Дзетаметр

Союз Советскими

Соцналнстнческнх

Республик

«»708212 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 280977 (21) 2533354/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.2

G 01 N 27/26

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 54 3. 275 (088. 8) Опубликовано 0 50 180. Бюллетень 11о 1

Дата опубликования описания 0601.80 (72) Автор изобретения

М.Н. Кривов всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения

71 Заявитель канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (54) ДЗЕТАМЕТР..

Изобретение относится к приборам для измерения дзетапотенциала микроэлектрофорезом и может быть использовано при обогащении полезных ископаемых, исследовании почв, в к оллоидн ой химии, медицин е, а также при очистке природных и сточных вод.

Известен прибор для измерения дзетапотенциала микроэлектрофорезом, включающий в себя электрофоретическую ячейку, состоящую из двух камер с электродами, соединенных прозрачной измерительной трубкой, устройства для заполнения ячейки пробой и слива пробы, источник электрического тока, микроскоп с горизонтальной оптической осью,совмещенной с оптической осью осветителя, устройство для измерения удельной электропроводности пробы и секундомер. Дзетапотенциал этим прибором определяется путем измерения скорости движения частиц в электрическом поле. Заряженные частицы движутся в измерительной трубке к электроду, имеющему потенциал противоположного знака, Скорость движения частиц находится в прямой зависимости от величины их поверхностного потенциала и потенциала, приложенного к электродам электрофоретической ячейки, Микроскоп сфокусирован в освещенную полость измерительной трубки и в его поле видны движущиеся частицы. Измеряя секундомером время движения частиц в поле микро=копа между линиями окулярной сетки, определяют скорость ее электрофоретического движения и по известньг формулам определяют величи-. ну дзетопотенциала f1).

Недостатками этого прибора являются отсутствие прямой индикации ве15 личины дзетапотенциала, осуществление процесса измерения вручную, длительность измерения и возможность субъективных ошибок.

И зестен дзетаметр, включающий

20 в себя электрофоретическую ячейку, состоящую из двух камер с электродами, соединенных прозрачной трубкой, источник постоянного тока, соединенный через контакты с электродами, микроскоп с осветителем, решеткумодулятор, фотоэлектрический детектор, соединенный с усилителем, и электронно-вычислительное устройство. B этом приборе дзетапстенцнал

30 определяется измерением э".åêòðî4оре708212 тической скорости частиц. Свет изображения движущихся в электрическом поле частиц, проходя от микроскопа через решетку-модулятор, в виде снетовых импульсов попадает на фотоэлектрический детектор, преобразующий световые импульсы в электрические, Усиленные электронным усилителем импульсы попадают на вход элект ронно-вычислительного устройстна, которое по частоте импульсов определяет дзетапотенцкал отдельных частиц, взвешенных в пробе (2).

Недостатками этого прибора являются измерение дзетапотенциала отдельных частиц взвеси суспензий ма-. лой кОнцентрации, сложность прибора, обусловленная применением неонового лазера в качестве осветителя.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых концентраций суспенэий при измерении дзетапотенциала 20 и- упрощение конструкции дзетаметра.

Это достигается тем, что дзетаметр снабжен измерителем средней ско-, рости течения пробы, соединенным с одной из камер электрофоретической 25 ячейки, выполненным н виде мерной емкости с дополнительным электро.дом и сливного патрубка, программным блоком, соединенным с электродами, микроскопом, фотоэлектричес ким детектором, усилителем и электронна-вычислительным устройстном, а также тем, что в качестве осветителя используют галогенную лампу

:накаливания. 35

На чертеже изображена функцио-. нальная схема дзетаметра.

Дэетаметр содержит электрофоретическую ячейку 1, включающую н себя дне камеры 2 с электродами 3, соединенные прозрачной трубкой 4, устройство заправки пробой, состоящее из сосуда 5 с пробой, соединенного через электромагнитный клапан

6 с одной из камер, устройство смены пробы, состоящее из сосуда 7 сбора пробы, соединенного через электромагнитный клапан 8 с той же камерой, Дзетаметр содержит также измеритель средней скорости, содержащий мерную 5О емкость 10 с электродом Il и слив.— ной патрубок 12, источник 13 постоянного электрического тока, соединеннфй с устройствами дзетаметра, микРоскоп 14 с осветителем 15 (галогениая лампа накалинания), объективы которых сфокусированы внутрь прозрачной трубки, решетку-модулятор

l6, установленную на пути прохождения света от микроскопа к фотоэлектрическому детектору 17 усилитель 60

18, вход которого соедйнен с фотоэлектрическим детектором, а выход включен на вход электронно-вычислительного устройства 19, программное устройство 20, содержащее элементы включения и отключения устройств дзетаметра.

Дзетаметр работает следующим образом, Программное устройстно 20 автоматически включает клапан 6, из сосуда 5 проба через камеры 2 и трубу 4 поступает в мерную емкость 10, клапан закрывается, излишек пробы иэ емкости 10 сливается через патрубок

l2, Открывается клапан 8, проба иэ емкости 10 через камеры 2 трубку 4 и клапан 8 сливается в емкость 7 °

При движении пробы в трубке 4 свет, отраженный от взвешенных в пробе частиц, проходит через микроскоп

14, решетку-модулятор 16 и попадает на фотодетектор 17 в виде световых импульсов, частота которых пропорциональна скорости движения частиц, Фотодетектор 17 преобразует световые импульсы в электрические, которые после усиления усилителем 18 поступают на вход электронно-вычислительного устройства, которое считает и запоминает количество импульсов и запоминает время счета за интернал времени с момента включения клапана

8 до момента, когда уровень пробы в емкости 10 не опустится ниже электрода 11. При этом электролитическая цепь между электродами 3 и

11 прерывается и программное устройство 20 выдает сигнал на прекращение счета импульсов и времени их счета.

Клапан 8 закрывается, на электроды

3 подается напряжение от источника

13 постоянного тока, одновременно включается электронно-вычислительное устройство 19. В трубке 4 взвешенные частицы приходят в электрофоре- тическое движение со скоростью, пропорциональной величине их электрического заряда и величине потенциала на электродах 3.устройство 19 считает и запоминает число импульсов при . электрофоретическом движении частиц за время, равное времени счета импульсон при движении частиц со средней скоростью. Гаким образом н устройстве

19 формйруется результат счета импульсов и время счета импульсов.По этим данным устройство 19 выдает величину дзетапотенциала $ эф> где Ц вЂ” вязкость воды; — расстояние между электродами 3; диэлектрическая постоянная воды;

Š— потенциал на электродах Зу электрофоретическая скорость частиц.

Коэффициент К определяется из известной формулы Смолухонского

A<6 Ъоо, (2)

gE эф>

708212 где электрофоретическая скорость

9эф определяется применительно к схеме предлагаемого дзетаметра из выражения (3) п э зф= и "сР. ср где n - число импульсов, сосчитанное ЭВУ за время Г при средней скорости течения пробы Ч р и - число импульсов, сосчитанное sa время 6 при электрофоретическом движении частиц.

Средняя скорость течения пробы в трубке 4 Ч (, находится по формуле

Ч (4)

"сргде V — объем мерной емкости 10;

S — площадь сечения отверстия в трубке 4, Иэ выражений (4) и (3) получаем (5) эф N Б Г

После подстановки выражения (5) Ь выражение (2) имеем ж с ъоо чп (б)

Sip аЕ9оп Р

Коэффициент К при этом равен

4Ю1Е.ЬоА (7)

res

Иэ (б) и (7) после подстановки получается элементарное управление

) - H, запрограммированное в электроййо-вычислительном устройстве 19.

Предложенный дзетаметр по сравнению с известным обеспечивает измерение среднего значения дзетапотенциала дисперсной фазы суспензий в широком диапазоне концентраций.

Формула . изобретения

1. Дзетаметр, содержащий электрофоретическую ячейку, состоящую из двух камер с электродами, соединен« ных прозрачной трубкой, источник постоянного тока, соединенный через контакты с электродами, микроскоп с

1© осветителем, решетку-модулятор, фотоэлектрический детектор, соединенный с усилителем, и электронно-вы:числительное .устройство, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью

1$ расширения диапазона измеряемых концентраций суспензий при измерении дзетапотенциала и упрощения конструкции, дзетаметр снабжен измерителем средней. скорости течения пробы, 20 соединенным с одной из камер электрофоретической ячейки, выполненным в виде мерной емкости с дополнительным электродом и сливного патрубка.

2. .Дзетаметр по п.1, о т л и2ф ч а ю шийся тем, что, с целью ускорения измерения, он снабжен программным блоком, соединенным с электродами, микроскопом, фотоэлектрическим детектором, усилителем и

З() электронно-вычислительным устройством.

3. Дзетаметр по п. 2, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве осветителя используют галогенную лампу накаливания. Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Описание работы дзетаметра фирмы - ОПТОН .

2. Патент CQIA 9 3793180, 40 кл. G 01 N 27/26, опублик., 19.02. 1974,. (прототип) .

708212

Составитель Г, Винокурова .Ь аи

Заказ 9092/47 Тираж 10.19 Подписное

llHHHIIH.Ãoñóäàðñòâåííoãî комитета СССР по делам изобретений и открытий ЬЗ З5 Noaxaa lK-35 Вауюская н6. ц. 4 5

Филиал ППП - Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4