RU2112974C1

RU2112974C1 - Proximity analyzer of liquid media

Info

Publication number: RU2112974C1
Application number: RU97121094/13A
Authority: RU
Inventors: Леонид Петрович Брусиловский; Михаил Аврамович Верников; Александра Николаевна Стрепихеева
Original assignee: Закрытое акционерное общество Международная компания "Луч"
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1998-06-10

Abstract

FIELD: test of quality of media, acidity of milk and dairy produce, detection of milk falsification with deoxidizing agents and determination of ions of Cl and Ca in it. SUBSTANCE: proposed analyzer includes measurement ion-selective electrodes and comparison electrode, high-resistance converter and thermal transducer. Measurement and auxiliary electrodes are incorporated in one case. High-resistance converter is fitted with built-in programmable controller that ensures calculation of values of titrated acidity and concentration of deoxidizing agents in milk, determination of ions of chlorine and calcium and their display on indicator of converter. Given controller provides for maintenance of parameters of tuning of transducers in storage by test solutions of corresponding ion-selective transducer. Proposed proximity analyzer can be used for operation as portable one to measure quality indices in various tanks. EFFECT: increased measurement accuracy of quality of media, degree of falsification of milk with deoxidizing agents and determination of ions of Cl and Ca in it. 2 dwg

Description

Экспресс-анализатор предназначен для контроля качества сред, например кислотности молока и молочных продуктов, выявления фальсификации молока раскислителями, а также определения в нем ионов Сl и Са. The express analyzer is designed to control the quality of media, for example, the acidity of milk and dairy products, to detect falsification of milk by deoxidants, as well as to determine Cl and Ca ions in it.

Наиболее близким к предлагаемому, относится экспресс-анализатор, включающий лабораторный датчик с измерительными ионоселективными электродами для измерения pН, pNa, pNH₄ и вспомогательным электродом сравнения, а также высокоомный преобразователь [2].Closest to the proposed one is an express analyzer, including a laboratory sensor with measuring ion-selective electrodes for measuring pH, pNa, pNH ₄ and an auxiliary reference electrode, as well as a high-resistance transducer [2].

Однако этот прибор можно использовать лишь в лабораторных условиях и нельзя использовать как переносной, что необходимо по условиям производства, например, для измерения качественных показателей молока во флягах, цистернах и других емкостях. Каждый из датчиков этого экспресс-анализатора состоит из отдельных измерительного электрода и вспомогательного электрода сравнения укрепленных в держателе. However, this device can only be used in laboratory conditions and cannot be used as portable, which is necessary according to the production conditions, for example, to measure the quality of milk in jars, tanks and other containers. Each of the sensors of this express analyzer consists of a separate measuring electrode and an auxiliary comparison electrode fixed in the holder.

Высокоомный преобразователь измеряет только pН, активность ионов Na или аммония, в то время как для контроля кислотности и фальсификации молока необходимо отображать величину титруемой кислотности, количество добавленных соды и аммиака. Применение расчетных формул и таблиц сложно для лаборанта. Кроме того, при использовании, например электродной системы для измерения pNа, высокоомный преобразователь настраивается под конкретную систему. При измерении другого показателя, например pNH₄, нужны регулировка преобразователя под электродную систему для измерения pNH₄. При этом его регулировка на электродную систему для измерения рNа не сохраняется.A high-resistance transducer measures only pH, the activity of Na or ammonium ions, while to control the acidity and falsification of milk, it is necessary to display the value of titratable acidity, the amount of added soda and ammonia. The use of calculation formulas and tables is difficult for the laboratory assistant. In addition, when using, for example, an electrode system for measuring pNa, the high-resistance transducer is tuned to a specific system. When measuring another indicator, for example pNH ₄ , adjustment of the transducer for the electrode system for measuring pNH _{4 is} needed. However, its adjustment to the electrode system for measuring pNa is not saved.

Технический результат изобретения заключается в создании экспресс-анализатора переносного типа, с повышенной точностью измерений, контроля качества сред, например титруемой кислотности и степени фальсификации молока раскислителями. The technical result of the invention is to create a portable portable express analyzer with improved measurement accuracy, quality control of media, for example titratable acidity and degree of milk falsification with deoxidants.

Это достигается тем, что в состав прибора дополнительно введен термодатчик. Измерительный ионоселективный и вспомогательный электроды объединены в одном корпусе, при этом хлорсеребряный полуэлемент вспомогательного электрода погружен в полимерный электролит раствора КСl. От датчика отходит один кабель, связанный через разъем с высокоомным преобразователем, что позволяет использовать его как переносной. This is achieved by the fact that a temperature sensor is additionally introduced into the device. The measuring ion-selective and auxiliary electrodes are combined in one housing, while the silver-silver half-cell of the auxiliary electrode is immersed in the polymer electrolyte of the KCl solution. One cable leaves the sensor, connected through a connector with a high-resistance converter, which allows it to be used as a portable one.

Высокоомный преобразователь снабжен встроенным программируемым контроллером, обеспечивающим расчет значений титруемой кислотности, концентрации добавленных раскислителей (Na, NH₄) в молоке, примеси анормального молока (Сl) и их отражение на индикаторе преобразователя, а также обеспечивает сохранение в памяти параметров настройки датчиков по контрольным раствором соответствующего ионоселективного датчика.The high-resistance converter is equipped with a built-in programmable controller that provides the calculation of titratable acidity, concentration of added deoxidizing agents (Na, NH ₄ ) in milk, impurity of abnormal milk (Cl) and their reflection on the indicator of the converter, as well as preserving the memory of the sensor settings for the control solution appropriate ion-selective sensor.

Кроме того, в состав экспресс-анализатора введены аналогичные электроды pСl и pСа для определения концентрации ионов хлора и кальция в молоке. In addition, similar pCl and pCa electrodes were introduced into the express analyzer to determine the concentration of chlorine and calcium ions in milk.

На фиг. 1 приведена конструкция датчика для измерения pН и pNа. Датчик состоит из корпуса 1, колпака 2, несущей втулки 3, стеклянного измерительного электрода (на рН и рNа) 4, дополнительной втулки 5, объемного защитного чехла 6, пористой прокладки (электролитического ключа) 7, втулки выводов 8, герметизирующей прокладки 9, хлорсеребряного полуэлемента 10, гнезда разъема 11. Детали 2, 8, 3 и 6 выполнены из пластмассы, деталь 9 - из мягкой химстойкой резины, деталь 5 - из селиконовой трубки. Хлорсеребряный полуэлемент 10, погруженный в полимерный электролит, образует электрод сравнения, контакт которого с анализируемой средой осуществляется через пористую кольцевую прокладку 7. Стеклянный измерительный электрод и электрод сравнения, объединенные в одном корпусе, образуют датчик, при погружении которого в измеряемую среду, на его выходе образуется потенциал, пропорциональный величине pН или pNа. Подключение датчика к высокоомному преобразователю осуществляется с помощью специального кабеля, соединенного с гнездом разъема 11. Сменный защитный чехол 6 предохраняет стеклянный измерительный электрод 4 от механических повреждений и позволяет после измерений очищать электрод при его мойке. Рассмотренная конструкция датчика является переносной. In FIG. 1 shows the design of the sensor for measuring pH and pH. The sensor consists of a housing 1, a cap 2, a bearing sleeve 3, a glass measuring electrode (pH and pH) 4, an additional sleeve 5, a volume protective cover 6, a porous gasket (electrolytic key) 7, a terminal sleeve 8, a gasket 9, silver chloride half element 10, socket 11. Parts 2, 8, 3, and 6 are made of plastic, part 9 is made of soft, chemically resistant rubber, and part 5 is made of a silicone tube. A silver-silver half-cell 10 immersed in a polymer electrolyte forms a reference electrode, whose contact with the analyzed medium is through a porous ring gasket 7. The glass measuring electrode and the reference electrode, combined in one housing, form a sensor, which when immersed in the measured medium, at its output a potential is formed proportional to pH or pNa. The sensor is connected to the high-resistance transducer using a special cable connected to the socket of the connector 11. A replaceable protective cover 6 protects the glass measuring electrode 4 from mechanical damage and allows you to clean the electrode after washing it. The considered sensor design is portable.

Конструкция комбинированного датчика для измерения pNH₄, pNa, pCa, pCl аналогична рассмотренной и отличается мембранным чувствительным элементом на pNH , pNa, pCa, pCl.The design of the combined sensor for measuring pNH ₄ , pNa, pCa, pCl is similar to that considered and differs by a membrane sensitive element on pNH, pNa, pCa, pCl.

На фиг. 2 показана структурная схема экспресс-анализатора. Она включает комбинированные датчики 1 для измерения активности соответствующего иона, термодатчик 2 для измерения температуры и высокоомный преобразователь 3. Одновременно к высокоомному преобразователю подключается один из датчиков (pН, pNa или pNH , или pСl, или pСа) и термодатчик. In FIG. 2 shows a block diagram of an express analyzer. It includes combined sensors 1 for measuring the activity of the corresponding ion, a temperature sensor 2 for measuring temperature and a high-resistance transducer 3. At the same time, one of the sensors (pН, pNa or pNH, or pСl, or pСа) and a temperature sensor are connected to the high-resistance transducer.

Высокоомный преобразователь содержит коммутатор 4, разделяющий во времени прохождение на вход аналогоцифрового преобразователя сигналов от электродной системы и термодатчика, аналого-цифровой преобразователь 5, выполняющий преобразование выходного сигнала коммутатора в цифровой код, программируемый контроллер 6, управляющий работой узлов и блоков и выполняющий математическую обработку принятой от аналого-цифрового преобразователя информации, матричный индикатор 7, отображающий результат измерения и осуществляющий функцию интерфейса между прибором и оператором, клавиатура 8 для выбора и управления режимами работы устройства, блок питания 9. The high-resistance converter contains a switch 4, dividing in time the passage to the input of an analog-digital converter of signals from the electrode system and a temperature sensor, an analog-to-digital converter 5, which converts the output signal of the switch into a digital code, a programmable controller 6 that controls the operation of nodes and blocks and performs mathematical processing of the received from the analog-to-digital information converter, a matrix indicator 7, which displays the measurement result and performs the function of the interface ca between the instrument and operator, the keyboard 8 to select and control operation modes of the device, the power supply 9.

Работа прибора осуществляется следующим образом. Сигнал с выхода датчика 1 поступает на первый вход коммутатора 4. Сигнал с выхода термодатчика 2 поступает на второй вход коммутатора 4. Коммутатор обеспечивает разделение во времени прохождение сигналов на вход аналого-цифрового преобразователя 5. Программируемый контроллер 6 управляет режимами работы и порядком прохождения сигналов, вычисляет значения параметров по назначению, передает результаты измерений и вычислений pН (pNa, или pNH₄, или pCl, или pСа) и температуры для визуального контроля на графический жидкокристаллический индикатор 7. Блок питания 9 предназначен для формирования напряжений, необходимых для работы высокоомного преобразователя.The operation of the device is as follows. The signal from the output of the sensor 1 is fed to the first input of the switch 4. The signal from the output of the temperature sensor 2 is sent to the second input of the switch 4. The switch provides a separation in time of the passage of signals to the input of the analog-to-digital converter 5. Programmable controller 6 controls the operating modes and the order of the signals passing, calculates parameter values to the destination, and transmits the results of measurements of pH computing (pNa, or a pNH ₄ or pCl, or pSa) and temperature for visual inspection of a graphic liquid crystal display 7. Lok supply 9 is used for generating voltages required for operation of a high-resistance transducer.

Программируемый контроллер обеспечивает также пересчет значений pН в единицы титруемой кислотности, значений pNа, pNH₄ в концентрацию добавляемой в молоко соды, аммонийных и других соединений, сохраняет в памяти настройку соответствующего комбинированного датчика по контрольным растворам и другие функции.The programmable controller also provides conversion of pH values into units of titratable acidity, pH values, pH ₄ in the concentration of soda, ammonium and other compounds added to milk, stores the settings of the corresponding combined sensor for control solutions and other functions.

Высокоомный преобразователь выполнен в переносном исполнении. The high-resistance converter is portable.

Габаритные размеры 100 х 200 х 40 мм, масса преобразователя не более 0,6 кг. Overall dimensions 100 x 200 x 40 mm, the mass of the converter is not more than 0.6 kg.

Claims

An express liquid analyzer containing combined ion-selective electrodes and an auxiliary chlorine-silver reference electrode, a high-resistance transducer and a temperature sensor, characterized in that the silver-silver half-cell of the auxiliary reference electrode is immersed in a KCl solution polymer electrolyte, and the high-resistance transducer is equipped with an integrated programmable controller that provides calculation of titratable acidity and concentration of added deoxidants in a liquid medium and and x reflection on the indicator of a high-resistance converter, and also ensures that the settings for the sensors are stored in the memory according to the control solutions of the corresponding ion-selective sensor.