УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ЗАПАХА ВОДЫ
APPARATUS FOR DETERMINING THE ODOUR INTENSITY OF WATER

Изобретение относится к аналитической химии и предназначено для определения интенсивности запаха воды с применением пьезосенсорного анализатора газов.
Интенсивность запаха воды определяют органолептическим методом при температурах 20±2 и 60±5°С по пятибалльной шкале согласно ГОСТ [ГОСТ Р 57164-2016. Национальный стандарт РФ. Вода питьевая. Методы определения запаха, вкуса и мутности. Дата введения: 01.01.2018]. Недостатком существующего подхода к определению интенсивности запаха воды являются низкая точность анализа вследствие влияния на результаты исследования субъективного фактора (эмоциональное и физическое состояние дегустатора, его квалификация и др.), а также низкое разрешение оценочной шкалы, которая является дискретной и включает 5 рангов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявленному является устройство для экспресс-анализа качества продуктов, включающее модифицированный сорбентом пьезосенсор, закрепленный в съемной крышке ячейки детектирования, которая выполнена в виде цилиндра с меткой уровня анализируемой жидкости, устройства для возбуждения колебаний пьезосенсора, измерения скорости частоты колебаний пьезосенсора и дискретного отображения информации, элемент питания [RU 2634803 С. Устройство для экспресс-анализа качества продуктов / Кучменко Т.А.. Кочетова Ж.Ю., Дроздова Е.В. и др. Заявл. 24.05.2016. Опубл. 03.11.2017 -прототип].
Недостатками существующего устройства являются:
- невозможно суммарно определять летучие компоненты исследуемой жидкости, формирующих запах воды, так как пьезосенсор модифицирован сорбентом, проявляющим высокое сродство к индивидуальным летучим компонентам исследуемой жидкости или к группе родственных соединений;
- невозможно определять интенсивность запаха воды при различных температурах, как требует ГОСТ Р 57164-2016;
- низкая точность вследствие дискретного отображения информации (световое сигнальное устройство).
Техническая задача изобретения - точное определение интенсивности запаха воды при различных температурах.
Техническая задача изобретения достигается тем, что устройство для определения интенсивности запаха воды включает модифицированный сорбентом пьезосенсор, закрепленный в съемной крышке ячейки детектирования, которая выполнена в виде цилиндра с меткой уровня анализируемой жидкости, устройства для возбуждения колебаний пьезосенсора, измерения скорости частоты колебаний пьезосенсора и дискретного отображения информации, элемент питания, новым является то, что применяют модифицированный универсальным сорбентом пьезосенсор, ячейку детектирования оснащают термостатом с регулятором, измерителем температуры жидкости и дополнительной крышкой, электронное табло для вывода информации в виде числового значения аналитического сигнала, которое сопоставляют с построенной заранее по стандартным растворам непрерывной шкалой интенсивности запаха воды.
Технический результат изобретения достигается тем, что используют пьезосенсор, модифицированный универсальным сорбентом, например, многослойными углеродными нанотрубками [Кучменко Т.А., Бодренко Е.B., Анохина Е.П. Экспрессный способ анализа крепких спиртных напитков массивом пьезосенсоров «электронный нос» // Аналитика и контроль. 2017. Т. 21. №3. С. 262-273]. Универсальные сорбенты не проявляют повышенного сродства к отдельным газам, а сорбируют их суммарно, что позволяет определять весь спектр запахообразующих компонентов воды. Оснащение ячейки детектирования термостатом с регулятором и измерителем температуры, например, марки Тектрон-Био [Официальный сайт компании SIMAS. Циркуляционные термостаты. Режим доступа: www.simas.ru/products/microbiology/common/circlerm] позволяет измерять интенсивность запаха воды при температурах 20±0,2 и 60±0,2°С, как требуют стандартные методики оценки качества воды [ГОСТ Р 57164-2016. Национальный стандарт РФ. Вода питьевая. Методы определения запаха, вкуса и мутности. Дата введения: 01.01.2018]. При нагревании (или охлаждении) воды в термостате до заданной температуры ячейку детектирования закрывают дополнительной крышкой во избежание активного испарения летучих компонентов до проведения исследования пробы воды. Цифровое табло, встроенное в корпус устройства, позволяет считывать численную информацию - скорость частоты колебаний пьезосенсора (аналитический сигнал), которая зависит от концентрации компонентов в газовой фазе анализируемой жидкости, как указано в прототипе. Численное значение сопоставляют с построенной заранее функциональной зависимостью аналитического сигнала от интенсивности запаха воды, при этом оценивают интенсивность запаха не по рангам, а с более высоким разрешением (например, до десятых). Зависимости интенсивности запаха воды от аналитического сигнала при температурах 20±0,2 и 60±0,2°С строят по стандартным растворам, методики приготовления которых указаны в ГОСТ [ГОСТ Р 57164-2016. Национальный стандарт РФ. Вода питьевая. Методы определения запаха, вкуса и мутности. Дата введения: 01.01.2018].
Устройство для определения интенсивности запаха воды представлено на фигуре 1. Оно состоит из модифицированного универсальным сорбентом пьезосенсора 1, закрепленного в съемной крышке 2 ячейки детектирования 3 с меткой для контроля уровня анализируемой воды 4, термостата 5 с регулятором и измерителем температуры жидкости, в котором анализируемая проба воды в ячейке детектирования с дополнительной крышкой 6 выдерживается до достижения заданной температуры. Блок питания 7 соединен со схемой возбуждения частоты колебаний пьезосенсора 8, устройством для измерения скорости частоты колебаний пьезосенсора 9 и цифровым табло 10. Аналитический сигнал сопоставляется с построенной заранее непрерывной шкалой для оценки интенсивности запаха воды 11 для соответствующей температуры.
Устройство для определения интенсивности запаха воды работает следующим образом. В ячейку детектирования 3 помещают анализируемую пробу воды 4 до риски, как указано в прототипе. Ячейку детектирования закрывают крышкой 6 и помещают в термостат 5 с регулятором и измерителем температуры. На термостате, например, марки Тектрон-Био [Официальный сайт компании SIMAS. Циркуляционные термостаты. Режим доступа: www.simas.ru/products/microbiology/common/circlerm] устанавливают заданную температуру определения интенсивности запаха воды 20±0,2 или 60±0,2°С в соответствии с ГОСТ [ГОСТ Р 57164-2016. Национальный стандарт РФ. Вода питьевая. Методы определения запаха, вкуса и мутности. Дата введения: 01.01.2018]. О достижении заданной температуры воды судят по встроенному в термостат измерителю температуры. В крышку ячейки детектирования 2 помещают модифицированный универсальным сорбентом пьезосенсор 1, включают блок питания 7, соединенный со схемой возбуждения частоты колебаний пьезосенсора 8, устройством для измерения скорости частоты колебаний пьезосенсора 9 и цифровым табло 10. Затем производят быструю замену крышки ячейки детектирования 6 на крышку с пьезосенсором 2. Измерения проводят в течение 30 с, как указано в прототипе. С электронного табло 10 считывают аналитический сигнал, равный, например, 1,2 Гц/с при температуре воды 20±0,2°С или 2,3 при температуре воды 60±(),2°С. Сопоставляют аналитические сигналы с непрерывными шкалами интенсивности запаха воды 11, построенными заранее в тех же условиях, ч то и проводимые измерения. Порядок приготовления стандартных растворов воды с различной интенсивностью запаха приведен в ГОСТ [ГОСТ Р 57164-2016. Национальный стандарт РФ. Вода питьевая. Методы определения запаха, вкуса и мутности. Дата введения: 01.01.2018].
Примеры построенных непрерывных шкал для определения интенсивности запаха воды приведены на фигуре 2, где линия 1 и линия 2 зависимости аналитических сигналов (АС) от интенсивности запаха воды (1, балл) при температурах соответственно 20±0,2°С и 60±0,2°С; 1-5 - ранги интенсивности запаха воды, описание которых приведено в ГОСТ [ГОСТ Р 57164-2016. Национальный стандарт РФ. Вода питьевая. Методы определения запаха, вкуса и мутности. Дата введения: 01.01.2018].
В соответствии с приведенным примером значения интенсивности запаха анализируемой воды составляют 2,9 (фиг. 2, линия 1) и 3,8 (фиг. 2, линия 2) баллов. По дискретной оценочной шкале полученные в примере значения аналитических сигналов соответствуют рангам 2 (запах слабый, не вызывающий неодобрительного отзыва) и 3 (запах легко замечается и вызывает неодобрительные отзывы) [ГОСТ Р 57164-2016. Национальный стандарт РФ. Вода питьевая. Методы определения запаха, вкуса и мутности. Дата введения: 01.01.2018].
Устройство для определения интенсивности запаха воды позволяет: суммарно определять летучие компоненты исследуемой жидкости, формирующие запах воды; определять интенсивность запаха воды при различных температурах, как требует ГОСТ Р 57164-2016; повысить точность определения интенсивности запаха воды.