CS240067B1 - Zařízení pro odběr vzorků, ke stanovení koncentrace rozpustných látek - Google Patents

Abstract

SeŠi se problém odběru vzorků pro stanovení množství rozpustných látek, zejména anorganických solí, na povrchu rozměrných těles za účelem stanovení jejich koncentrace a tedy i agresivity. Tento problém je vyřešen zařízením pro odběr vzorků, sestávajícím z vyluhovací nádobky s odběrním otvorem, cirkulačním zařízením a elektrodami pro měření vodivosti kapaliny, omývající povrch předmětu. Dno této nádobky je opatřeno nejméně jednou přívodní tryskou a nejméně jedním sacím kanálkem pro přívod a odvod omývající kapaliny a je k němu připojeno těleso čerpadla, na jehož sáni je napojen nejméně jeden sací kanálek a na jehož výstup je napojena nejméně jedna přívodní tryska. Přívodní trysky jsou propojeny s prstencovitým rozváděcím kanálkem, do kterého jsou zaústěny radiální kanálky rotoru čerpadla a jsou v uěm umístěny elektrody pro měření vodivosti omývající kapaliny

Description

Zařízení pro odběr vzorků, ke stanovení koncentrace rozpustných látek

SeŠi se problém odběru vzorků pro stanovení množství rozpustných látek, zejména anorganických solí, na povrchu rozměrných těles za účelem stanovení jejich koncentrace a tedy i agresivity. Tento problém je vyřešen zařízením pro odběr vzorků, sestávajícím z vyluhovací nádobky s odběrním otvorem, cirkulačním zařízením a elektrodami pro měření vodivosti kapaliny, omývající povrch předmětu. Dno této nádobky je opatřeno nejméně jednou přívodní tryskou a nejméně jedním sacím kanálkem pro přívod a odvod omývající kapaliny a je k němu připojeno těleso čerpadla, na jehož sáni je napojen nejméně jeden sací kanálek a na jehož výstup je napojena nejméně jedna přívodní tryska. Přívodní trysky jsou propojeny s prstencovitým rozváděcím kanálkem, do kterého jsou zaústěny radiální kanálky rotoru čerpadla a jsou v uěm umístěny elektrody pro měření vodivosti omývající kapaliny.

240 067

- 1 240 067

Vynález se týká zařízení pro odběr vzorků ke stanovení koncentrace rozpustných látek, zejména anorganických solí, na povrchu těles v provozních podmínkách, bez porušeni materiálu.

Stoupající znečistění a s ním související agresivita prostředí kladou zvýšené nároky na analytické metody pro stanovení škodlivých látek na povrchu materiálů, zařízení acbjektů přímo v provozních podmínkách. Nejběžnějším způsobem stanovení množství rozpustných látek na povrchu je zjištění jejich koncentrace v roztoku vzniklé» oplachem povrchu známým množstvím čisté vody. Získání takových roztoků však nečiní potíže pouze u malých ploch. U rozměrných zařízení je problémem provedení dostatečně účinného oplachu povrchu o známé velikosti plochy takovým způsobem, aby byl zachycen veškerý vzniklý roztok. Nevýhodou je i nutnost používat velké množství vysoce čisté vody.

Jsou popsány také metody využívající pro extrakci anorganických solí z povrchů navlhčených papírků nobo tamponů, které se na povrofc přitisknou nebo se jimi povrch potírá. Poté se provede vyloužení látek zachycených do papírků a vzniklý roztok se analyzuje většinou v laboratoři; například Sinclair, ánal. Chem. 54 (1982), 1529-33. Tyto metody lze využít především pro orientační, příp. semikvantitativní stanovení, zejména proto, že lze jen obtížně definovat velikost plochy, na níž byla provedena extrakce. Dále je známo jednoúčelové přenosné zařízení ke stanovení množství a rozložení posypových solí, zejména chloridu sodného - NaCl - na povrchu ocelových konstruk cí, zejména mostů a stožárů v blízkosti silnic v období zimního

- 2 240 087 posypn. Zařízeni sestává z měřicí cely pro měření vodivosti, o která má na spodní straně kruhový etver velikosti 2,3 cm, kterým se přitiskne na měřené místo· loto místo ohraničuje

- kroužek, který utěsňuje měřicí prostor naplněný čistou vodou. Naplnění se provádí injekční jehlou po nasazení cely na měřenou plochu a pohybu kapaliny je dosahováno ručním míchadlem. Po úplném rozpuštění soli po cca 1 pin. dosáhne vodivost konstantní hodnoty, z které se pomocí kalibrační křivky, po ev. korekci na teplotu, zjistí množství soli na hodnocené ploše. Uspořádání popsaného systému nezabezpečuje nebo umožňuje jen se značnými obtížemi dostatečně účinné vyluhování u svislých povrchů nebo jim blízkých a na spodních stěnách zařízení. Důvodem je obtížné dosažení dokonalého styku kapaliny s povrchem, které je předpokladem kvantitativního rozpuštění soli. Využití měření vodivosti pro stanovení obsahu soli na základě kalibrační křivky má oprávnění pouze tehdy, kdy sůl je jedinou látkou přecházející do roztoku a určující jeho vodivost, což lze předpokládat jen ve zvláštních případech.

Nedostatky známého stavu techniky v této oblasti do značné míry odstraňuje zařízení pro odběr vzorků ke stanovení koncentrace rozpustných látek, zejména anorganických solí, na povrchu těles, sestávající z vyluhovací nádobky s odběrním otvorem, opatřeným po jeho okrajích těsněním pro vymezení plochy pro odběr vzorku, cirkulačním zařízením a elektrodami pro měření vodivosti omývající kapaliny podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že dno vyluhovací nádobky je opatřeno nejméně jednou přívodní tryskou a nejméně jedním sacím kanálkem pro přívod a odvod omývající kapaliny. Je výhodné, jestliže ke dnu vyluhovací nádobky je připojeno těleso čerpadla, na jehož sání je napojen nejméně jeden sací kanálek a na jehož výstup je napojena nejméně jedna přívodní tryska. Je dále výhodné, jestliže do vyluhovací nádobky je zaústěn sací kanálek rotoru čerpadla, zatímco do prstencového rozváděcího kanálkuj propojeného s přívodními tryskamif jsou zaústěny radiální kanálky rotoru čerpadla a elektrody pro měření vodivosti omývající

240 007 kapaliny jsou umístěny v prstencovém rozváděcím kanálku a jsou napojeny na vyhodnocovací zařízeni.

U zařízení podle vynálezu se vyluhování soli s povrchu sledovaného tělesa provádí známým množstvím tekutiny, tryskající na vymezenou plochu povrchu v uzavřeném prostoru, přičemž při cirkulaci kapaliny ve směru k povrchu vzorku a zpět je zajištěno dokonalé omývání vymezeného povrchu,bez ohledu na jeho orientaci vůči svislému směru. Tím je umožněno použití pro jakékoliv části povrchu, jehož rozměr rovinné plochy je větší než průměr těsnicího kroužku. Kromě toho je vyluhování podstatně rychlejší a účinnější než u známých zařízení. Průběh vyluhování může být kontrolován indikací změn vodivosti použité kapaliny, a to pomocí elektrod umístěných ve vyluhovací nádobce a přídavného elektronického zařízení, které umožňuje automatické sledování průběhu vodivosti a ukončení vyluhování po dosažení ustálené hodnoty vodivosti. Po ukončení vyluhování se vzniklý roztok z nádobky odebere a použije k vlastnímu analytickému stanovení.

Automatické sledování průběhu vodivosti a ukončení vyluhování je výhodné zvláště při odběru vzorků v terénních podmínkách, kdy zrakové sledování dosažení ustálené hodnoty vodivosti je pro pozorovatele náročné. Měřením vodivosti je kontrolováno vyluhováni všech rozpustných látek, ovlivnil jí cích vodivost vznikajícího roztoku. Způsob získání vzorků zařízením podle vynálezu umožňuje použít kteroukoliv vhodnou analytickou metodu pro stanoveni látek přešlých do roztoku s ohledem na jejich druh a koncentraci.

Vynález a jeho účinky jsou dále blíže vysvětleny na příkladu jeho provedení pomocí připojeného výkrKU. , na němž jo znázorněn řez zařízením podle vynálezu.

Zařízení pro odběr vzorků ke stanovení koncentrace rozpustných látek, zejména anorganických solí, na povrchu těles,

240 067 například mostních konstrukcí, sestává z vyluhovací nádobky

1., která je opatřena na straně, přiléhající ke zkoumanému povrchu, odběrním otvorem s těsněním £. Těsnění 3^ zajištuje, aby kapalina, která je v průběhu odběru vzorku ve styku s povrchem zkoumaného tělesa, neunikala. Dno vyluhovací nádobky JL je opatřeno jednak axiálně orientovanými přívodními tryskami 4 a jednak sacím kanálkem 6, který je u Sáného příkladu provedení umístěn v ose celého zařízení, aby do něj bylo možno zaústit sání čerpadla 2 radiálního typu. Toto sání je tvořeno osovým vrtáním v rotoru J5 čerpadla 2, uloženém na hřídeli 11. Na toto osové vrtání navazují radiální kanálky 12, které tvoří výstupní část čerpadla 2, na niž navazuje prstencový rozváděči kanálek 10, napojený na axiálně orientované přívodní trysky 4. K plnění kapaliny pro omývání sledovaného povrchu do zařízení je čerpadlo 2 opatřeno plnicím otvorem 2 a odvzdušňovacím otvorem 8. V obou těchto otvorech jsou umístěny uzavírací šrouby s prodlouženými dříky, aby se vymezily mrtvé prostory, do nichž by zbytečně vnikala měrná kapalina. Do prstencového rozváděcího kanálku 10 jsou zaústěny elektrody 9 pro měření vodivosti omývající kapaliny. Elektrody £ jsou připojeny na automatické vyhodnocovací zařízení, které po dosažení úplného vyloužení solí dá povel k ukončení měření

Při práci se vyluhovací nádobka JL musí nejprve naplnit kapalinou pro omývání povrchu, zpravidla destilovanou vodou. Jestliže je vyluhovací nádobka 1. při práci orientována odběrním otvorem nahoru, je možno ji tímto odběrním otvorem naplnit kapalinou a přiložit k sledovanému povrchu. Při nutnosti obrácené orientace se kapalina po přiložení vyluhovací nádobky JL ke sledovanému povrchu plní plnicím otvorem 7. Přitom se zařízení odvzdušňuje odvzdušňovacím otvorem 8. Těsnění 3 zaručuje, že kapalina ze zařízení neuniká. Po připojení elektrod 9i na vyhodnocovací zařízení so zapne čerpadlo 2. Otáčením rotoru 5 dochází k nasávání kapaliny sacím otvorem

- 5 240 067

Kapalina je odstraňována v radiálních kanálcích rotoru 5 čerpadla 2 do prstencového rozváděcího kanálku 10. Z toho pak vniká pod tlakem přívodními tryskami 4 do vyluhovací nádobky 1 a ostřikuje₍resp. omývá povrch sledovaného předmětu a unáší z něj sůl zpět do axiálního sacího otvoru 6 rotoru 5 Čerpadla

2. Po dosažení ustálené hodnoty vodivosti vzniklého roztoku se vyluhování přeruší, ručně nebo automaticky, a plnicím otvorem se odebere vzniklý roztok. Volbou vnitřního průměru těsnicího kroužku lze při konstantním objemu kapaliny ovlivňovat koncentraci získaného roztoku. To je výhodné jak pro zajištění možnosti sledování průběhu vodivosti, tak pro možnost výběru následné analytické metody. Například,činí-li citlivost

- mez detekce - použité analytické metody 1 ppm, a povrchová 2 koncentrace soli v hodnoceném místě l^ug/cm , je při použití objemu 2 ml vody zapotřebí použít těsnicího kroužku o průměru minimálně 16 mm, aby bylo toto množství detekováno. Velikost vnitřního objemu nádobky₍a tím i množství kapaliny v poměru k velikosti vymezené plochyjje v zájmu dosažení dostatečné citlivosti stanovení nutno volit co nejmenší.

Elektrická vodivost omývající kapaliny se v průběhu omývání sledovaného povrchu mění v závislosti na obsahu vyluhovaných solí. Po dosažení úplnéjao vyloužení se elektrická, vodivost ustálí na určité hodnotě. Tohoto efektu je využito u zařízení podle^ vynálezu.

Pomocí elektrického zapojení se provádí derivace průběhu měřených hodnot v závislosti na čase. V okamžiku, kdy do vyhodnocovací jednotky přichází konstantní hodnota signalizující konec vyluhování, dá povel k automatickému ukončení měření. Zdroj pracovního proudu může být příkladně dvoustupňový zpětnovazební tranzistorový zesilovač, jehož zpětná vazba je vzata ze sériového odporu s obvodem elektrod_fa tím je stabilizován pracovní proud. Vstupní zesilovač je příkladně dvoustupňový stejnosměrně vázaný tranzistorový zesilovač, který zesílí

240 007 stejnosměrný signál snímaný z elektrod. Vyhodnocovací jednotka je příkladně výkonový tranzistorový zesilovač s relé v obvodu kolektoru, jehož vstup je vázán s výstupem vstupního zesilovače kondenzátorem. Na vstupním odporu výkonového zesilovače a na vazební kapacitě dojde k derivaci signálu. Relé je tedy přitaženo po dobu měření a po dosažení ustáleného stavu odpadne a vypne zařízení podle vynálezu.

Vynález lze využívat zejména ke stanovení množství anorganických solí na povrchu kovových konstrukcí, například svodidel silnic, mostních konstrukcí apod./při zjišťování korozní agresivity prostředí.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   240 067

   1. Zařízení pro odběr vzorků ke stanovení koncentrace rozpustných látek, zejména anorganických solí, na povrchu těles, sestávající z vyluhovací nádobky s odběrním otvorem, opatře ným po jeho okrajích těsněním pro vymezení plochy pro odběr vzorku, cirkulačním zařízením a elektrodami pro měření vodivosti omývající kapaliny, vyznačující se tím, že dno vylu hovací nádobky (1) je opatřeno nejméně jednou přívodní trys kou (4) a nejméně jedním sacím kanálkem,(6) pro přívod a odvod omývající kapaliny.
2. 2. Zařízení podle bodu 1jvyznačující se tím, že ke dnu vyluhovací nádobky (1) je připojeno těleso čerpadla (2), na jehož sání je napojen nejméně jeden sací kanálek (6) a na jehož výstup je napojena nejméně jedna přívodní tryska (4).
3. 3. Zařízení podle bodů 1 a 2_{vyznačující se tím, že do vyluhovací nádobky (1) je zaústěn sací kanálek (6) rotoru (5) čerpadla (2), zatímco do prstencového rozváděcího kanálku (10)fpropojeného s přívodními tryskami (4)jjsou zaústěny radiální kanálky (12) rotoru (5) čerpadla (2).
4. 4. Zařízení podle bodu 3,vyznačující se tím, že v prsténcovém rozváděčím kanálku (10) jsou umístěny elektrody (9) pro měření vodivosti omývající kapaliny,které jsou napojeny na vyhodnocovací zařízení.