ITMO20070013A1

ITMO20070013A1 - PORTABLE TESTER FOR THE DETERMINATION OF THE PRESENCE OF CHEMICAL ELEMENTS

Info

Publication number: ITMO20070013A1
Application number: IT000013A
Authority: IT
Inventors: Michele Lapelosa; Stefano Muratori
Original assignee: Nitty Gritty Srl
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2008-07-20
Also published as: WO2008087687A2; WO2008087687A3

Description

Domanda di brevetto per invenzione dal titolo: TESTER PORTATILE PER LA DETERMINAZIONE DELLA PRESENZA DI ELEMENTI CHIMICI. Patent application for invention entitled: PORTABLE TESTER FOR DETERMINING THE PRESENCE OF CHEMICAL ELEMENTS.

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo di applicazione Field of application

L’invenzione concerne: un tester portatile per la determinazione della presenza di elementi chimici, ossia un dispositivo elettrico che con debole azione elettrolitica permette la individuazione di elementi chimici tipici del saggio in esame, come ad esempio un componente di lega metallica determinante nell’accertamento della qualità di un acciaio, ciò che può accadere nella verifica di partite di materiali grezzi o semilavorati in un acciaio specifico; essendo, vantaggiosamente, realizzato con dimensioni assai maneggevoli e pratiche. The invention relates to: a portable tester for the determination of the presence of chemical elements, that is an electrical device that with a weak electrolytic action allows the identification of chemical elements typical of the test under examination, such as for example a metal alloy component which is decisive in the assessment the quality of a steel, what can happen in the verification of batches of raw or semi-finished materials in a specific steel; being, advantageously, made with very manageable and practical dimensions.

Arte nota Known art

Lo stato della tecnica comprende già metodi ed apparecchi più o meno maneggevoli per l’effettuazione di test estemporanei sulla presenza di componenti chimici nel saggio. Questi metodi vengono applicati mediante una debole azione elettrolitica localizzata sulla superficie del saggio, usualmente metallico, con un elettrolita per l’attacco della superficie che viene distribuito su un elemento assorbente posto sulla superficie del saggio. Applicata brevemente l’azione elettrolitica l’elemento chimico ricercato, se è presente, colora in modo visibile l’elemento assorbente. Altri metodi prevedono l’applicazione di un prodotto chimico direttamente sulla superficie da testare, la colorazione che assume il prodotto chimico determina la presenza dell’elemento ricercato, questi però richiedo untelo alquanto lungo per l’applicazione. Altri metodi, più ancora, sono utilizzati solo per piccoli campioni prevedono l’immersione del campione in acidi forti quali nitrico e solforico e la colorazione assunta dal metallo stesso determina la qualità dell’acciaio; questi metodi risultano poco pratici per la necessità di avere il bagno di acido forte. Un uso assai pratico ed immediato avviene ad esempio nella individuazione di componenti specifici nei metalli, cioè la individuazione di manganese, o molibdeno o nickel nell’acciaio inossidabile che differenzia un tipo pregiato, acciai austenitici serie 300, ove è presente un contenuto di manganese inferiore al 2%, rispetto ad un tipo meno pregiato d’acciaio inossidabile, della serie 200, in cui è presente una percentuale di manganese ben superiore, che dopo l’impiego e nel tempo li rende soggetti a maggiori deterioramenti ed ossidazioni, come la ruggine. The state of the art already includes more or less manageable methods and apparatus for carrying out extemporaneous tests on the presence of chemical components in the assay. These methods are applied by means of a weak electrolytic action localized on the surface of the assay, usually metallic, with an electrolyte for attacking the surface which is distributed on an absorbent element placed on the surface of the assay. Once the electrolytic action is applied briefly, the chemical element sought, if present, visibly colors the absorbent element. Other methods involve the application of a chemical product directly on the surface to be tested, the color that the chemical takes on determines the presence of the sought-after element, but these require a rather long coat for application. Other methods, even more, are used only for small samples, involve immersion of the sample in strong acids such as nitric and sulfuric acids and the color assumed by the metal itself determines the quality of the steel; these methods are impractical due to the need to have a strong acid bath. A very practical and immediate use occurs for example in the identification of specific components in metals, i.e. the identification of manganese, or molybdenum or nickel in the stainless steel which differentiates a precious type, austenitic steels series 300, where there is a lower manganese content 2%, compared to a less valuable type of stainless steel, of the 200 series, in which there is a much higher percentage of manganese, which after use and over time makes them subject to greater deterioration and oxidation, such as rust .

E’ inoltre noto un apparecchio portatile costituito da un corpo con batterie per l’alimentazione elettrica, due fili di connessione dei poli con elettrodi di cui uno a morsetto, per la connessione di un polo al saggio, e l’altro costituito da un corpo metallico, che viene appoggiato sull’elemento assorbente, già impregnato del reagente, soluzione d’attacco elettrolitica, dopo che l’utente estraendolo da un flacone in dotazione lo ha posto sull’elemento assorbente. A portable device is also known consisting of a body with batteries for power supply, two connection wires of the poles with electrodes, one of which is a clamp, for the connection of a pole to the test, and the other consisting of a body metal, which is placed on the absorbent element, already impregnated with the reagent, electrolytic attachment solution, after the user, by extracting it from a bottle supplied, has placed it on the absorbent element.

La praticità d’uso di un siffatto tester portatile è assai bassa, infatti le parti descritte sono separate e distinte in modo che l’utente debba seguire una procedura lunga e scomoda per applicare il metodo di rilevazione della presenza dell’elemento chimico ricercato. Infatti, l’utente deve, dopo aver individuato il saggio, applicare l’elemento assorbente alla superficie del saggio, versare una piccola quantità di soluzione d’attacco, applicare il polo col morsetto al saggio ed, infine, porre il polo col corpo metallico sull’elemento assorbente con la soluzione d’attacco. Atteso il tempo necessario l’azione elettrolitica evidenzia così il componente ricercato, colorando il materiale assorbente in modo caratteristico. The practicality of use of such a portable tester is very low, in fact the parts described are separate and distinct so that the user must follow a long and inconvenient procedure to apply the method of detecting the presence of the chemical element sought. In fact, the user must, after having identified the assay, apply the absorbent element to the surface of the assay, pour a small amount of attachment solution, apply the pole with the clamp to the assay and, finally, place the pole with the metal body on the absorbent element with the attachment solution. After the necessary time, the electrolytic action thus highlights the desired component, coloring the absorbent material in a characteristic way.

Peraltro la comodità d’impiego risulta assai scadente visto che le parti sono da muovere e posizionare, in funzione delle loro caratteristiche, sul saggio richiedendo entrambe le mani dell’utente. Inoltre, il dosaggio manuale della soluzione d’attacco essendo assai scomoda e fonte di perdita di soluzione od uso improprio della stessa. Inoltre la soluzione di attacco è normalmente una soluzione acida che necessita di evidenti precauzioni da adottare per la sua manipolazione. Moreover, the ease of use is very poor since the parts are to be moved and positioned, according to their characteristics, on the assay requiring both hands of the user. Furthermore, the manual dosing of the attachment solution being very inconvenient and a source of loss of solution or improper use of the same. Furthermore, the etching solution is normally an acid solution which requires evident precautions to be adopted for its handling.

Tale stato della tecnica è suscettibile di ulteriori perfezionamenti con riguardo alla possibilità di realizzare un tester portatile che, realizzando una maggiore praticità d'uso, trasporto e certezza del risultato di accertamento sul saggio interessato, possa essere reso trasportabile e di piccole dimensioni. This state of the art is susceptible of further improvements with regard to the possibility of realizing a portable tester which, realizing greater practicality of use, transport and certainty of the test result on the test concerned, can be made transportable and small in size.

Da quanto precede deriva la necessità della risoluzione del problema tecnico di trovare una nuova conformazione alle parti costituenti il tester in modo da realizzare un apparecchio di contenute dimensioni, che possa essere tenuto nelle tasche dell’utente, cioè realizzi una maggiore praticità d'uso ed anche, non come ultimo scopo, una semplificazione costruttiva con una conseguente riduzione dei costi di fabbricazione. From the foregoing derives the need to solve the technical problem to find a new conformation to the parts making up the tester in order to create a device of contained dimensions, which can be kept in the user's pockets, that is, it achieves greater practicality of use and also, not as a last object, a constructive simplification with a consequent reduction in manufacturing costs.

Sommario dell'invenzione Summary of the invention

L'invenzione risolve il problema tecnico suddetto, adottando un tester portatile per la determinazione della presenza di elementi chimici, comprendente: un dispositivo per l’alimentazione elettrica bipolare a due elettrodi, posti in vicinanza dell’oggetto da testare ed un elemento assorbente posto sulla superficie per ricevere una piccola quantità di soluzione chimica per l’attacco elettrolitico del materiale da testare; caratterizzato in ciò che presenta la soluzione chimica contenuta in un serbatoio, all’interno del corpo del tester; un punta in materiale assorbente essendo in contatto con la soluzione nel serbatoio e con la superficie da testare; un elettrodo, vantaggiosamente il positivo, essendo affiancato alla punta così da stabilire un contatto elettrico con la superficie da testare nell’intorno della zona di contatto della punta; un secondo elettrodo essendo disposto in stretta vicinanza alla punta in materiale assorbente, così da essere in contatto con l’elemento in materiale assorbente, quando questi sia impregnato della soluzione rilasciata dalla punta in materiale assorbente nel contatto. The invention solves the aforementioned technical problem by adopting a portable tester for determining the presence of chemical elements, comprising: a bipolar power supply device with two electrodes, placed near the object to be tested and an absorbent element placed on the surface to receive a small amount of chemical solution for the electrolytic etching of the material to be tested; characterized in what presents the chemical solution contained in a tank, inside the body of the tester; a tip made of absorbent material being in contact with the solution in the tank and with the surface to be tested; an electrode, advantageously the positive, being placed next to the tip so as to establish an electrical contact with the surface to be tested around the contact area of the tip; a second electrode being arranged in close proximity to the tip made of absorbent material, so as to be in contact with the element made of absorbent material, when the latter is impregnated with the solution released by the tip in absorbent material in contact.

Inoltre, vantaggiosamente, un tester portatile può comprendere i due elettrodi affiancati nel corpo del tester e disposti in posizione tale da venire in contatto con la superficie da testare contemporaneamente . Furthermore, advantageously, a portable tester can comprise the two electrodes placed side by side in the body of the tester and arranged in such a position as to come into contact with the surface to be tested simultaneously.

Più ancora un tester portatile può comprendere l’alimentazione elettrica realizzata con una serie di batterie alloggiate nel corpo del tester. Even more, a portable tester can include the power supply made with a series of batteries housed in the body of the tester.

Vantaggiosamente, in una forma perfezionata dell’invenzione, un tester portatile può comprendere il serbatoio posto alTintemo del corpo e la punta in materiale assorbente risultando coassiale al serbatoio medesimo. Advantageously, in an improved form of the invention, a portable tester can comprise the tank placed inside the body and the tip in absorbent material resulting coaxial to the tank itself.

In una ulteriore e vantaggiosa soluzione costruttiva una serie di batterie, che costituiscono ralimentazione elettrica, essendo alloggiata, unitamente al serbatoio con la soluzione elettrolitica d’attacco, all’intemo del corpo o mantello esterno, vantaggiosamente, su due file parallele. In a further and advantageous constructive solution a series of batteries, which constitute an electric power supply, being housed, together with the tank with the electrolytic solution of attachment, inside the body or outer shell, advantageously, on two parallel rows.

Infine, vantaggiosamente, in una soluzione preferita un tester portatile può comprendere l’elettrodo tastatore reso rimovibile o sostituibile sulla testina di supporto; od anche in abbinamento o non l’elettrodo tastatore reso mobile assialmente sulla testina di supporto, per facilitare il contatto contemporaneo dei due elettrodi sulla superficie da testare. Finally, advantageously, in a preferred solution a portable tester can comprise the feeler electrode made removable or replaceable on the support head; or also in combination or not with the feeler electrode made axially movable on the support head, to facilitate the simultaneous contact of the two electrodes on the surface to be tested.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Un modo di attuare l’invenzione è illustrato, a puro titolo esemplificativo, nelle tre tavole di disegno allegate in cui Figura 1 è una vista schematica del tester portatile in condizioni di trasporto, secondo il presente trovato; Figura 2 è una vista schematica dei componenti del tester portatile estratti dal mantello esterno, nella posizione relativa di montaggio entro il mantello; Figura 3 è una vista schematica del tester portatile pronto all’uso, cioè col cappuccio di protezione tolto; Figura 4 è una vista schematica del tester portatile durante l’uso sul saggio in prova. One way of implementing the invention is illustrated, purely by way of example, in the three attached drawing tables in which Figure 1 is a schematic view of the portable tester in transport conditions, according to the present invention; Figure 2 is a schematic view of the components of the portable tester extracted from the outer shell, in the relative mounting position within the shell; Figure 3 is a schematic view of the portable tester ready for use, ie with the protective cap removed; Figure 4 is a schematic view of the portable tester during use on the assay under test.

Descrizione dettagliata di una preferita forma di realizzazione Nelle Figure sono visibili il mantello esterno 1 del tester 2 entro cui su due file affiancate sono presenti le parti di Figura 2. Su una fila sono presenti delle batterie 3 con il polo positivo 4 rivolto verso un elettrodo tastatore 5 e supportato da una testina 6, quando appoggiato sulla superficie da testare. Detailed description of a preferred embodiment The figures show the outer casing 1 of the tester 2 within which the parts of Figure 2 are present on two rows side by side. On one row there are batteries 3 with the positive pole 4 facing an electrode feeler 5 and supported by a head 6, when resting on the surface to be tested.

SuH’altro estremo della fila è presente una molla metallica 7, per la conduzione elettrica, ed una tappo metallico 8. Mezzi di conduzione elettrica sono presenti, e vantaggiosamente sono costituiti dal corpo 1, o mantello esterno posto tra le file affiancate. Verso restremità inferiore di questa altra fila sono presenti, oltre al tappo 9 una molla metallica 10, un serbatoio 11 della soluzione reagente per l’attacco elettrolitico della superficie interessata, terminante due tappi 12, superiore, e 13, inferiore. Vantaggiosamente, il circuito elettrico può essere chiuso tra il tappo d’estremità 8 della prima fila e la testina 14 portante l’elettrodo fisso 15 al cui interno è presente una punta 16 in feltro, od un simile materiale poroso, ad addurre soluzione elettrolitica dal serbatoio 11 alla superficie in contatto con la punta medesima, che sarà anche in contatto con l’elettrodo fisso 15, quando posto sulla superficie del saggio da testare. Un tappo removibile 17 consente di chiudere la punta ed evitare perdite o l’evaporazione della soluzione elettrolitica dal serbatoio 1 1. On the other end of the row there is a metal spring 7, for electrical conduction, and a metal cap 8. Means of electrical conduction are present, and advantageously consist of the body 1, or outer shell placed between the side by side rows. Towards the lower end of this other row there are, in addition to the cap 9, a metal spring 10, a tank 11 of the reagent solution for the electrolytic attack of the affected surface, ending with two caps 12, upper, and 13, lower. Advantageously, the electric circuit can be closed between the end cap 8 of the first row and the head 14 carrying the fixed electrode 15 inside which there is a tip 16 made of felt, or a similar porous material, to supply electrolytic solution from the reservoir 11 to the surface in contact with the tip itself, which will also be in contact with the fixed electrode 15, when placed on the surface of the assay to be tested. A removable cap 17 allows you to close the tip and prevent leaks or evaporation of the electrolyte solution from the tank 1 1.

Infine, nella Figura 4 è visibile, mantenendo identici riferimenti a parti aventi la medesima funzione, il saggio S che presenta una superficie adatta al test 18 ed a cui è appoggiato l’elemento assorbente 19, destinato ad assorbire la soluzione elettrolitica. L’elemento assorbente 19 essendo vantaggiosamente costituito da un lembo di carta assorbente. Finally, in Figure 4 it is visible, maintaining identical references to parts having the same function, the test S which has a surface suitable for the test 18 and to which the absorbent element 19 is placed, intended to absorb the electrolytic solution. The absorbent element 19 being advantageously constituted by a flap of absorbent paper.

L’applicazione del metodo di indagine qualitativa, con il tester descritto nella presente invenzione, risulta grandemente agevolato, infatti: le operazioni necessarie si riducono al sola rimozione del cappuccio 17, posizionamento del lembo 19 di carta assorbente sulla superficie 18 del saggio S, pressione con la mano, che impugna il mantello 1 del tester 2 in modo da accostare l’elettrodo fisso 15 alla superficie dell’elemento assorbente, ad assicurare il contatto tra l’elettrodo tastatore 5 e la superficie 18 del saggio, così assicurando il passaggio della corrente elettrica delle batterie 3 agli elettrodi. Dopo il tempo previsto, dell’ordine di secondi, l’azione elettrolitica della lieve corrente elettrica che ha interessato il metallo del saggio, attaccato dall’elettrolita presente nell’elemento assorbente, evidenzierà la colorazione dell’elemento assorbente con il colore caratteristico dichiarato per quell’elettrolita nella ricerca dello specifico componente chimico. The application of the qualitative investigation method, with the tester described in the present invention, is greatly facilitated, in fact: the necessary operations are reduced only to the removal of the cap 17, positioning of the flap 19 of absorbent paper on the surface 18 of the test S, pressure with the hand, which grasps the mantle 1 of the tester 2 so as to bring the fixed electrode 15 close to the surface of the absorbent element, to ensure contact between the feeler electrode 5 and the surface 18 of the assay, thus ensuring the passage of the electric current of the batteries 3 to the electrodes. After the expected time, of the order of seconds, the electrolytic action of the slight electric current that affected the metal of the test, attacked by the electrolyte present in the absorbent element, will show the coloring of the absorbent element with the characteristic color declared for that electrolyte in the search for the specific chemical component.

I vantaggi ottenuti da questa invenzione sono: riduzione al minimo delle parti componenti il tester che l’utente deve maneggiare nell’esecuzione della ricerca qualitativa degli elementi chimici richiesti nel test. Infatti, l’utente oltre a togliere il cappuccio 17 può maneggiare con una sola mano il tester, che all’appoggio provvede a dosare la quantità di soluzione elettrolitica utile ed applicare, per il contato degli elettrodi, la corrente necessaria. Più ancora, il tester realizza la possibilità di preparare, con differenti soluzioni di attacco elettrolitico la ricerca di differenti elementi chimici; seguendo questa soluzione risulteranno vantaggiosi le serie di tester 2 preordinati alla ricerca di specifici elementi chimici in specifiche leghe metalliche od, eventualmente, altri materiali. Più ancora, la possibilità di sostituzione del serbatoio 11 ed eventualmente della punta in materiale assorbente 16, può permettere l’uso con più metodi di indagine qualitativa nella ricerca di elementi chimici per l’azione elettrolitica. Infatti, una forma vantaggiosa di costruzione del serbatoio 11 prevede di realizzare le parti del serbatoio (11, 12 e 13) unitamente alla punta 16 in materiale assorbente, a formare un unico elemento vantaggiosamente allungato, così da consentire la sostituibilità nella produzione, nella sostituzione quando esaurita la soluzione d’attacco od anche per rendere più versatile il corpo del tester 2, che può essere di volta in volta reso adatto dall’utente ad impiegare diversi metodi di indagine elettrolitica qualitativa di elementi chimici nel saggio, variando la soluzione d’attacco con la sostituzione dell’elemento allungato. The advantages obtained by this invention are: minimization of the component parts of the tester that the user must handle in carrying out the qualitative research of the chemical elements required in the test. In fact, the user, in addition to removing the cap 17, can handle the tester with one hand, which when placed on it measures the amount of useful electrolytic solution and applies, for the electrode count, the necessary current. Furthermore, the tester realizes the possibility of preparing, with different electrolytic etching solutions, the search for different chemical elements; following this solution, the series of testers 2 pre-ordered in search of specific chemical elements in specific metal alloys or, possibly, other materials, will be advantageous. Even more, the possibility of replacing the tank 11 and possibly the tip in absorbent material 16, can allow the use with multiple methods of qualitative investigation in the search for chemical elements for electrolytic action. In fact, an advantageous form of construction of the tank 11 provides for making the parts of the tank (11, 12 and 13) together with the tip 16 in absorbent material, to form a single advantageously elongated element, so as to allow substitutability in production, in replacement. when the etching solution is exhausted or also to make the body of the tester 2 more versatile, which can be made suitable from time to time by the user to use different methods of qualitative electrolytic investigation of chemical elements in the assay, by varying the solution of attack with the replacement of the elongated element.

Nell'attuazione pratica i materiali, le dimensioni, i particolari esecutivi potranno essere diversi da quelli indicati, ma ad essi tecnicamente equivalenti, senza per questo uscire dal dominio giuridico della presente invenzione. Così, ancorché non raffigurata il serbatoio 11 o la punta 16 potranno essere realizzati per la sostituzione anche singolarmente così da cambiare il reagente, con la soluzione d’attacco elettrolitico, o la punta od entrambi. L’elettrodo tastatore può essere realizzato removibile così da consentirne una veloce sostituzione. In the practical implementation, the materials, the dimensions, the executive details may be different from those indicated, but technically equivalent to them, without thereby departing from the legal domain of the present invention. Thus, even if not shown, the tank 11 or the tip 16 can be made for replacement even individually so as to change the reagent, with the electrolytic attachment solution, or the tip or both. The feeler electrode can be made removable so as to allow a quick replacement.

Claims

CLAIMS 1. Portable tester (2) for determining the presence of chemical elements, comprising: a bipolar power supply device (3) with two electrodes (5, 15), placed near the object (S) to be tested and an absorbent element (19) placed on the surface (18) of the object to receive a small quantity of chemical solution for the electrolytic etching of the material to be tested; characterized in what presents the chemical solution contained in a tank (11), inside the body of the tester; a tip (16) made of absorbent material being in contact with the solution in the tank and with the surface (18) to be tested; an electrode (5), advantageously the positive (4), being flanked to the tip (16) so as to establish an electrical contact with the surface (18) to be tested around the contact area of the tip; a second electrode (15) being arranged in close proximity to the tip (16) made of absorbent material, so as to be in contact with the element made of absorbent material (19), when the latter is impregnated with the solution released by the tip made of absorbent material in contact .

Portable tester, according to claim 1, wherein the two electrodes (5, 15) are placed side by side in the body of the tester and arranged in such a position as to come into contact with the surface to be tested (18) simultaneously.

3. Portable tester, according to claim 1, in which the power supply is made with a series of batteries (3) housed in the body of the tester (2).

4. Portable tester, according to claim 1, in which the tank (11) is placed inside the body of the tester and the tip (16) in absorbent material is coaxial to the tank itself.

5. Portable tester, according to claim 4, in which the tank (11) and its parts (12, 13) are connected with the tip (16) made of absorbent material to form a single element with an elongated axial conformation.

6. Portable tester, according to claim 1, in which a series of batteries (3), which constitute the electrical power supply, is housed, together with the tank (11), with the attachment electrolytic solution, inside the body or shell external (1), advantageously, on two parallel rows.

7. Portable tester, according to one of the previous claims 1 to 6, in which the feeler electrode (5) is made removable or replaceable on the support head (6).

8. Portable tester, according to one of the preceding claims 1 to 6, in which the feeler electrode (5) is made movable and sprung, axially on the support head (6), to facilitate the simultaneous contact of the two electrodes (5, 15) on the surface to be tested.