ФОТОСЕДИМЕНТОМЕТР

Предлагаемая полезная модель относится к приборам для седиментационного анализа высокодисперсных порошков и эмульсий в центробежном поле фотоэлектрическим методом и может найти применение в химической, биологической, машиностроительной и других отраслях промышленности.
Применяемый метод микроскопирования, заключающийся в фиксировании отдельных частиц с определением их числа и размеров имеет ряд недостатков. Это большие затраты времени, при определении числа и размеров частиц, что резко снижает производительность проведения анализа. Кроме того, анализ исследуемых частиц ограничивается разрешающей способностью применяемого микроскопа (например, Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. - Л. : Химия, 1987. - 264 с.).
Для ускорения проведения дисперсного анализа используют центрифуги. При этом, дисперсность определяется по изменению плотности проб среды, отбираемых пипеткой на заданной глубине и периодической остановке центрифуги, что снижает точность результатов, увеличивает продолжительность анализа, затрудняет автоматизацию (Янковский А.С., Булгакова Н.Г., Абросимов Ю.В. // Промышленная и санитарная очистка газов. 1978, №3, с.21-22).
Известно устройство (фотоседиментометр по а.с. №420888, G01J 1/04), включающее регистрирующий прибор с усилительно-измерительной схемой и камеру, состоящую из корпуса, внутри которого расположена стойка с многозаходной винтовой резьбой и электоприводом, кроме того на стойке смонтирована измерительная головка, состоящая из осветителя кюветы, с анализируемой суспензией, которую вставляют через люк, закрываемый крышкой с магнитной защелкой. На крышке люка расположены микропереключатели с контактами. Питание установки осуществляется от стабилизатора. Регистрирующий прибор фотоседиментометра подключен к датчику состоящему из фотоприемника и источника контрольного сигнала.
К недостаткам данного устройства можно отнести следующее. При установлении дисперсного состава, осаждение частиц происходит в гравитационном поле. В тоже время известно, что осаждение частиц менее 1-5 мкм очень замедляется из-за их участия в броуновском движении. Применение прибора для установления дисперсности частиц, меньших указанного диапазона, очень длительно и поэтому практически невозможно. К тому же описанный фотоседиментограф имеет относительную конструктивную сложность из-за наличия большого числа деталей, и вследствие этого низкую надежность.
Технический результат - повышение скорости и точности дисперсного анализа.
Для достижения указанного технического результата фотоседиментометр содержащий основание, кювету изготовленную из оптически проницаемого материала с крышкой и дном, осветитель, фотоприемник и измерительно-регистрирующее устройство, снабжен установленным на неподвижное основание приводным двигателем, вал которого соединен с внешней стороной дна кюветы, а осветитель и фотоприемник размещены над внешней стороной крышки кюветы и прикреплены к основанию, причем внутренняя сторона дна кюветы имеет оптически отражающую поверхность.
На фиг.1 изображена схема конструкции фотоседиментометра, а на фиг.2 - схема расположения осветителя и фотоприемника.
Устройство содержит основание 1, на котором установлен приводной двигатель 2 соединенный с внешней стороной дна кюветы 3, а осветитель 4 и фотоприемник 5 размещены над внешней стороной крышки кюветы 3 и прикреплены к основанию 1, причем внутренняя сторона дна кюветы 3 имеет оптически отражающую поверхность 6, одновременно осветитель 4 и фотоприемник 5 соединены с измерительно-регистрирующим устройством 7.
Фотоседиментометр работает следующим образом. Исследуемая жидкость заливается в кювету 3, включается измерительно-регистрирующее устройство 7 и приводной двигатель 2. В результате разделения фаз в кювете 3 под действием центробежного поля происходит изменение оптической плотности исследуемой жидкости, которая контролируется датчиками 4 и 5 и устройством 7. После чего строят зависимость изменения оптической плотности от времени разделения фаз, а затем по известной методике (Паничкина В.В., Уварова И.В. Методы контроля дисперсности и удельной поверхности металлических порошков. - Киев: Наукова Думка, 1973. - 168 с.) производят перевод полученной кривой в зависимость распределения частиц от их размеров. В настоящее время, эти трудоемкие этапы легко реализуются с помощью применения вычислительной техники.
Соединение в устройстве центробежного разделения фаз исследуемой жидкости с контролем оптической плотности дает возможность резко повысить скорость и точность дисперсного анализа. Кроме того, изменение частоты вращения приводного двигателя и диаметра кюветы дает возможность изменять время проведения дисперсного анализа.
Оснащение внутренней стороны дна кюветы оптическиотражающей поверхностью и как следствие расположение датчиков с одной стороны с возможностью относительного перемещения (положения датчиков 4 и 5, или 4' и 5' фиг.2), дает возможность изменять длину пути луча проходимого через исследуемую жидкость. Это обеспечивает анализ жидкостей с малой оптической плотностью.
Эффективность применения устройства будет выражаться в повышении скорости и точности проведения дисперсного анализа, за счет применения центробежного поля для разделения фаз и одновременного непрерывного контроля изменения оптической плотности исследуемой жидкости фотометрическим методом. Кроме того, изменение расстояния между датчиками обеспечивает анализ жидкостей с малой оптической плотностью, что расширяет область применения фотоседиментометра.