RU2114647C1

RU2114647C1 - Ph-probe

Info

Publication number: RU2114647C1
Application number: RU96114200A
Authority: RU
Inventors: Григорий Анатольевич Яковлев
Original assignee: Григорий Анатольевич Яковлев
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1996-07-16
Publication date: 1998-07-10

Abstract

FIELD: medical instrumentation. SUBSTANCE: this can be used for determining concentration of hydrogen ions (pH) in biological media, for pH measurements in osophagus-stomachic tract of human being. PH-probe has measuring circular antimonic electrodes which are rigidly secured on bushes, hermetic hose pulled over bushes. Working end of hose is made hermetic by fitting cap over it. Chlorine-silver comparison electrode with electrolytic key is located in individual non-metal casing. Probe is provided with removable head-piece which carries comparison electrode in recess made in its upper surface. Electrolytic key of comparison electrode is in contact with wick which via through-hole connects recess in upper surface of head-piece with cylindrical space in lower surface of head-piece. Axis of cylindrical space is displaced relative to axis of recess in upper surface of head-piece. Weight is fastened to end of wick. Removable head-piece has second through-hole which is located close to recess in upper surface of head-piece. Inserted through this hole is hose of pH-probe with measuring electrodes. Application of aforesaid probe allows for improving measuring procedure due to reliable contact obtained between pH-probe and liquid medium. EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для определения концентрации водных ионов (pH) биологических сред, т.е. pH-метрии в пищеводно-желудочном тракте человека, а также в технической pH-метрии, например, для контроля pH различных (жидких и др.) сред в пищевой промышленности. The invention relates to medical equipment and can be used to determine the concentration of aqueous ions (pH) of biological media, i.e. pH-metry in the human esophagus and gastrointestinal tract, as well as in technical pH-metry, for example, to control the pH of various (liquid, etc.) media in the food industry.

Известен pH-зонд, содержащий на рабочем конце каломельный (Hg/Hg Cl) электрод сравнения, два измерительных электрода, закрепленных в эластичной трубке, и проводники, соединяющие электроды с разъемом и проходящие внутри трубки [1]. Основным недостатком данного pH-зонда является наличие в негерметичном корпусе электрода сравнения ядовитых веществ: ртути и хлористой ртути (каломели). Пары ртути через отверстие в корпусе каломельного электрода попадают в помещение и оказывают токсическое воздействие, особенно на детей. Кроме того, при эксплуатации такого pH-зонда, в частности, при его стерилизации, происходит вымывание хлористого калия из корпуса электрода сравнения, что снижает ресурс работы pH-зонда. Known pH probe containing on the working end calomel (Hg / Hg Cl) reference electrode, two measuring electrodes fixed in an elastic tube, and conductors connecting the electrodes to the connector and passing inside the tube [1]. The main disadvantage of this pH probe is the presence in the leaky housing of the reference electrode of toxic substances: mercury and mercury chloride (calomel). Mercury vapors enter the room through a hole in the calomel electrode housing and have a toxic effect, especially on children. In addition, during the operation of such a pH probe, in particular during its sterilization, potassium chloride is washed out from the housing of the reference electrode, which reduces the life of the pH probe.

Известен pH-зонд (прототип), содержащий измерительные кольцевые сурьмяные электроды, жестко закрепленные на втулках, натянутый на втулки герметичный шланг, рабочий конец которого герметизирован посредством закрепления наконечника, электрод сравнения с электролитическим ключом, размещенный в неметаллическом корпусе, и проводники, соединяющие электроды с разъемом [2]. Каломельный электрод сравнения выполнен в керамической капсуле цилиндрической формы с электролитическим ключом на торце капсулы. Такой электрод нежелательно вводить в желудок детей из-за токсичности. Known pH probe (prototype), containing measuring ring antimony electrodes, rigidly fixed to the sleeves, a tight hose stretched over the sleeves, the working end of which is sealed by securing the tip, a reference electrode with an electrolytic key, placed in a nonmetallic housing, and conductors connecting the electrodes to connector [2]. Calomel reference electrode is made in a ceramic capsule of cylindrical shape with an electrolytic key at the end of the capsule. Such an electrode is undesirable to be introduced into the stomach of children due to toxicity.

Недостатком конструкции этого pH-зонда также является сложность надежного контактирования электролитического ключа такого электрода сравнения с кожей, например, руки обследуемого, если электрод сравнения соединен отдельным проводником с разъемом. Это ухудшает качество измерения кислотности. The design drawback of this pH probe is also the difficulty of reliable contact of the electrolytic key of such a reference electrode with the skin, for example, the hand of the subject, if the reference electrode is connected by a separate conductor to the connector. This degrades the quality of the measurement of acidity.

Техническим результатом изобретения является повышение безопасности измерений за счет исключения ввода в желудок электрода сравнения и повышение качества измерения pH за счет надежного контактирования электрода сравнения pH-зонда с жидкой средой в пробирке при калибровке и кожей обследуемого при измерении кислотности. The technical result of the invention is to increase the safety of measurements by eliminating the insertion of a reference electrode into the stomach and to improve the quality of the pH measurement by reliably contacting the reference electrode of the pH probe with the liquid medium in a test tube during calibration and the skin of the subject during acidity measurements.

Данный технический результат достигается тем, что в известном pH-зонде, содержащем измерительные кольцевые сурьмяные электроды, жестко закрепленные на втулках, натянутый на втулки герметичный шланг, рабочий конец которого герметизирован посредством закрепления наконечника, электрод сравнения с электролитическим ключом, размещенный в неметаллическом корпусе и проводники, соединяющие электроды с разъемом, pH-зонд содержит съемную насадку, на верхней поверхности которой в полости закреплен электрод сравнения, выполненный в автономном корпусе, электролитический ключ которого контактирует с фитилем, соединяющим через сквозное отверстие полость на верхней поверхности насадки с цилиндрической полостью на нижней поверхности насадки, причем ось этой цилиндрической полости смещена относительно оси полости на верхней поверхности насадки, а на конце фитиля закреплен грузик, кроме того, в съемной насадке выполнено второе сквозное отверстие, расположенное рядом с полостью на верхней поверхности насадки и через которое проходит шланг pH-зонда с измерительными электродами. This technical result is achieved by the fact that in a known pH probe containing measuring ring antimony electrodes, rigidly fixed to the bushings, a tight hose stretched over the bushings, the working end of which is sealed by securing the tip, a reference electrode with an electrolytic key placed in a non-metallic case and conductors connecting the electrodes to the connector, the pH probe contains a removable nozzle, on the upper surface of which a reference electrode is mounted in the cavity, made in an autonomous housing, the electrolytic key of which is in contact with the wick connecting through the through hole the cavity on the upper surface of the nozzle with a cylindrical cavity on the lower surface of the nozzle, the axis of this cylindrical cavity being offset relative to the axis of the cavity on the upper surface of the nozzle, and a weight is fixed at the end of the wick, in addition, a second through hole is made in the removable nozzle, which is located next to the cavity on the upper surface of the nozzle and through which the pH probe hose with measuring electrodes passes.

Суть изобретения заключается в следующем. Повышение безопасности эксплуатации зонда обеспечивается тем, что pH-зонд содержит электрод сравнения, например, хлорсеребряный, выполненный в автономном неметаллическом корпусе, например, в виде плоского диска, электролитический ключ которого надежно контактирует с кожей, например, руки обследуемого. Кроме того, введение съемной насадки, к которой крепится электрод сравнения, обеспечивает надежное крепление электрода сравнения на пробирке с жидкой средой при калибровке. Для этого на верхней поверхности насадки выполнена полость, в которой закреплен электрод сравнения, например, посредством винтов. Электролитический ключ электрода сравнения контактирует, например, через слой электродной пасты, с фитилем, соединяющим через сквозное отверстие полость на верхней поверхности насади с цилиндрической полостью на нижней поверхности насадки. Посредством полости на нижней поверхности насадки, ось которой смещена относительно оси полости на верхней поверхности насадки, съемная насадка надежно устанавливается на пробирку с жидкой средой, с которой контактирует фильтр насадки, электролитически соединяющий ключ электрода сравнения с жидкой средой. Кроме того, на конце фитиля закреплен грузик, облегчающий ввод фитиля в пробирку и позволяющий фитилю надежно контактировать с жидкой средой, что повышает качество измерений. The essence of the invention is as follows. Improving the safety of operation of the probe is ensured by the fact that the pH probe contains a reference electrode, for example, silver chloride, made in a self-contained non-metallic case, for example, in the form of a flat disk, the electrolytic key of which reliably contacts the skin, for example, the hands of the subject. In addition, the introduction of a removable nozzle, to which the reference electrode is attached, provides reliable fastening of the reference electrode on a test tube with a liquid medium during calibration. For this, a cavity is made on the upper surface of the nozzle in which a reference electrode is fixed, for example, by means of screws. The electrolytic key of the reference electrode contacts, for example, through a layer of electrode paste, with a wick connecting through the through hole a cavity on the upper surface of the nozzle with a cylindrical cavity on the lower surface of the nozzle. By means of a cavity on the lower surface of the nozzle, the axis of which is offset from the axis of the cavity on the upper surface of the nozzle, the removable nozzle is reliably mounted on a test tube with a liquid medium, which is contacted by a filter of the nozzle, electrolytically connecting the key of the reference electrode with the liquid medium. In addition, a weight is fixed at the end of the wick, which facilitates the entry of the wick into the test tube and allows the wick to reliably contact with the liquid medium, which improves the quality of measurements.

В съемной насадке также выполнено второе сквозное отверстие, расположенное рядом с полостью на верхней поверхности насадки и выходящее в нижнюю полость насадки. Через это отверстие проходит шланг pH-зонда с измерительными электродами, контактирующими с жидкой средой в пробирке. The removable nozzle also has a second through hole located near the cavity on the upper surface of the nozzle and extending into the lower cavity of the nozzle. A pH probe hose with measuring electrodes in contact with the fluid in the test tube passes through this hole.

На фиг. 1 изображен pH-зонд предлагаемой конструкции; на фиг. 2 - схема его работы. In FIG. 1 shows a pH probe of the proposed design; in FIG. 2 is a diagram of its operation.

Так, pH-зонд (фиг. 1) содержит измерительные кольцевые сурьмяные электроды 1, жестко закрепленные на тонкостенных втулках 2, натянутый на втулки герметичный шланг 3, рабочий конец которого герметизирован посредством наконечника 4, хлорсеребряный электрод сравнения 5 с электролитическим ключом, размещенный в автономном неметаллическом корпусе со съемной насадкой 6, на верхней лицевой поверхности которой выполнена полость 7, в дне которой имеется сквозное отверстие 8, расположенное напротив электролитического ключа электрода сравнения и через которое проходит гибкий капиллярно-пористый фитиль 9, на конце которого закреплен грузик 10. So, the pH probe (Fig. 1) contains measuring ring antimony electrodes 1, rigidly mounted on thin-walled bushings 2, a tight hose 3 stretched over the bushings, the working end of which is sealed by a tip 4, a silver-silver comparison electrode 5 with an electrolytic key, located in a stand-alone non-metallic casing with a removable nozzle 6, on the upper front surface of which a cavity 7 is made, in the bottom of which there is a through hole 8 located opposite the electrolytic key of the reference electrode and which extends a flexible capillary-porous wick 9, to which the end of the sinker 10 is mounted.

Хлорсеребряный электрод сравнения 5 устанавливается в полость 7 съемной насадки. Электролитический ключ электрода сравнения, выполненный, например, в виде диска из поролона, пропитанного электропроводящей электродной пастой, контактирует с частью фитиля, находящейся в полости 7 и обеспечивает электрический контакт электрода с фитилем 9 насадки 6. Кроме того, pH-зонд содержит проводник 11, соединяющий электроды 1 и 5 с разъемом 12. Все соединения pH-зонда выполнены посредством полимерных клеев 13, стойких к воздействию жидких сред с pH 0,5...10. Silver chloride reference electrode 5 is installed in the cavity 7 of the removable nozzle. The electrolytic key of the reference electrode, made, for example, in the form of a disk of foam rubber impregnated with an electrically conductive electrode paste, contacts the part of the wick located in the cavity 7 and provides electrical contact of the electrode with the wick 9 of the nozzle 6. In addition, the pH probe contains a conductor 11, connecting the electrodes 1 and 5 with the connector 12. All connections of the pH probe are made using polymer adhesives 13, resistant to the effects of liquid media with a pH of 0.5 ... 10.

В съемной насадке 6 выполнено второе сквозное отверстие 14, необходимое для ввода шланга pH-зонда в жидкую среду. На нижней стороне насадки выполнена полость 15, имеющая цилиндрическую форму и отделенная от полости 7 тонкой перегородкой. Ось 15 смещена относительно оси полости 7 насадки. В полость 15 насадки выходят оба сквозных отверстия 8, 14. In the removable nozzle 6, a second through hole 14 is made, which is necessary for introducing the hose of the pH probe into the liquid medium. On the lower side of the nozzle, a cavity 15 is made having a cylindrical shape and separated from the cavity 7 by a thin partition. The axis 15 is offset relative to the axis of the cavity 7 of the nozzle. Both through holes 8, 14 exit into the cavity 15 of the nozzle.

Шланг 3 pH-зонда выполнен из эластичной пластмассы, например, из пластиката поливинилхлоридного медицинского. Наконечник 4 может быть изготовлен из керамики, пластмассы или нержавеющей стали. Hose 3 of the pH probe is made of flexible plastic, for example, medical polyvinyl chloride plastic compound. Tip 4 can be made of ceramic, plastic or stainless steel.

Работа зонда. The work of the probe.

В случае калибровки ацидогастрометра 16 (фиг. 2) посредством pH-зонда в буферных растворах насадка 6 надевается полностью 15 на пробирку 17, в которой находится буферный раствор. Хлорсеребряный электрод сравнения прикреплен к полости 7 съемной насадки разъемным соединением, например, с помощью двух винтов 18 (фиг. 2). Шланг 3 pH-зонда с измерительными электродами 1 вводится через отверстие 14 насадки в буферный раствор. Фитиль 9 насадки также погружен в буферный раствор и обеспечивает электрический контакт электрода сравнения 5 с жидким раствором. Расстояние между уровнем 19 буферного раствора и верхним торцем пробирки 17 составляет около 5...20 мм (фиг. 2). В этом случае образуется разность потенциалов (ЭДС) между каждым измерительным сурьмяным электродом 1 и электродом сравнения 5, которая посредством проводников 11 подается через разъем 12 на ацидогастрометр 16 для дальнейшего преобразования сигнала. In the case of calibrating the acidogastrometer 16 (Fig. 2) by means of a pH probe in buffer solutions, the nozzle 6 is completely put on 15 to the tube 17, in which the buffer solution is located. A silver chloride reference electrode is attached to the cavity 7 of the removable nozzle by a detachable connection, for example, using two screws 18 (Fig. 2). The hose 3 of the pH probe with measuring electrodes 1 is introduced through the nozzle opening 14 into the buffer solution. The wick 9 of the nozzle is also immersed in a buffer solution and provides electrical contact of the reference electrode 5 with the liquid solution. The distance between the level 19 of the buffer solution and the upper end of the tube 17 is about 5 ... 20 mm (Fig. 2). In this case, a potential difference (EMF) is formed between each antimony measuring electrode 1 and the reference electrode 5, which, through the conductors 11, is fed through the connector 12 to the acidogastrometer 16 for further signal conversion.

Аналогичным образом производятся измерения pH жидкой среды и испытания pH-зондов. Similarly, pH measurements of a liquid medium and tests of pH probes are performed.

Таким образом, предлагаемая конструкция pH-зонда обеспечивает повышение качества калибровки ацидогастрометра, а также измерения pH жидкой среды за счет надежного контактирования электродов pH-зонда с жидкой средой посредством съемной насадки. Thus, the proposed design of the pH probe provides an increase in the quality of calibration of the acidogastrometer, as well as measuring the pH of the liquid medium due to reliable contact of the electrodes of the pH probe with the liquid medium by means of a removable nozzle.

Испытания таких зондов подтвердили их эффективность. Tests of such probes have confirmed their effectiveness.

Источники информации
1. Патент РФ N 2005409 C1, кл. A 61 B 5/03, A 61 M 25/09 с приоритетом от 25.04.91.Sources of information
1. RF patent N 2005409 C1, cl. A 61 B 5/03, A 61 M 25/09 with priority from 04.25.91.

2. Панцырев Ю.М. и др. Клиническая медицина, 1972, N 7, с.43-47. 2. Pantsyrev Yu.M. and other Clinical medicine, 1972, N 7, S. 43-47.

Claims

A pH probe containing antimony measuring ring electrodes rigidly fixed on the sleeves, a hermetic hose stretched over the sleeves, the working end of which is sealed by fastening the tip, a reference electrode with an electrolytic key, housed in a non-metallic case, and conductors connecting the electrodes to the connector, characterized in that the pH probe contains a removable nozzle, in the cavity of which a reference electrode is mounted, located in an autonomous housing, the electrolytic key of which is in contact with the wick, with a through hole connects the cavity on the upper surface of the nozzle with a cylindrical cavity on the lower surface of the nozzle, the axis of this cylindrical cavity being displaced relative to the axis of the cavity on the upper surface of the nozzle, and a weight is fixed at the end of the wick, in addition, a second through hole located adjacent to the removable nozzle with a cavity on the upper surface of the nozzle and through which the hose of the pH probe with measuring electrodes passes.