УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУХОГО ОСТАТКА, НЕЛЕТУЧИХ СОЕДИНЕНИЙ В ПИТЬЕВЫХ, СТОЧНЫХ, ПРИРОДНЫХ ВОДАХ, ТОПЛИВАХ, ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ
DEVICE FOR DETERMINATION OF DRY RESIDUE, NON-VOLATILE COMPOUNDS IN DRINKING, WASTE, NATURAL WATERS, FUELS, FOODSTUFFS

Изобретение относится к аналитической химии и предназначено для определения сухого остатка, нелетучих соединений в питьевых, сточных, природных водах, топливах, пищевых продуктах, для решения задач аналитической химии и определения показателей качества объектов.
Определение сухого остатка, нелетучих соединений в питьевых, сточных, природных водах, топливах, пищевых продуктах основано на нахождении точной массы на аналитических весах [Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации сухого и прокаленного остатков в пробах питьевых, природных и сточных вод гравиметрическим методом: ПНД Ф 14.1:2:4.261-10 - Введ. 2010-04-21 - М., 2010], [Изделия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ: ГОСТ 5900-73 99 - Введ. 1975-01-01 - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004], [Топливо моторное. Метод определения фактических смол (по Бударову): ГОСТ 8489-85 - М.: Издательство стандартов, 1985], [Топлива моторные, авиационные и дистилляты низкокипящие. Метод определения фактических смол выпариванием струей: ГОСТ Р 53714-2009 - Введ. 1911-01-01 - М.: Стандартинформ, 2010]. Известное устройство (аналитические весы) для определения массы веществ состоит из корпуса с расположенной на нем весовой платформой, соединенной с тензометрическим датчиком, один выход которого подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя с блоком индикации, к которому подключены клавиатура и блок питания [Дворкин В.И. Метрология и обеспечение качества количественного химического анализа. - М.: Химия, 2001 - 263 с.].
Недостатками данного устройства является невозможность осуществления определения сухого остатка, нелетучих соединений в питьевых, сточных, природных водах, топливах, пищевых продуктах во внелабораторных условиях и необходимость большого количества анализируемой пробы.
Определение сухого остатка в пищевых продуктах основано на измерении показателя преломления рефрактометром [Соки фруктовые и овощные. Метод определения содержания растворимых сухих веществ рефрактометром: ГОСТ Р 51433-99 - Введ. 2001-01-01 - М.: Стандартинформ, 2010], [Изделия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ: ГОСТ 5900-73 99 - Введ. 1975-01-01 - М.: ИПК Издательство стандартов, 2004]. Известное устройство (рефрактометр) для определения сухих веществ в пищевых продуктах состоит из корпуса, в котором последовательно расположены: источник света, кювета, измерительная призма, индикационное поле [Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2 ч. Часть 2. Физико-химические методы анализа - М.: Высш. школа, 1989 - 384 с.].
Недостаток данного устройства состоит в невозможности осуществления во внелабораторных условиях, применения для различных объектов анализа (топливо), необходимо вводить поправки, компенсирующие ошибки, за счет разности показателей преломления сахарозы и составляющих исследуемого образца.
Техническая задача изобретения заключается в повышении экспрессности определения сухого остатка, нелетучих соединений в питьевых, сточных, природных водах, топливах, пищевых продуктах с помощью одного устройства и проведении анализа, как в лаборатории, так и в режиме «на месте» без специальных условий.
Техническое решение заключается в разработке устройства для определения сухого остатка, нелетучих соединений в питьевых, сточных, природных водах, топливах, пищевых продуктах, которое содержит корпус, внутри которого расположен частотомер для оценки измерения частоты колебаний пьезорезонатора до и после нагрузки, соединенный с двумя микросхемами для возбуждения колебаний двух пьезорезонаторов, установленных в подвижную панель горизонтально, размещенное на верхней панели корпуса табло для вывода изменения частоты колебания резонатора до и после нагрузки через отверстие для нанесения жидкой пробы на каждый пьезорезонатор, ручку для перемещения пьезорезонаторов до щелчка в два положения: «нагрузка/взвешивание» и «сушка/охлаждение», элемент Пельтье для сушки пробы путем нагрева и последующего охлаждения поочередно одного и другого пьезорезонатора.
Технический результат изобретения заключается в повышении экспрессности определения сухого остатка, нелетучих соединений в питьевых, сточных, природных водах, топливах, пищевых продуктах с помощью одного устройства и проведении анализа, как в лаборатории, так и в режиме «на месте» без специальных условий.
На Фиг. представлен общий вид устройства для определения сухого остатка, нелетучих соединений в питьевых, сточных, природных водах, топливах, пищевых продуктах.
Устройство для определения сухого остатка, нелетучих соединений в питьевых, сточных, природных водах, топливах, пищевых продуктах содержит корпус 1, внутри которого расположен частотомер 2 для оценки измерения частоты колебаний пьезорезонатора 4 до и после нагрузки, соединенный с двумя микросхемами 3 для возбуждения колебаний двух пьезорезонаторов 4, установленных в подвижную панель горизонтально, размещенное на верхней панели корпуса табло 6 для вывода изменения частоты колебания резонатора 4 до и после нагрузки через отверстие 7 для нанесения жидкой пробы на каждый пьезорезонатор 4, ручку 8 для перемещения пьезорезонаторов 4 до щелчка в два положения: «нагрузка/взвешивание» и «сушка/охлаждение», элемент Пельтье 9 для сушки пробы путем нагрева и последующего охлаждения поочередно одного и другого пьезорезонатора 4.
Устройство для определения сухого остатка, нелетучих соединений в питьевых, сточных, природных водах, топливах, пищевых продуктах функционирует следующим образом.
0
1
0
1
Перед включением прибора пьезорезонатор 4 выводят в положение «нагрузка/взвешивание» при помощи ручки корпуса 8. Включают прибор. Частотомер 2 определяет исходную частоту колебаний пьезорезонатора (F) и фиксирует как базовую. Исследуемую жидкость объемом 1 мкл микрошприцом через отверстие 7 наносят на электрод пьезорезонатора 4, переводят его в положение «сушка/охлаждение». Происходит нагревание элементом Пельтье 9. Пьезоезонатор 4 переводят в положение «сушка/охлаждение». Происходит охлаждение элементом Пельтье 9. Переключают пьезорезонатор 4 в положение «нагрузка/взвешивание». Повторно регистрируется частота колебаний пьезорезонатора 4 частотомером 2 (F) и результат изменения частоты колебаний ΔF пьезорезонатора 4 до и после нагрузки выводится на табло 6 (ΔF=F-F). По изменению частоты колебаний ΔF и градуировочному графику, индивидуальному для каждого вида проб, определяют сухой остаток, нелетучие соединения в питьевых, сточных, природных водах, топливах, пищевых продуктах.
Сравнение некоторых характеристик предлагаемого технического решения и ближайших аналогов представлены в таблице.
Предложенное устройство для определения сухого остатка, нелетучих соединений в питьевых, сточных, природных водах, топливах, пищевых продуктах позволяет:
1) расширить возможность анализа за счет универсальности определения нелетучих соединений в водах, пищевых продуктах, топливах;
2) существенно сократить продолжительность анализа;
3) уменьшить объем пробы для анализа до 1 мкл;
4) уменьшить время пробоподготовки, за счет минимизации требуемого объема пробы;
5) провести экспресс-анализ, как в лабораторных, так и во внелабораторных условиях без специальных условий;
6) существенно снизить габариты приборов для измерения нелетучих соединений.