществом, причем первые обкладки емкостных преобразователей подключены к противофазным выходам генератора, а вторые обкладки подключены к входам сумматора, выход которого подключен к входу блока регистрации.
Однако устройство содержит ряд недостатков, которые ограничивают его эффективность и область использования: низкая производительность, долгий процесс проведения эксперимента, большой риск ошибки.
Принцип действия разностного генератора. Измеряется частота колебаний ненагруженных пьезоэлектрических сенсоров, на воздухе. Затем на один сенсор наноситься холостая проба, а на второй анализируемый раствор и записывается разностная частота колебаний сенсоров в течение 10 с., затем остатки анализируемого раствора удаляются фильтровальной бумагой.
Каждый пьезокварцевый резонатор имеет свою частоту колебаний, нет двух абсолютно одинаковых пьезокварцев. Поэтому при подключении их к разностному генератору даже в ненагруженном жидкостью состоянии, прибор будет показывать разницу от 50 до несколько сотен Гц.
Технической задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа и получение более высокого уровня технического результата, а так же получения более точной частоты колебания пьезокварцевого резонатора.
Технический результат заключается в усовершенствовании разностного генератора и уменьшении погрешности измерения активного сопротивления жидкости.
Технический результат достигается тем, что в разностном генераторе, включающем два кварцевых генератора, подключенным ко входам сумматора, кювету с холостой и с анализируемой пробой, согласно полезной модели, к выходу сумматора подключен усилитель сигнала, холостая и анализируемая пробы наносятся на поверхность кварцевых кристаллов пьезокварцевых резонаторов кварцевых генераторов, а для компенсации собственной частоты колебаний пьезокварцевого резонатора с анализируемой пробой второй кварцевый генератор содержит составной резистор.
Введение составного резистора (на схеме он обозначен как R3 и R4) позволяет регулировать эту разницу до минимального значения 10-15 Гц. Принципиальная схема усовершенствованного разностного генератора представлена на фиг. 1. IC1; IC2; IC3; IC4 - микросхемы; Rl-R2; R5-R7 - резисторы; R3-R4 - составной резистор; С1-С4 - конденсаторы; ZQ1 и ZQ2 - пьезокварцевые резонаторы сравнения и индикаторный, соответственно 1, 2 - генераторы; 3 - смеситель сигнала; 4 - усилитель сигнала.
При проведении измерения объемы холостой и анализируемой пробы должны быть одинаковыми. Рекомендуется наносить их хроматографическим микрошприцем. В зависимости от вязкости анализируемого раствора объем проб может быть от 1 до 10 мкл.
-6
3
Оценку принципиальной возможности определения аминокислот разностным способом проводили на модельных растворах аминокислот: глицина, аланина. Для построения градуировочных графиков готовили стандартные растворы с концентрациями 0,1-10 моль/дм. Фиксирование разностного сигнала от пьезоэлектрических сенсоров, нагруженных жидкостями, осуществляли в статических условиях. Объем холостой и анализируемой пробы аминокислот - 10 мкл.
Устройство состоит из двух генераторов в качестве частотно-задающих элементов, которых используются пьезокварцевые резонаторы. При нанесении анализируемой пробы на поверхность электродов пьезокварцевых резонаторов изменяется их частота колебаний, она уменьшается. Сигналы от двух генераторов поступают на синхронизатор (сумматор) на выходе, из которого получается разность двух сигналов. Для усиления полученной разности сигналов до необходимого значения служит усилитель. Данный генератор выдает прямоугольные импульсы. Напряжение составляет от 3.5 до 5 В.
Принцип измерения с использованием разностного генератора заключается в следующем. Измеряется частота колебаний ненагруженных пьезоэлектрических сенсоров, на воздухе. Составным резистором (R3-R4) минимизируется разница частот колебаний резонаторов до 10-15 Гц. Затем на оба сенсора наноситься холостая проба, и проверятся разница. Если требуется, то корректируется разница частот. После установления частоты со второго сенсора фильтровальной бумагой удаляется холостая проба и наносится анализируемый раствор, минимальный по концентрации, и записывается разностная частота колебаний сенсоров в течение 10 с., остатки анализируемого раствора удаляются фильтровальной бумагой. Эксперимент повторяется, переходя от разбавленных растворов к более концентрированным.
Метрологические характеристики определения аминокислот разностным способом представлены в табл. 1. Проверку правильности определения проводили методом введено-найдено Табл. 2. Как видно из таблицы относительное стандартное отклонение не превышает 10%.