Устройство для измерения дзетапотенциала

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВй ЕТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»728065 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1805.77 (21) 2490736/18-25 с присоединением заявки ¹вЂ” (51)М. КЛ,2

G 01 N 27/26

Гоеударствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150480. Бюллетень HP 14

Дата опубликования описания 150480 (53) УДК 543.275 (088. 8) (72) Автор изобретения

М.Н.Кривов

Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЗЕТАПОТЕНЦИАЛА

Изобретение относится к области физико-химического анализа, преимущественно к измерению. дзетапотенциала микроэлектрофорезом и может быть . использовано прн обогащении полезных ископаемых, исследовании почв, в коллоидной химии, медицине и т.д.

Известны устройства для измере. ния электрофоретической подвижности частиц, в которых электрофоретическое движение частицы уравновешивают или импульсами давления, воздействующими на частицу навстречу движению частицы (1) или встречным потоком жидкости, скорость которого регули. руют с помощью кранов (2). Однако в этих устройствах не обеспечивается т чность измерения эталонной скоростФ движения, что приводит к значительным погрешностям.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для измерения дэетапотенциала микроэлектрофореэом, включающее в себя горизонтальную электрофоретическую ячейку, источник электрического тока, соединенный с электродами, микроскоп с осветителем, видикон с полосами на экране, указатель дзетапотенциала и формирователь выходного сйгнала (3) .

В этом приборе дзетапотенциал определяется измерением электрофоретической скорости частиц, взвешенных в пробе и движущихся в электрическом поле измерительной трубки электрофоретической ячейки. Движущиеся частицы отображаются на экране видиокона, объектив которого оптически связан с микроскопом. Скорость движения частиц визуально сравнивается с эталонной скоростью движения полос, изображенных на экране видикона.

Данные скорости движения частиц и другие данные пробы подаются через блок подготовки данных в ЭВМ, где по известным формулам вычисляется и отображается величина дзетапотенциала пробы.

Недостатком такого устройства является малая разрешающая способность, присущая принятой оптической схеме микроскопа-наблюдение в светлом поле недостаточная точность измерения, вызванная трудностью визуального сравнения скоростей одновременно движущихся изображений на экране видио кона полос и частиц пробы, сложность

728065 структурной схемы и входящих в нее элементов, не полная автоматизация. измерения.

Целью изобретения является повыпеиие разрешающей способности, точности измерения и упрощение конструкции. 5

Достигается это тем, что в предлагаемом устройстве электрофоретическая ячейка снабжена приводом и выполнена с возможностью перемещения в горизонтальном направлении, в цепь питания электродов электрофоретической ячейки--включен потенциометр, а полосы на экране видиокона выполнены неподвиж ными. Привод может быть выполнен в виде синхронного микродвигателя с преобразователем вращательного движения в поступательное, а оптическая ось микроскопа установлена перпендикулярно оптической оси осветителя.

На чертеже представлена схема 20 предлагаемого устройства.

Схема содержит электрофоретическую ячейку 1 включающую камеры 2 разделенные полупроницаемыми мембранами 3, например, из ацетилцеллюлозы, прозрачную измерительную трубку 4, рабочие электроды 5, дополнительные электроды 6, при этом полости камер с электродами 5 заполнены, например, 0,5% раствором хлористого натрия, а полости с электродами 6 и йзмерительная трубка 4 заполнена пробой. Схема содержит также сосуд

7 с пробой, электромагнитный клапан

8 слива пробы, сосуд 9 сбора пробы, источник 10 электрического тока, миь роскоп 11, объектив 12 видикона, осветитель 13, синхронный микродвигатель 14, преобразователь 15 вращательного движения в поступательное, устройство 16 сравнения эталон- 4О ной скорости с электрофоретической, .видикон 17, источник 18 стабилизированного постоянного тока, указатель 19 величины дзетапотенциала, выходное сопротивление 20 и нуль- 45 индикатор 21. Нуль-индикатор 21, включающий в себя сетку-модулятор 22, фбтоэлектрический детектор 23, усилитель-формирователь 24 видеосигналов, реле 25 с контактами Р и Р, программнде устройство 26 с контактами

ПУ 1,...ПУ 4, термостат 27, кнопку

К включения устройства в электрическую сеть, кнопки К и К 5 включения Ъидикона и указателя дзетапотенциал р при ручном-визуальном измерении и кнопку К для включения программного устройства в автоматическом режиме измерения.

Устройство работает следующим образом. 60

Осветителем 13 освещается проба, заключенная в измерительной трубке

4, свет окрашенный оТ частиц взвешенных в пробе, пройдя через оптические устройства микроскопа 11 и 65 объектив 12 и видиокон 17,отражает на экране видиокона эти частицы,движущиеся горизонтально с эталонной скоростью. Эталонная скорость сообщается микродвигателем 14 и преобразователем 15 электрофоретической ячейке 1, следовательно и частицам, взвешенным в пробе, заключенной в измерительной трубке 4. На электроды 5 электрофоретической ячейки подается потенциал от стабилизированного источника тока 18. Устройством

16 потенциал на электродах 5 повышается до тех пор, "пока электрофоретическая cKopoCTb частиц не сравняется с встречно направленной эталонной скоростью, что визуально фиксируется на экране видиокона 17 остановкой частиц на фоне неподвижных вертикальных полос. В этот момент нажимается кнопка К3, и указатель 19 отображает величину дзетапотенциала пробы.

В автоматическом режиме устройства для измерения дзетапотенциала ра ботает следующим образом.

Свет, отраженный от движущихся в измерительной трубке 4 частиц, пройдя через объектив, отразившись от зеркала микроскопа 11, модулируется в решетке 22 и попадает на фотодетектор 23, где световые импульсы преобразуются в электрические, усиливаются и формируются усилителем-формирователем 24. B момент сравнения эталонной и электрофоретической скоростей частицы останавливаются, модуляция прекращается, ток на выходе усилителя-формирователя 24 скачком уменьшается, реле 25 срабатывает, замкнув койтакты Р и разомкнув контак ы Р2 при этом включится указатель 19 дзетепотенциала и выходное сопротивление 21, с которого выдается сигнал, пропорциональный величине дзЕтапотенциала, отключается устройство 16, чем запоминается величина дзетапотенциала на указателе 19 и сопротивлении 20. B процессе измерения программное устройство 26 автоматически включает и отключает с заданной последовательностью элементы схемы контактами

Пу 1,...,ПУ 4. Процесс измерения завершается включением клапана 8 слива пробы.

Предлагаемое устройство для измерения дзетапотенциала по сравнению с известным обеспечивает следующие преимущества: повышение разрешающей способности; повышение точности измерения применением нулевого метода сравнения эталонной и электрофоретической скоростей, сообщением эталонной скорости непосредственно электрофоретической ячейке, индикацией нулевой скорости видиоконом на экране которого нан ены неподвижные вертикальные

728065

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 1129/45 Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП Патенрт, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 полосы, отображением величины дзетапотенциала высокоомным магнитоэлектрическим прибором соединенным

) с дополнительными электродами электрофоретической ячейки автоматизацию измерения;

Упрощение конструкции, обусловленное выбором комплексной схемы и элементов, входящих в нее, позволившие исключить из схемы электронно-вычислительное устройство, блок подготовки данных, .блок измерения электропроводности пробы и ряд электронных устройств.

Конструктивные особенности предлагаемого прибора для измерения дзетапотенциала позволяют применять его в комплекте с видиоконом для измерений с повышенной точностью при исследованиях и в автоматическом или ручном режиме в комплекте с фотоэлектрическим нульиндикатором для технологических целей.

1.устройство для измерения дзетапотенциала, содержащее горизонтальную электрофоретическую ячейку, источник электрического тока, соединенный с электродами, микроскоп с осветителем, видиокон с полосами, на его экране, указатель дзетапотенциала и формирователь выходного сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности, точность измерения и упрощения конструкции, электрофоретическая ячейка снабжена приводом и выполнена с возможностью перемещения в горизонтальном направлении, в цепь питания электродов электрофоретической ячейки включен по енциометр, а, полосы на экране видиокона выполнены неподвижными, 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что привод выполнен в ниде синхронного микродвигателя с преобразователем вращательного движения в поступательное.

3. Устройство по п. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что опти о .ческая ось микроскопа установлена перпендикулярно оптической оси осветителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

25 1. Авторское свидетельство СССР

9558206 кл. G 01 N 27/26, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9458756. кл. G 01 N 27/26, 1973.

3. Патент СИА 9 3909380, кл, 204-180, 1975 (прототип).