ES2325379T3 - Tira indicadora y dispositivo para el ensayo automatico de liquidos. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de vigilancia automatizada de las características químicas de una masa de agua, comprendiendo dicho dispositivo un alojamiento que contiene: a) una tira indicadora continua que presenta una multiplicidad de secciones de ensayo secuenciales individuales independientes a lo largo de la superficie de la misma, estando impregnada una pluralidad de dichas secciones de ensayo del mismo indicador, lo que permite la utilización de dicha tira para el ensayo repetitivo secuencial de las muestras, estando provista dicha tira de por lo menos 20 de dichas secciones de ensayo en combinación con un distribuidor para contener y alimentar dicha tira; b) un carrete de recogida eléctricamente accionado para extraer dicha tira de dicho distribuidor; c) una salida de alimentación de líquido por encima de la trayectoria de dicha tira en combinación con una válvula accionada por solenoide para distribuir secuencialmente gotas de líquido de muestra de dicha masa de agua hacia dicha tira indicadora; d) un sensor electro-óptico posicionado para detectar cambios de color en dichas secciones de ensayo que tengan lugar como resultado del contacto con una gota de dicho líquido de muestra; e) una unidad controladora conectada a dicho sensor para anotar y registrar dichos cambios; y f) un circuito de fluido que presenta una entrada situada dentro del agua de dicha masa de agua, una salida secundaria conectada a una entrada de dicha válvula accionada por solenoide, una salida principal y unos medios de bombeo para hacer circular dicho líquido en dicho circuito.
Description
Tira indicadora y dispositivo para el ensayo
automático de líquidos.
La presente invención se refiere a la vigilancia
de sustancias arrastradas o disueltas en un líquido. Más
particularmente, la invención proporciona una cinta continua con
muchas estaciones de prueba para realizar un ensayo repetitivo
secuencial de muestras de un líquido, típicamente agua, tomadas de
una piscina o depósito donde pueda ser deseable la sustancia de
dicho líquido, por ejemplo cloro en una piscina, o no deseable, por
ejemplo un exceso de sulfatos, cloruros, nitratos y magnesio en un
depósito que suministra agua potable.
La presente memoria se refiere principalmente a
tiras indicadoras químicas, en contraposición con tiras indicadoras
térmicas y tiras indicadoras de tensión. Las tiras indicadoras son
una herramienta conocida y utilizada para determinar si un producto
químico está presente en un espacio definido o en un líquido de
interés. La cinta es expuesta a la sustancia que se va a ensayar y
los cambios de color apreciados en la cinta son indicativos de que
tal producto químico está o no presente por encima de un nivel
predefinido. Por ejemplo, una tira utilizada para vigilar un
depósito que contiene agua potable podría indicar si el agua
contiene el nivel deseado de fluoruro y/o si el agua está dentro de
un rango definido para el valor pH.
Las tiras indicadoras se suministran usualmente
en longitudes cortas y el ensayo se lleva a cabo de forma manual.
El ensayo manual es adecuado para aplicaciones donde éste necesita
llevarse a cabo sólo una o dos veces al día. Sin embargo, debido a
normativas estatales o municipales, se requiere a veces que se
realicen ensayos frecuentes y en algunas situaciones incluso para
proporcionar pruebas de que tales ensayos se llevaron a cabo y de
que los resultados del ensayo indican que la sustancia de interés
estaba presente dentro un rango de concentración permitido. Cuando
se necesitan muchos ensayos secuenciales, la ejecución del ensayo
manual es tediosa y poco fiable, y el ensayo automático es la mejor
opción.
El estado de la técnica relativa a tiras
indicadores puede suponerse a partir de una revisión de patentes
norteamericanas recientes.
En la patente US nº 5.841.896 Tsuchiya se
describe un aparato para visualizar el tono de una señal utilizando
una tira indicadora que lleva indicaciones impresas que indican
diversos tonos.
Markart propone una tarjeta de ensayo discreta
en la patente US nº 6.027.689, útil principalmente en el ensayo de
fluidos corporales. La tarjeta debe dividirse en secciones de
ensayos individuales.
La tira indicadora propuesta por Barclay en la
patente US nº 6.322.750 es sensible a gases, particularmente
sulfuro de hidrógeno.
Cole describe un ensayo de inmunodifusión
multinivel semicuantitativo en la patente US nº 6.656.745. Aunque
se utiliza para análisis, el dispositivo no tiene forma de una
cinta.
Un sistema basado en el color para análisis
automático continuo de efluentes se describe por McNab en una
página web www.themcnab.com/Papers. Sin embargo, el sistema no
emplea una cinta indicadora continua.
Para ensayos repetitivos son laboriosos e
inconvenientes los procedimientos manuales que utilizan piezas
discretas de cinta indicadora, particularmente cuando se requiere
el ensayo en momentos fijos las veinticuatro horas del día.
La patente alemana nº 198 49 539 A1 describe un
dispositivo para medir azúcar en sangre que comprende a) un tira
indicadora continua que tiene una multiplicidad de secciones
secuenciales individuales independientes a lo largo de la
superficie de la misma, en donde una pluralidad de dichas secciones
de ensayo están impregnadas del mismo indicador y en donde dicha
tira está provista de por lo menos 20 de tales secciones en
combinación con un distribuidor para contener y alimentar dicha
tira, b) un carrete de recogida eléctricamente accionado, c) un
sensor electro-óptico y d) una unidad controladora.
El dispositivo según la presente invención
difiere del descrito en el documento DE 198 49 539 por el hecho de
que comprende adicionalmente una salida de alimentación de líquido
por encima de la trayectoria de la tira indicadora continua en
combinación con una válvula accionada por solenoide para distribuir
secuencialmente gotas de líquido de muestra de una masa de agua
hacia dicha tira indicadora, y un circuito de fluido con una
entrada posicionada dentro del agua de dicha masa de agua, una
salida secundaria conectada a una entrada de dicha válvula
accionada por solenoide, una salida principal y medios de bombeo
para hacer circular dicho líquido en dicho circuito.
Por tanto, uno de los objetivos de la presente
invención es obviar los inconvenientes de las cintas indicadoras de
la técnica anterior y de las disposiciones para su despliegue y
proporcionar un sistema de ensayo para líquidos que sea automático
y adecuado para ejecutar ensayos frecuentes.
La presente invención alcanza el objetivo
anterior proporcionando una tira indicadora continua que tiene una
multiplicidad de secciones de ensayo secuenciales individuales
independientes a lo largo de la superficie de la misma, estando
impregnada una pluralidad de dicha secciones de ensayo con el mismo
indicador, lo que permite la utilización de dicha tira para el
ensayo repetitivo secuencial de muestras, estando provista dicha
tira de por lo menos 20 de tales secciones de ensayo.
En una forma de realización preferida de la
presente invención se proporciona un dispositivo de ensayo químico
automatizado de muestras de líquido, comprendiendo dicho dispositivo
un alojamiento que contiene:
- a)
- una tira indicadora continua en combinación con un distribuidor para contener y alimentar dicha tira;
- b)
- un carrete de recogida eléctricamente accionado para sacar dicha tira de dicho distribuidor;
- c)
- una salida de alimentación de líquido por encima de la trayectoria de dicha tira en combinación con una válvula accionada por solenoide para distribuir secuencialmente gotas de líquido de muestra hacia dicha tira indicadora;
- d)
- un sensor electro-óptico posicionado para detectar cambios de color en dichas secciones de ensayo que tienen lugar como resultado del contacto con una gota de dicho líquido de muestra; y
- e)
- una unidad controladora conectada a dicho sensor para anotar y registrar dichos cambios.
En una forma de realización muy preferida de la
presente invención se proporciona un dispositivo para vigilar las
características químicas de una masa de agua, particularmente una
piscina, comprendiendo además dicho dispositivo un circuito de
fluido que tiene una entrada posicionada dentro del agua de dicha
masa de agua, una salida secundaria conectada a una entrada de
dicha válvula accionada por solenoide, una salida principal y
medios de bombeo para hacer circular dicho líquido en dicho
circuito.
Cuando necesita vigilarse más de una sustancia
en el líquido, se proporciona un distribuidor para su utilización
en un dispositivo, que contiene una pluralidad de tiras indicadoras
continuas y está adaptado para contener y alimentar simultáneamente
dicha pluralidad de tiras adyacentes una a otra en una trayectoria
por debajo de dicha salida de alimentación de líquido con el fin de
permitir la utilización de dicha pluralidad de tiras para el ensayo
repetitivo secuencial de diversos productos químicos contenidos en
una pluralidad de gotas suministradas simultáneamente en cada una
de dicha pluralidad de tiras adyacentes.
A continuación, se describirán otras formas de
realización de la invención.
De este modo, se comprenderá que la cinta
indicadora continua de la presente invención es ideal para su
utilización en combinación con maquinaria automática para llevar a
cabo ensayos frecuentes, por ejemplo una vez cada dos horas
continuamente día y noche, incluso cuando no esté presente un
operador humano. Después del análisis de los resultados, la cinta
indicadora es fechada y almacenada y puede utilizarse como evidencia
de que se han llevado a cabo los ensayos requeridos y de que los
resultados mostraron conformidad con los estándares o de que se
emprendió una acción correctora y de que las sustancias en el agua u
otro líquido fueron puestas de nuevo de acuerdo con los estándares
y/o las regulaciones.
La invención se describirá a continuación en
relación con ciertas formas de realización preferidas con referencia
a las siguientes figuras ilustrativas de modo que pueda entenderse
más completamente.
Haciendo referencia específica a continuación en
detalle a las figuras, se hace hincapié en que los pormenores
mostrados se proporcionan únicamente a modo de ejemplo o para fines
de exposición ilustrativa de las formas de realización preferidas
de la presente invención y se presentan con el objetivo de
proporcionar una descripción más útil y más fácil de entender de
los principios y aspectos conceptuales de la invención. A este
respecto, no se intenta mostrar detalles estructurales de la
invención con más pormenor del que es necesario para una
comprensión fundamental de la invención, y la descripción tomada
junto con los dibujos hace que sea evidente para los expertos en la
materia la forma en que puedan materializarse las diversas formas de
la invención.
En los dibujos:
la figura 1 es una vista en alzado de una forma
de realización preferida de la tira según la invención en un
cartucho distribuidor;
la figura 2 es una vista en alzado de una tira y
un cartucho distribuidor soportado en un soporte;
la figura 3 es una vista en planta de una forma
de realización que incluye secciones de ensayo para la calibración
de un dispositivo automático;
la figura 4 es una vista en perspectiva de una
tira para el ensayo repetitivo de diversos productos químicos;
la figura 5 es una vista diagramática de un
dispositivo para vigilar automáticamente una masa de agua, tal como
un depósito o piscina; y
la figura 6 es una vista en perspectiva de un
distribuidor para su utilización en un dispositivo que debe vigilar
un fluido para detectar cuatro sustancias.
En la figura 1 se ve una tira indicadora 10
contenida en un cartucho distribuidor 11 similar a los utilizados
para almacenar y distribuir película de cámara de 35 mm. Una
multiplicidad de secciones de ensayo secuenciales individuales
independientes 12 está dispuesta a lo largo de la superficie de
dicha tira 10.
Las secciones de ensayo 12 están impregnadas de
un agente de cambio de color sensible a la sustancia de interés. La
columna de secciones de ensayo permite que la tira 10 ejecute un
ensayo repetitivo secuencial de muestras extraídas a un intervalo
de tiempo predeterminado.
La tira está provista de por lo menos 20, y
preferentemente 40 o más de tales secciones de ensayo.
Ventajosamente, la tira es de por lo menos 30 cm
de longitud y puede disponerse un desecante (no mostrado) dentro
del cartucho 11.
Con respecto al resto de las figuras, se han
utilizado números de referencia similares para identificar elementos
similares.
Haciendo referencia a continuación a la figura
2, se ve de nuevo la tira indicadora continua 10 descrita
previamente con referencia a la figura 1. La tira 10 y su cartucho
de almacenamiento 11 están insertados y sujetos en un distribuidor
14 para contener y alimentar la tira a un área de ensayo (vista en
la figura 5). Aunque la tira 10 puede hacerse avanzar de forma
manual, un par de rodillos prensores 16 accionados eléctricamente
están dispuestos para hacer avanzar la tira un paso después de cada
ensayo. Si el ensayo tiene que ser muy frecuente, puede hacerse
avanzar la tira continuamente a una velocidad calculada de acuerdo
con el paso de las estaciones de ensayo 12 y el número de ensayos a
llevar a cabo por periodo de tiempo.
La figura 3 ilustra una tira indicadora continua
18 provista, además, de unas secciones coloreadas 20 interpuestas
entre algunas de las secciones 12 de ensayos secuenciales
individuales independientes. Las secciones coloreadas 20 son
químicamente inertes y sirven para la calibración de un sensor,
visto en la figura 5, conectado para leer las secciones de ensayo
activas 12.
En la figura 4 se ve una tira indicadora
continua 22, en la que cuatro columnas 24 de las secciones de ensayo
12 están dispuestas lado con lado. Cada columna 24 lleva secciones
de ensayo impregnadas con un indicador diferente, permitiendo la
utilización de la tira 22 para el ensayo repetitivo secuencial de
sustancias a vigilar.
Cuando está en utilización, se suministran
cuatro gotas de muestra 26 en cada hilera 28 de las secciones de
ensayo 12. Como se ve en la presente forma de realización, hay
cuatro columnas 24, de modo que se dejan caer cuatro gotas 26 del
agua a ensayar, una gota en cada sección de ensayo 12.
Haciendo referencia a continuación a la figura
5, se representa un dispositivo 30 para el ensayo químico
automatizado de muestras de líquido, siendo el dispositivo 30
particularmente adecuado para vigilar las características químicas
de una masa de agua 32, que puede ser, por ejemplo, unan piscina o
un depósito de agua potable.
Un alojamiento 34 contiene y soporta un
distribuidor 36 para retener y alimentar la tira indicadora continua
10.
Un carrete 38 de recogida de tira es accionado
eléctricamente y extrae la tira del distribuidor 36. El
accionamiento de recogida 40 es preferentemente intermitente,
siendo activado por un controlador 42 entre ciclos de ensayo. Puede
utilizarse un accionamiento continuo lento cuando el ensayo tenga
que llevarse a cabo muy frecuentemente.
Un circuito de fluido 44 tiene una entrada 46
situada dentro de la masa de agua 32 y alimenta una boquilla de
salida de líquido 48 vista por encima de la trayectoria de la tira
10.
Se utiliza una válvula 50 accionada por
solenoide para tomar secuencialmente fluido del circuito de fluido
44 y distribuir una gota o gotas 26 del mismo hacia la tira
indicadora 10.
La disposición es tal que sólo la gota o gotas a
suministrar se toman del circuito de fluido y todo el fluido no
tomado continúa en circulación para asegurar que la siguiente
muestra de fluido de ensayo sea una muestra fresca.
El circuito de fluido 44 se completa por una
salida principal 58 que devuelve el agua a la masa del agua 32 y
por medios de bombeo 52 para hacer circular el líquido en el
circuito 44. Preferentemente, el circuito 44 contiene también un
filtro 54 para impedir el posible bloqueo de la boquilla 48 de
salida de la válvula accionada por solenoide. Las gotas de agua 26
que permanecen en la tira son recogidas por un embudo 62 y devueltas
a la masa de agua 32.
Un sensor electro-óptico 56 está posicionado
para ver y detectar cambios de color en las secciones de ensayo 12.
Una fuente de luz 57 proporciona una iluminación consistente de las
secciones 12. Los cambios de color que ocurren como resultado del
contacto con la gota 26 del líquido de muestra son detectados por el
sensor 56 y reportados al controlador 42.
La unidad de control electrónica 42 está
programada para anotar y registrar los cambios de color que indican
que una sustancia de interés estaba presente en un nivel de
concentración dado o lo excedía.
La unidad de control electrónica 42 puede
programarse fácilmente para hacer sonar una alarma 60 al registrar
un componente en exceso o un componente ausente. Por ejemplo, dado
que el agua potable no puede contener más de 1 mg de bario por
litro, la alarma 60 puede activarse cuando este nivel está próximo o
se ha excedido.
Volviendo a continuación a la figura 6, se
ilustra un distribuidor 62 para uso en un dispositivo similar al
visto en la figura 5, el cual se va a utilizar para vigilar la
presencia de cuatro sustancias diferentes.
El distribuidor 62 contiene cuatro tiras
indicadoras discretas continuas 64, 66, 68, 70 en el presente
ejemplo, cada una de las cuales está almacenada individualmente en
su propio cartucho 11. El distribuidor 62 permite la utilización de
cuatro tiras para el ensayo repetitivo secuencia de diversos
productos químicos contenidos en las cuatro gotas 26, vistas en la
figura 4, suministradas simultáneamente, una gota 26 en cada una de
las cuatro tiras adyacentes.
El dispositivo contiene y alimenta
simultáneamente las cuatro tiras adyacentes una a otra en una
trayectoria por debajo de cuatro boquillas 48 de salida de
alimentación de líquido, una de las cuales se ve en la figura 5. El
uso de tiras discretas es ventajoso debido a que cada tira puede
enviarse por separado para el tipo de análisis apropiado con
respecto a la misma.
Resultará evidente para los expertos en la
materia que la invención no está limitada a los detalles de las
formas de realización ilustrativas anteriores y que la presente
invención puede realizarse de otras formas específicas. Por tanto,
las presentes formas de realización deben considerarse en todos los
aspectos a título ilustrativo y no limitativo, indicándose el
alcance de la invención por las reivindicaciones adjuntas en vez de
por la anterior descripción, y, en consecuencia, se pretende que
todos los cambios que estén dentro del significado y alcance de la
equivalencia de las reivindicaciones estén comprendidos por las
mismas.
Claims (2)
1. Dispositivo de vigilancia automatizada de las
características químicas de una masa de agua, comprendiendo dicho
dispositivo un alojamiento que contiene:
- a)
- una tira indicadora continua que presenta una multiplicidad de secciones de ensayo secuenciales individuales independientes a lo largo de la superficie de la misma, estando impregnada una pluralidad de dichas secciones de ensayo del mismo indicador, lo que permite la utilización de dicha tira para el ensayo repetitivo secuencial de las muestras, estando provista dicha tira de por lo menos 20 de dichas secciones de ensayo en combinación con un distribuidor para contener y alimentar dicha tira;
- b)
- un carrete de recogida eléctricamente accionado para extraer dicha tira de dicho distribuidor;
- c)
- una salida de alimentación de líquido por encima de la trayectoria de dicha tira en combinación con una válvula accionada por solenoide para distribuir secuencialmente gotas de líquido de muestra de dicha masa de agua hacia dicha tira indicadora;
- d)
- un sensor electro-óptico posicionado para detectar cambios de color en dichas secciones de ensayo que tengan lugar como resultado del contacto con una gota de dicho líquido de muestra;
- e)
- una unidad controladora conectada a dicho sensor para anotar y registrar dichos cambios; y
- f)
- un circuito de fluido que presenta una entrada situada dentro del agua de dicha masa de agua, una salida secundaria conectada a una entrada de dicha válvula accionada por solenoide, una salida principal y unos medios de bombeo para hacer circular dicho líquido en dicho circuito.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que dicha tira está provista de por lo menos 20 de dichas secciones
de ensayo, estando prevista una pluralidad de columnas de dichas
secciones de ensayo lado con lado, estando impregnada cada columna
con un indicador diferente que permite la utilización de dicha tira
para el ensayo repetitivo secuencial de diversos productos químicos
contenidos en una pluralidad de muestras suministradas en cada una
de dichas secciones de ensayo.
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