RU211486U1 - Проточная измерительная ячейка для контроля качества питьевой воды в режиме реального времени - Google Patents
Проточная измерительная ячейка для контроля качества питьевой воды в режиме реального времени Download PDFInfo
- Publication number
- RU211486U1 RU211486U1 RU2022106764U RU2022106764U RU211486U1 RU 211486 U1 RU211486 U1 RU 211486U1 RU 2022106764 U RU2022106764 U RU 2022106764U RU 2022106764 U RU2022106764 U RU 2022106764U RU 211486 U1 RU211486 U1 RU 211486U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drinking water
- measuring cell
- flow
- determining
- sensors
- Prior art date
Links
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 title claims abstract description 16
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 abstract description 2
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 230000003113 alkalizing Effects 0.000 description 6
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000005429 turbidity Methods 0.000 description 4
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atoms Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 239000002555 ionophore Substances 0.000 description 1
- 230000000236 ionophoric Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для контроля физико-химических свойств жидких проб, преимущественно воды и водных растворов, например, в устройствах экспресс-анализа качества питьевой воды на станциях водоподготовки питьевой воды и является эффективным средством определения неисправностей в системах очистки питьевой воды. Проточная измерительная ячейка для контроля качества питьевой воды в режиме реального времени, включающая в себя корпус, входной патрубок, выходной патрубок, датчики для определения температуры, pH, электропроводности и оптическое средство измерения, отличается тем, что измерительная ячейка дополнительно содержит датчики для определения окислительно-восстановительного потенциала и концентрации свободного хлора, а оптическое средство измерения выполнено с возможностью проведения люминесцентного анализа. Технический результат при использовании полезной модели проявляется в расширении диапазона контролируемых параметров, при обеспечении непрерывного мониторинга наличия органических, неорганических и биологических загрязнителей в питьевой воде. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для контроля физико-химических свойств жидких проб, преимущественно воды и водных растворов, например, в устройствах экспресс-анализа качества питьевой воды на станциях водоподготовки питьевой воды и является эффективным средством определения неисправностей в системах очистки питьевой воды.
Из уровня техники известна «Проточная мультисенсорная потенциометрическая ячейка для анализа малых объемов жидких образцов» по патенту RU 2537094 C1, заявка 2013120898 от 06.05.2013, МПК G01N 27/333, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет» (СПбГУ) (RU), содержащая корпус из полимерного материала, представленный расположенными в ряд ионоселективными сенсорами в количестве не менее двух, причем каждый сенсор имеет чувствительный элемент, выполненный в виде сенсорной мембраны из поливинилхлорида и пластификатора с ионофорами, и снабжен проводником для подключения к измерительному прибору с расстоянием между чувствительными элементами не менее 2 мм, электрод сравнения и емкость для анализируемых образцов, при этом корпус выполнен трубчатым из поливинилхлорида, а соединение ионоселективных сенсоров выполнено бесшовным.
Недостатком данного технического решения является отсутствие датчиков концентрации свободного хлора и температуры, а также оптических средств для определения цветности, мутности, ультрафиолетового пропускания и ультрафиолетовой люминесценции.
Известна «Измерительная ячейка» по патенту RU 2690081 C1, заявка 2018131624 от 03.09.2018, МПК G01N 27/00, Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное предприятие «ТЕХНОПРИБОР» (RU), состоящая из трех последовательно соединенных каналами проточных камер, в которых установлены датчик температуры и электроды, источник подщелачивающего реагента, при этом первая проточная камера снабжена входным штуцером, а третья проточная камера снабжена штуцером для слива пробы, при этом измерительная ячейка содержит блок подщелачивания, в котором источник подщелачивающего реагента выполнен в виде цилиндрической емкости, снабженной герметичной крышкой цилиндроконической формы, под которой установлена газопроницаемая мембрана, образующая с внутренней поверхностью крышки камеру насыщения парами подщелачивающего реагента, канал, подводящий контролируемую среду в камеру насыщения, выполнен тангенциально в нижней части цилиндрической стенки крышки, а канал, отводящий контролируемую среду, выполнен вертикально в верхней конической части крышки, при этом выходной канал первой проточной камеры соединен с входом двухходового переключателя потока, первый выход которого соединен с каналом, подводящим контролируемую среду в камеру насыщения блока подщелачивания, канал, отводящий контролируемую среду из камеры насыщения блока подщелачивания, и второй выход двухходового переключателя потока соединены с входом второй проточной камеры, при этом в первой проточной камере установлен или датчик растворенного кислорода, или датчик растворенного водорода, и/или датчик температуры, во второй проточной камере установлен ионоселективный электрод, а в третьей проточной камере установлен опорный электрод или комбинированный рН-электрод.
Недостатком известного решения является отсутствие средств для определения концентрации свободного хлора, цветности, мутности, ультрафиолетового пропускания и ультрафиолетовой люминесценции.
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является «Проточная кювета для оптического измерительного прибора и способ ее работы» по заявке US 2020/0158627 A1, опубликованной 21.05.2020., МПК G01N 21/05, G01N 21/03, представляющая проточную кювету, имеющую входной патрубок, выходной патрубок, плоскопараллельные боковые поверхности, на которых расположено два или четыре электрода для измерения электропроводности, при этом кювета имеет продольную ось, а электроды расположены в верхней или нижней трети кюветы. Таким образом, достигается возможность как двухполюсного, так и четырехполюсного измерения проводимости. Кювета также содержит оптическое средство для качественного (и/или количественного) определения, по крайней мере, одного анализируемого вещества в воде. Оптическое средство измерения позволяет проводить колориметрический, спектроскопический и поляриметрический анализ, для чего оно содержит соответствующие источники и приемники оптического излучения. Оптическое средство измерения также имеет, по меньшей мере, один режим измерения для оптических измерений: контроль уровня заполнения кюветы, контроль опорожнения кюветы, контроль загрязнения кюветы. Кювета может также содержать датчик температуры и датчик pH.
Общим недостатком выше описанных технических решений, включая прототип, является узкий диапазон функциональных возможностей.
Задача заявленного технического решения заключается в создании надежной и эффективной измерительной ячейки с расширенными функциональными возможностями.
Технический результат при использовании полезной модели проявляется в расширении диапазона контролируемых параметров, при обеспечении непрерывного мониторинга наличия органических, неорганических и биологических загрязнителей в питьевой воде.
Технический результат достигается тем, что проточная измерительная ячейка для контроля качества питьевой воды в режиме реального времени, включающая в себя корпус, входной патрубок, выходной патрубок, датчики для определения температуры, электропроводности, pH, и оптическое средство измерения, дополнительно содержит датчики для определения окислительно-восстановительного потенциала и концентрации свободного хлора, а оптическое средство измерения выполнено с возможностью проведения люминесцентного анализа.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлена схема измерительной ячейки,
где 1 - датчик для определения pH;
2 - датчик для определения окислительно-восстановительного потенциала;
3 - датчик для определения электропроводности;
4 - датчик для определения концентрации свободного хлора;
5 - датчик температуры;
6 - корпус;
7 - источник оптического излучения с длиной волны 405 нм;
8 - источник оптического излучения с длиной волны 525 нм;
9 - источник оптического излучения с длиной волны 270 нм;
10 - источник оптического излучения повышенной мощности с длиной волны 272 нм;
11 - область, заполняемая водой;
12, 13 - приемники оптического излучения;
14 - оптические окна;
15 - оптический фильтр;
16 - входной патрубок;
17 - выходной патрубок;
18 - блок управления и регистрации измерений.
Проточная измерительная ячейка для контроля качества питьевой воды в режиме реального времени состоит из корпуса 6 и содержит входной патрубок 16, выходной патрубок 17, датчики для определения следующих характеристик питьевой воды: температуры (5), кислотности (1), окислительно-восстановительного потенциала (2), электропроводности (3), концентрации свободного хлора (4). Датчики представляют собой самостоятельные изделия и закрепляются в ячейке посредством соответствующих герметично уплотняемых входов. Измерительная ячейка дополнительно содержит монохромные источники оптического излучения 7, 8, 9, 10 и приемники оптического излучения 12 и 13, функционально представляющие собой оптическое средство измерения, позволяющее производить колориметрический и люминесцентный анализ. Источники представляют собой светоизлучающие диоды. Источник 7 с центральной длиной волны 405 нм предназначен для измерения цветности посредством определения коэффициента пропускания исследуемой среды. Источник 8 с центральной длиной волны 525 нм предназначен для измерения мутности посредством определения коэффициента пропускания исследуемой среды. Источник 9 с центральной длиной волны 270 нм предназначен для измерения УФ-пропускания посредством определения коэффициента пропускания исследуемой среды. Источник 10 имеет повышенную мощность и центральную длину волны 272 нм. Он предназначен для измерения величины УФ-люминесценции. Датчики 1, 2, 3, 4, источники излучения 7, 8, 9, 10, датчик температуры 5 и приемники 12 и 13 выполнены с возможностью подключения к блоку управления и регистрации измерений 18, содержащему соответствующие схемы питания для источников и усиления для датчиков и приемников оптического излучения.
Оптические измерения производятся в области объема измерительной ячейки 11, заполняемого исследуемой водой, в котором с одной стороны установлены источники оптического излучения 7, 8, 9. Оси источников 7, 8, 9 направлены в приемник 12, расположенный с противоположной от источников стороны исследуемого объема воды. Ось приемника оптического излучения 12 направлена в сторону источников 7, 8 и 9. Приемник 13 установлен рядом с приемником 12, их оси параллельны. Источник 10 установлен сбоку от приемника 13 так, чтобы его излучение не проходило напрямую в приемники 12 и 13. Ось источника 10 перпендикулярна к оси источника 13. Источники 7, 8, 9, 10 и приемник 12 отделены от исследуемого объема оптическими окнами 14 из кварцевого стекла, прозрачного в ультрафиолетовой области спектра. Приемник 13 отделен от исследуемого объема оптическим фильтром 15, непрозрачным в ультрафиолетовой области спектра и прозрачным в видимой области спектра.
Измерительная ячейка для контроля качества питьевой воды в режиме реального времени работает следующим образом.
Вода поступает в область ячейки, заполняемую водой 11 (ограниченную корпусом 6, оптическими окнами 14 и оптическим фильтром 15), через входной патрубок 16, выходит через выходной патрубок 17. При протекании воды блок управления и регистрации измерений 18 производит фиксацию показаний датчика 4, измеряющего концентрацию свободного хлора. После протекания через ячейку определенного количества воды (например, двух внутренних объемов ячейки), поток воды останавливается и происходит поочередная фиксация измеряемых параметров. Сначала поочередно фиксируются величины кислотности (датчик 1), окислительно-восстановительного потенциала (датчик 2), температуры (датчик 5) и электропроводности (датчик 3). После этого происходит кратковременное поочередное включение источников 7, 8, 9. Излучение от источников 7, 8, 9 последовательно проходит через входное окно 14, объем, заполняемый водой 11 и выходное окно 14, попадая на приемник 12. В это время производится фиксация уровня сигнала с приемника 12. Показания с приемника 12 в блоке управления и регистрации измерений 18 через калибровочные коэффициенты пересчитываются в градусы цветности, мутности и в относительное УФ-пропускание. После этого происходит кратковременное включение источника 10. Излучение от источника 10 через входное окно 14 попадает в исследуемую среду. Излучение, возникающее в исследуемой среде в результате люминесценции, попадает через оптический фильтр 15 на приемник 13. В это время происходит фиксация уровня сигнала с приемника 13. Показания приемника 13 в блоке управления и регистрации измерений 18 через калибровочные коэффициенты пересчитываются в условные единицы величины УФ-люминесценции. После завершения измерений, поток воды через ячейку возобновляется.
Реализация в одном приборе всех вышеупомянутых методов анализа с возможностью проведения измерений через небольшие промежутки времени (необходимые для протекания через измерительную ячейку определенного количества воды) без необходимости отбора и лабораторного исследования пробы дает возможность непрерывного мониторинга качества питьевой воды.
Claims (1)
- Проточная измерительная ячейка для контроля качества питьевой воды в режиме реального времени, включающая в себя корпус, входной патрубок, выходной патрубок, датчики для определения температуры, pH, электропроводности и оптическое средство измерения, отличающаяся тем, что дополнительно содержит датчики для определения окислительно-восстановительного потенциала и концентрации свободного хлора, а оптическое средство измерения выполнено с возможностью проведения люминесцентного анализа.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU211486U1 true RU211486U1 (ru) | 2022-06-07 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU223971U1 (ru) * | 2024-01-08 | 2024-03-11 | Виталий Александрович Тейл | Проточная потенциометрическая ячейка для измерения концентрации хлорид-ионов в высокочистых водных средах |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2326373C1 (ru) * | 2006-12-11 | 2008-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ВЗОР" | Измерительная ячейка анализатора натрия |
| RU2537094C1 (ru) * | 2013-05-06 | 2014-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Проточная мультисенсорная потенциометрическая ячейка для анализа малых объемов жидких образцов |
| RU2690081C1 (ru) * | 2018-09-03 | 2019-05-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ТЕХНОПРИБОР" (ООО "НПП "ТЕХНОПРИБОР") | Измерительная ячейка |
| US20200158627A1 (en) * | 2018-11-15 | 2020-05-21 | Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg | Cuvette, preferably flow-through cuvette for an optical measuring device, and method for its operation |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2326373C1 (ru) * | 2006-12-11 | 2008-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ВЗОР" | Измерительная ячейка анализатора натрия |
| RU2537094C1 (ru) * | 2013-05-06 | 2014-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Проточная мультисенсорная потенциометрическая ячейка для анализа малых объемов жидких образцов |
| RU2690081C1 (ru) * | 2018-09-03 | 2019-05-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ТЕХНОПРИБОР" (ООО "НПП "ТЕХНОПРИБОР") | Измерительная ячейка |
| US20200158627A1 (en) * | 2018-11-15 | 2020-05-21 | Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg | Cuvette, preferably flow-through cuvette for an optical measuring device, and method for its operation |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU223971U1 (ru) * | 2024-01-08 | 2024-03-11 | Виталий Александрович Тейл | Проточная потенциометрическая ячейка для измерения концентрации хлорид-ионов в высокочистых водных средах |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5420432A (en) | Organic pollutant monitor | |
| US10451455B2 (en) | Wireless sensor for detection and measurement of properties in liquids over an internet-based network | |
| CN104977263A (zh) | 水质多参数监测仪及其监测方法 | |
| US7671994B2 (en) | Method for measuring chemical levels using pH shift | |
| CA2208597A1 (en) | Device for measuring the partial pressure of gases dissolved in liquids | |
| US7639361B2 (en) | Apparatus for measuring chemical levels using pH shift | |
| GB2312278A (en) | Organic and/or biological pollution monitor | |
| CN205749258U (zh) | 一种多参数水质在线检测笔 | |
| KR101108561B1 (ko) | 흡광광도법을 이용한 ｐＨ 측정장치 및 이를 이용한 ｐＨ 측정방법 | |
| US5694206A (en) | Spectrophotometric system using a pH/ISE meter for calibration | |
| CN206906239U (zh) | 水质检测探头及水质检测仪 | |
| RU211486U1 (ru) | Проточная измерительная ячейка для контроля качества питьевой воды в режиме реального времени | |
| EP0158662A1 (en) | Water test kit and components therefor | |
| JP2018526644A (ja) | 液体培地中の物質濃度または物質を判断するための方法および装置 | |
| GB2256043A (en) | Organic pollutant monitor | |
| CN205139003U (zh) | 一种探头式水质多参数在线监测仪 | |
| Li et al. | Atmospheric ozone measurement with an inexpensive and fully automated porous tube collector-colorimeter | |
| CN210665501U (zh) | 一种水质监测系统 | |
| CN206057167U (zh) | 基于智能封条锁的生鲜物流用棒状水质监测传感器 | |
| AU632720B2 (en) | Water quality monitor | |
| RU2408908C1 (ru) | Устройство для измерения концентрации светопоглощающих веществ | |
| TWM565796U (zh) | Full spectrum water quality analysis system | |
| EP0036731B1 (en) | Method of monitoring light signals from liquid medium | |
| CN212134481U (zh) | 一种新型的便携紫外分光测油仪 | |
| WO2003008948A1 (es) | Equipo y metodo en linea para la deteccion, determinacion de la evolucion y cuantificacion de biomasa microbiana y otras sustancias que absorben a lo largo del espectro de luz durante el desarollo de procesos biotecnologicos |