Устройство для определения содержания органических веществ в грунтах и донных отложениях

Устройство для определения содержания органических веществ в грунтах и донных отложениях относится к области анализа материалов путем определения химического потребления кислорода, используемого для сжигания органических веществ в пробе. В патентуемом устройстве для определения содержания органических веществ в грунтах и донных отложениях содержатся последовательно расположенные определитель массы, пробоввод, печь, датчик кислорода и побудитель расхода с ротаметром. Новым в устройстве является то, что пробоввод и печь расположены вертикально, причем пробоввод помещен в печь сверху и выполнен в виде пробирки, к дну которой на расстоянии от дна подведена также вертикально трубка с открытым концом, вторым концом подсоединенная к входу датчика кислорода, при этом печь оснащена задатчиком (программатором) температуры. Развитием является устройство, в котором пробоввод выполнен из кварца, или другого не горючего материала, в газовый тракт между пробовводом и побудителем расхода установлены ловушка паров воды и(или) вентиль, к программатору температуры подведены датчики температуры, установленные у открытого конца трубки и(или) под дном пробирки, у дна установлен встряхиватель, а некоторые или все измерительные узлы связаны с компьютером.

Область техники

Устройство для определения содержания органических веществ в грунтах и донных отложениях относится к области анализа материалов путем определения химического потребления кислорода, используемого для сжигания органических веществ в пробе.

Уровень техники

Известны устройства для определения содержания органических веществ в почвах, основанные на окислении органических соединений (Воробьева Л.В. Химический анализ почв. - М.: Изд-во МГУ, 1998. - 272 с.). В них используют как прямые, так и косвенные методы анализа. В прямых методах анализа определяют количество диоксида углерода, полученного при окислении органических веществ. В косвенных методах -количество кислорода, потребленного при окислении, или т.н. химически потребленного кислорода (ХПК).

Известны устройства для определения содержания органических веществ в пробах, основанные также на окислении органических соединений (Патент Великобритании №1446827, кл. G 01 N 27/46, оп. 1976 и патент РФ №2053507, G 01 N 27/417, оп. 1996). В них используются косвенные методы анализа по определению ХПК.

Наиболее близким из аналогов (прототипом) является устройство для определения количества органических примесей в водной среде (Патент РФ N 2073238, МПК 7 G 01 N 27/46, 1997). Это устройство также базируется на определении ХПК и содержит последовательно расположенные весы (определитель массы), вдвижную ложку (пробоввод) в камере сгорания с нагревателем (печь), датчик кислорода и побудитель расхода с расходомером (ротаметром).

Раскрытие сущности

В патентуемом устройстве для определения содержания органических веществ в грунтах и донных отложениях также содержатся последовательно расположенные определитель массы,

пробоввод в печи, датчик кислорода и побудитель расхода с расходомером в виде ротаметра.

Новым в устройстве является то, что пробоввод и печь расположены вертикально, причем пробоввод помещен в печь сверху и выполнен в виде пробирки, к дну которой на расстоянии от дна сверху подведена также вертикально трубка с открытым концом, вторым концом подсоединенная к входу датчика кислорода, при этом печь оснащена задатчиком (программатором) температуры.

Развитием является устройство, в котором пробоввод выполнен из кварца, или другого не горючего материала, в газовый тракт между пробовводом и побудителем расхода установлены ловушка паров воды, вентиль, к программатору температуры подведены датчики температуры, установленные у открытого конца трубки и(или) под дном пробирки, у дна - встряхиватель, а некоторые или все измерительные узлы связаны с компьютером.

Описание чертежа

На чертеже показан вариант схемы устройства. Здесь изображены пробоввод в виде пробирки 1 с трубкой 2, подсоединенной к последовательно расположенным датчику кислорода 3, ловушке паров воды 4, измеритель расхода 5, побудителю расхода 6 и вентилю 7. К печи 8 подсоединен программатор температуры 9. Все датчики подсоединены к компьютеру 10, в частности датчик температуры 11, У дна пробирки закреплен встряхиватель 12, представляющий собой вибратор. Определитель массы 13 представляет собой весы.

Пробирка 1 и трубка 2 изготовлены из кварца и установлены в печи 1 вертикально. В качестве датчика кислорода 3 использован керамический сенсор, датчиков температуры 9 - термопары, а измерителя расхода 5 - ротаметр.

Работа устройства

Пробу грунта или донного отложнения помещают на дно пробирки 1. К пробе подводят открытый конец трубки 2 и пробирку помещают в вертикально расположенную печь 1. Побудитель расхода 7 задает протекание воздуха из атмосферы над нагретой пробой в пробирке 1. Программатор температуры 9 управляет нагревом печи 1. Органические вещества окисляются кислородом воздуха, а датчик кислорода фиксирует изменение его

концентрации, по которому судят о наличии органических веществ в пробе.

Расчеты или калибровка устройства позволяет определить количество сгоревших органических веществ в анализируемой пробе почвы по химическому потреблению кислорода (ХПК), анлогично тому, как в прототипе. Повышение точности измерений обеспечивается тем, что вертикальное расположение пробоввода позволяет

Техническим результатом является повышение точности измерений и улучшение автоматизации определения органических веществ в пробах почв по сравнению с выше указанными аналогами. Очевидно, что устройство промышленно воспроизводимо, поскольку все элементы и узлы его широко изготавливаются.

1. Устройство для определения содержания органических веществ в грунтах и донных отложениях, содержащее последовательно расположенные определитель массы, пробоввод, печь, датчик кислорода и побудитель расхода с ротаметром, отличающееся тем, что пробоввод и печь расположены вертикально, причем пробоввод помещен в печь сверху и выполнен в виде пробирки, к дну которой на расстоянии от дна подведена также вертикально трубка с открытым концом, вторым концом подсоединенная к входу датчика кислорода, при этом печь оснащена программатором температуры.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пробоввод выполнен из кварца или другого негорючего вещества, в газовый тракт между пробовводом и побудителем расхода установлены ловушка паров воды и(или) вентиль, к программатору температуры подведены датчики температуры, установленные у открытого конца трубки и(или) под дном пробирки, у дна установлен встряхиватель, а некоторые или все измерительные узлы связаны с компьютером.