Устройство для определения размеров наночастиц в окрашенных жидких средах
Полезная модель относится к приборостроению и может быть использована в качестве измерительного прибора для определения физико-химических свойств веществ, используемых в химической, пищевой либо кожевенной промышленности. Устройство для определения размеров наночастиц окрашенного раствора содержит измерительную кювету 1, состоящую из двух прямоугольных диффузионных сосудов 2, 3, источника света 4 и двух фотоэлементов, присоединенных к гальванометру 5. В первый сосуд 2 наливают окрашенный раствор исследуемого вещества (исходный материал) и бесцветный растворитель, во второй - окрашенный раствор вещества с известным разбавлением (эталонный материал). Через определенные промежутки времени после начала процесса диффузии производят замеры диффузионного пути частицами исходного материала путем сравнительного цветового анализа с эталонным материалом. Для этого измерительную кювету освещают светом от источника света 4, с помощью перемещающихся по вертикальной измерительной шкале 8 фотоэлементов 6, 7 фиксируют диффузионный путь частиц от нулевого уровня раздела между растворами до уровня одинакового светопоглощения разбавленного и эталонного материалов. Совпадение цветов определяют по моменту установки стрелки гальванометра 5 на ноль. По величине измеренного диффузионного пути за известное время определяют размер частиц.
Полезная модель относится к области приборостроения и может быть использована в качестве измерительного устройства при определении физико-химических свойств веществ, используемых в химической промышленности, например, при производстве натуральных красителей, в кожевенной промышленности при производстве дубящих растворов либо в виноделии. Известно устройство для измерения размеров частиц коллоидных систем с помощью определения коэффициента диффузии по скорости диффузии (1). Устройство отличается простотой, т.к. в нем использован обычный цилиндрический сосуд, в который наливают исследуемый раствор и растворитель, а по величине замеренных концентраций через заданные промежутки времени выносят суждение о значении коэффициента диффузии. Однако использование подобных устройств нецелесообразно из-за длительности измерительного процесса, который может продолжаться сутками.
Наиболее близким к данной полезной модели является устройство, содержащее расположенную горизонтально диффузионную кювету, выполненную в виде предметного стекла и укрепленной на нем эбонитовой рамочки, прикрытой стеклом (кюветы). Прямоугольная выемка в рамочке разделена вертикальной перегородкой на две половины, образующие два прямоугольных сосуда, имеющих общую боковую стенку. Один из сосудов разделен на две части подвижной горизонтальной пластиной, управляемой электромагнитом. В нижнюю часть сосуда наливают исследуемый раствор, в верхнюю -растворитель, а во второй - раствор с известной концентрацией частиц. (2). С помощью известного устройства нельзя добиться высокой точности измерения, т. к. процесс измерений основан на визуальной фиксации продукта диффузии (с помощью микроскопа). Положительным результатом, которого можно достичь при использовании данной полезной модели, является повышение точности измерений.
Положительный результат достигается тем, что в устройстве для определения размеров наночастиц в окрашенных жидких средах, содержащем линейную измерительную шкалу и диффузионную кювету, представляющую собой два одинаковых открытых диффузионных сосуда, имеющих прямоугольную призматическую форму, и соединенных друг с другом общей боковой стенкой, первый диффузионный сосуд предназначен для размещения исследуемого окрашенного раствора и соответствующего разбавителя, а второй - окрашенного раствора вещества с известным разбавлением (2), перед диффузионной кюветой, установлен направленный на нее источник света, а за кюветой - в плоскости проецирования уровней жидкости диффузионных сосудов размещены два фотоэлемента, установленные с возможностью совместного вертикального перемещения по линейной измерительной шкале, фотоэлементы соединены с гальванометром, образуя последовательную электрическую цепь, в которой фото ЭДС направлены навстречу друг другу, при этом нижние основания обоих диффузионных сосудов расположены на одном уровне горизонтальной плоскости, боковые стенки диффузионных сосудов выполнены из прозрачного материала.
На чертеже представлена конструктивная схема устройства. Устройство для определения размеров наночастиц в окрашенных жидких средах содержит диффузионную кювету 1, представляющую собой два одинаковых открытых диффузионных сосуда 2, 3, имеющих прямоугольную призматическую форму, и соединенных друг с другом общей боковой стенкой. Нижние основания диффузионных сосудов расположены на одном уровне горизонтальной плоскости. Боковые стенки обоих диффузионных сосудов 2, 3 выполнены из прозрачного материала. Первый диффузионный сосуд 2 предназначен для размещения исследуемого окрашенного раствора и соответствующего разбавителя, а второй - окрашенного раствора вещества с известным разбавлением (концентрацией). Перед диффузионной кюветой 1, установлен направленный на нее источник света 4, а за кюветой 1 - в плоскости проецирования уровней жидкости диффузионных сосудов размещены два подключенных к гальванометру 5 фотоэлемента 6, 7. Фотоэлементы 6, 7 соединены с гальванометром 5, образуя последовательную электрическую цепь, в которой фото ЭДС направлены навстречу друг другу. Оба фотоэлемента механически соединены друг с другом и установлены с возможностью совместного вертикального перемещения по
Устройство работает следующим образом. В первый сосуд наливают окрашенный раствор исследуемого вещества (исходный материал) и бесцветный растворитель, который наливают аккуратно по стенке, что бы создать четкую грань раздела, при этом плотность и поверхностное натяжение разбавителя на 10-20% мeньше чем у исследуемого раствора. Во второй диффузионный сосуд наливают окрашенный раствор вещества с известным разбавлением (эталонный материал). Через определенные промежутки времени после начала процесса диффузии производят замеры диффузионного пути частицами исходного материала путем сравнительного цветового анализа с эталонным материалом. Для этого измерительную кювету освещают светом от источника света 4, с помощью перемещающихся по вертикальной измерительной шкале 8 фотоэлементов 6, 7 фиксируют диффузионный путь частиц исходного материала от нулевого уровня раздела между растворами до уровня одинакового светопоглощения (совпадения цветов) разбавленного и эталонного материалов. Совпадение цветов определяют по моменту установки стрелки гальванометра 5 на ноль.
Данное устройство позволяет производить измерения диффузионного с высокой точностью, обеспечиваемой использованием фотоэлементов при максимальной простоте и удобстве измерений, что делает его наиболее предпочтительным для проведения исследований.
Устройство рекомендовано для применения в химической, пищевой и кожевенной промышленности.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:
Н.П.Песков и Е.М.Александрова - Прейс «Курс коллоидной химии». Государственное Научно-техническое издательство химической литературы, М., 1948 г., с.62. Там же, с.64.
Устройство для определения размеров наночастиц в окрашенных жидких средах, содержащее линейную измерительную шкалу и диффузионную кювету, представляющую собой два одинаковых открытых диффузионных сосуда, имеющих прямоугольную призматическую форму и соединенных друг с другом общей боковой стенкой, первый диффузионный сосуд предназначен для размещения исследуемого окрашенного раствора и соответствующего разбавителя, а второй - окрашенного раствора вещества с известным разбавлением, отличающееся тем, что перед диффузионной кюветой установлен направленный на нее источник света, а за кюветой - в плоскости проецирования уровней жидкости диффузионных сосудов - размещены два фотоэлемента, установленные с возможностью совместного вертикального перемещения по линейной измерительной шкале, фотоэлементы соединены с гальванометром, образуя последовательную электрическую цепь, в которой фотоЭДС направлены навстречу друг другу, при этом нижние основания обоих диффузионных сосудов расположены на одном уровне горизонтальной плоскости, боковые стенки диффузионных сосудов выполнены из прозрачного материала.
