RU2115444C1

RU2115444C1 - Ph probe

Info

Publication number: RU2115444C1
Application number: RU96114199A
Authority: RU
Inventors: Григорий Анатольевич Яковлев
Original assignee: Григорий Анатольевич Яковлев
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1996-07-16
Publication date: 1998-07-20

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has measuring ring-shaped antimony electrodes rigidly mounted on thin-walled bushings, flexible tube attached to the bushings, comparison chloro- silver electrode placed in nonmetal casing with two chambers connected to each other by means of detachable connection member and electrolytic key, and conductors coming through the flexible tube and connecting the electrodes to a plug. The first chamber containing the chloro-silver electrode and potassium chloride powder is rigidly connected to the second removable chamber by means of tight junction member. The second chamber has electrolytic key as an opening and is filled with aqueous solution of potassium chloride. The first chamber is connected to the second chamber through flexible sealing ring. PH probe additionally has detachable auxiliary chamber having no key. EFFECT: long service life; high reliability. 3 cl, 2 dwg

Description

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

Известен pH-зонд, содержащий на рабочем конце каломельный (Hg/Hg₂Cl₂) электрод сравнения, два измерительных сурьмяных электрода, закрепленных в эластичной трубке, и проводники, соединяющие электроды с разъемом и проходящие внутри трубки [1]. Недостатком pH-зонда данной конструкции является наличие в негерметичном корпусе электрода сравнения ядовитых веществ: ртути и хлористой ртути (каломели).Known pH probe containing at the working end calomel (Hg / Hg ₂ Cl ₂ ) reference electrode, two measuring antimony electrodes fixed in an elastic tube, and conductors connecting the electrodes to the connector and passing inside the tube [1]. The disadvantage of the pH probe of this design is the presence in the leaky housing of the reference electrode of toxic substances: mercury and mercury chloride (calomel).

Известен pH-зонд, содержащий измерительные сурьмяные электроды в виде колец, жестко закрепленные на тонкостенных втулках, шланг, натянутый на эти втулки, хлорсеребряный (Ag/AgCl) электрод сравнения, расположенный в неметаллическом корпусе, и проводники, соединяющие электроды с разъемом и проходящие внутри шланга [2]. Недостатком данного pH-зонда является "вымывание" хлористого калия из корпуса электрода сравнения при длительном погружении рабочей части зонда в жидкую среду, например, в раствор перекиси водорода при стерилизации. Это снижает срок службы зонда и его надежность. Known pH probe containing measuring antimony electrodes in the form of rings, rigidly mounted on thin-walled bushings, a hose stretched on these bushings, a silver / silver (Ag / AgCl) reference electrode located in a nonmetallic housing, and conductors connecting the electrodes to the connector and passing inside hose [2]. The disadvantage of this pH probe is the “leaching out” of potassium chloride from the reference electrode body during prolonged immersion of the working part of the probe in a liquid medium, for example, in a solution of hydrogen peroxide during sterilization. This reduces the life of the probe and its reliability.

Известен pH-зонд (прототип) [3], содержащий измерительные кольцевые электроды, жестко закрепленные на тонкостенных втулках, шланг, натянутый на втулки, хлорсеребряный электрод сравнения, расположенной в неметаллическом корпусе с двумя камерами, соединенными разъемным соединением и электролитическим ключом, и проводники, проходящие внутри шланга и связывающие электроды с разъемом. Наличие второй камеры, в которой находится раствор хлористого калия, защищает полость первой камеры, в которой находится хлорсеребряный электрод с порошком хлористого калия, от вымывания из нее хлористого калия. Это увеличивает срок службы и его надежность, особенно при длительных циклах измерения. Known pH probe (prototype) [3], containing measuring ring electrodes, rigidly mounted on thin-walled bushings, a hose stretched on the bushings, a silver chloride comparison electrode located in a nonmetallic case with two chambers connected by a detachable connection and an electrolytic key, and conductors, passing inside the hose and connecting electrodes to the connector. The presence of the second chamber, in which the potassium chloride solution is located, protects the cavity of the first chamber, in which the silver chloride electrode with potassium chloride powder is located, from leaching of potassium chloride from it. This increases the service life and its reliability, especially during long measurement cycles.

Недостатком pH-зонда данной конструкции является то, что вторая камера, состоящая из отрезка эластичной трубки и керамического колпака, не соединена герметично с первой камерой. Это снижает эффективность ее работы из-за проникновения жидкости среды через разъемное негерметичное соединение. Кроме того, может происходить негативное воздействие раствора перекиси водорода при стерилизации pH-зонда на хлорсеребряный электрод из-за проникновения перекиси водорода в первую камеру через отверстие в колпаке второй камеры. Это снижает устойчивость pH-зондов к стерилизации в перекиси водорода. The disadvantage of the pH probe of this design is that the second chamber, consisting of a segment of an elastic tube and a ceramic cap, is not sealed to the first chamber. This reduces the efficiency of its work due to the penetration of a liquid medium through a detachable leaky connection. In addition, there may be a negative effect of the hydrogen peroxide solution during sterilization of the pH probe on the silver chloride electrode due to the penetration of hydrogen peroxide into the first chamber through an opening in the cap of the second chamber. This reduces the resistance of pH probes to sterilization in hydrogen peroxide.

Техническим результатом изобретения является увеличение срока службы и надежности pH-зонда, а также его устойчивости к многократным циклам стерилизации в растворах перекиси водорода. The technical result of the invention is to increase the service life and reliability of the pH probe, as well as its resistance to multiple sterilization cycles in hydrogen peroxide solutions.

Данный технический результат достигается тем, что в известном pH-зонде, содержащем измерительные сурьмяные кольцевые электроды, жестко закрепленные на тонкостенных втулках, шланг, натянутый на втулки, хлорсеребряный электрод сравнения, расположенный в неметаллическом корпусе с двумя камерами, соединенными разъемным соединением и электролитическим ключом, и проводники, проходящие внутри шланга и связывающие электроды с разъемом, первая камера, в которой расположены хлорсеребряный электрод и порошок хлористого калия, жестко соединена герметичным разъемным соединением со второй съемной камерой, имеющей электролитический ключ в виде отверстия и заполненный раствором хлористого калия в воде. Первая камера соединена со второй съемной камерой резьбовым соединением через эластичное уплотнительное кольцо. Кроме того, pH-зонд дополнительно содержит съемную вспомогательную камеру, выполненную без электролитического ключа. This technical result is achieved by the fact that in a known pH probe containing antimony measuring ring electrodes rigidly fixed on thin-walled bushings, a hose stretched on the bushings, a silver-silver reference electrode located in a non-metallic case with two chambers connected by a detachable connection and an electrolytic key, and conductors passing inside the hose and connecting the electrodes to the connector, the first chamber in which the silver chloride electrode and potassium chloride powder are located is rigidly connected a tight detachable connection with a second removable chamber having an electrolytic key in the form of a hole and filled with a solution of potassium chloride in water. The first chamber is connected to the second removable chamber by a threaded connection through an elastic o-ring. In addition, the pH probe further comprises a removable auxiliary chamber made without an electrolytic key.

Суть изобретения состоит в том, что механическое разъемное соединение первой камеры корпуса электрода сравнения со второй съемной камерой выполнено герметичным. Для этого первая камера жестко соединена со второй камерой, выполненной в виде цилиндрического колпака с отверстием, резьбовым соединением через эластичное уплотнительное кольцо, обеспечивающее герметичность соединения. Благодаря этому исключается проникновение внешней жидкой среды через разъемное соединение внутрь второй камеры, а также попадание раствора хлористого калия из второй камеры через это соединение во внешнюю среду. Это повышает защиту первой основной камеры корпуса электрода сравнения от вымывания из нее хлористого калия. The essence of the invention lies in the fact that the mechanical detachable connection of the first chamber of the housing of the reference electrode with the second removable chamber is sealed. For this, the first chamber is rigidly connected to the second chamber, made in the form of a cylindrical cap with a hole, a threaded connection through an elastic sealing ring, which ensures the tightness of the connection. This eliminates the penetration of an external liquid medium through a detachable connection into the second chamber, as well as the ingress of a solution of potassium chloride from the second chamber through this connection into the external medium. This increases the protection of the first main chamber of the reference electrode housing from leaching of potassium chloride from it.

Кроме того, pH-зонд дополнительно содержит съемную вспомогательную камеру, выполненную в виде цилиндрического колпака без электролитического ключа, т.е. отверстия. После выполнения цикла измерения кислотности жидкой среды съемная камера, имеющая электролитический ключ (отверстие), откручивается от корпуса электрода сравнения, а на ее место накручивается вспомогательная камера без отверстия. В таком виде рабочая часть pH-зонда, включая снятую съемную камеру с отверстием, подвергается стерилизации в растворе перекиси водорода. Это позволяет практически полностью исключить отрицательное воздействие перекиси водорода на хлорсеребряный электрод, расположенный в первой камере, благодаря исключению проникновения перекиси водорода внутрь корпуса электрода сравнения. После проведения стерилизации вспомогательная съемная камера без отверстия откручивается, а на ее место накручивается съемная камера с отверстием, заполненная раствором хлористого калия, а затем снова проводится цикл измерения pH. In addition, the pH probe further comprises a removable auxiliary chamber made in the form of a cylindrical cap without an electrolytic key, i.e. holes. After a cycle of measuring the acidity of a liquid medium, a removable chamber having an electrolytic key (hole) is unscrewed from the housing of the reference electrode, and an auxiliary chamber without a hole is screwed in its place. In this form, the working part of the pH probe, including the removed removable chamber with the hole, is sterilized in a solution of hydrogen peroxide. This allows you to almost completely eliminate the negative effects of hydrogen peroxide on the silver chloride electrode located in the first chamber, due to the exclusion of hydrogen peroxide penetration into the housing of the reference electrode. After sterilization, the auxiliary removable chamber without a hole is unscrewed, and a removable chamber with a hole filled with a solution of potassium chloride is screwed in its place, and then the pH measurement cycle is carried out again.

Таким образом, благодаря выполнению механического разъемного соединения между первой и второй съемной камерой электрода сравнения герметичным и жестким, а также благодаря наличию вспомогательной съемной камеры без отверстия достигается технический результат изобретения, а именно, увеличение срока службы и надежности pH-зонда, а также его устойчивости к стерелизации в растворе перекиси водорода. Thus, due to the mechanical detachable connection between the first and second removable camera of the reference electrode is sealed and rigid, and also due to the presence of an auxiliary removable camera without a hole, the technical result of the invention is achieved, namely, increasing the service life and reliability of the pH probe, as well as its stability to sterilization in a solution of hydrogen peroxide.

На фиг. 1, 2 изображен pH-зонд предлагаемой конструкции. In FIG. 1, 2 shows the pH probe of the proposed design.

pH-зонд (фиг. 1) содержит измерительные сурьмяные кольцевые электроды 1, жестко закрепленные на тонкостенных втулках 2, шланг 3, натянутый на втулки, хлорсеребряный электрод сравнения 4, расположенный в неметаллическом корпусе с двумя камерами, жестко соединенными герметичным разъемным, преимущественно резьбовым, соединением 5. Хлорсеребряный электрод сравнения 4 размещен в первой камере 6, заполненной порошком хлористого калия 7. Первая камера соединена со второй камерой также электролитическим ключом 8. Вторая съемная камера 9 выполнена в виде неметаллического цилиндрического колпака с электролитическим ключом в виде отверстия 10 и заполнена раствором хлористого калия в воде 11. The pH probe (Fig. 1) contains antimony measuring ring electrodes 1, rigidly fixed on thin-walled bushings 2, a hose 3 stretched on the bushings, a silver-silver comparison electrode 4, located in a nonmetallic housing with two chambers, rigidly connected with a sealed detachable, mainly threaded, compound 5. A silver chloride comparison electrode 4 is placed in the first chamber 6 filled with potassium chloride powder 7. The first chamber is also connected to the second chamber with an electrolytic key 8. The second removable chamber 9 is made in a non-metallic cylindrical cap with an electrolytic key in the form of a hole 10 and filled with a solution of potassium chloride in water 11.

Герметичность разъемного соединения 5 обеспечивается за счет уплотнительного эластичного, преимущественно резинового, кольца 12, плотно сжатого между торцами основной камеры 6 и съемной камеры 9. The tightness of the detachable connection 5 is ensured by a flexible elastic, mainly rubber, sealing ring 12, tightly compressed between the ends of the main camera 6 and the removable camera 9.

Измерительные сурьмяные электроды 1 соединены с разъемом 13 проводником 14. Кроме того, pH-зонд дополнительно содержит съемную вспомогательную камеру 15, выполненную без отверстия (фиг. 2). Все неразъемные соединения pH-зонда выполнены посредством полимерных клеев 16
Работа pH-зонда.The antimony measuring electrodes 1 are connected to the connector 13 by the conductor 14. In addition, the pH probe further comprises a removable auxiliary chamber 15 made without a hole (Fig. 2). All permanent connections of the pH probe are made using polymer adhesives 16
The operation of the pH probe.

При погружении рабочей части pH-зонда (фиг. 1) в измеряемую жидкую среду между измерительными сурьмяными электродами 1 и хлорсеребряным электродом сравнения 4 образуется разность потенциалов, которая посредством проводников 14 подается через разъем 13 на ацидогастрометр для дальнейшего преобразования сигнала. When the working part of the pH probe (Fig. 1) is immersed in the measured liquid medium, a potential difference is formed between the measuring antimony electrodes 1 and the silver-silver reference electrode 4, which is fed through conductors 14 through connector 13 to the acid gastrometer for further signal conversion.

В процессе измерения pH жидкой среды в качестве съемной камеры используется цилиндрический колпак 9 с электролитическим ключом (отверстием) 10 (фиг. 1). А при стерилизации рабочей части pH-зонда съемная камера 9 на конце pH-зонда (фиг. 1) заменяется на съемную камеру 15 (фиг. 2), которая выполнена без сквозного отверстия. In the process of measuring the pH of the liquid medium, a cylindrical cap 9 with an electrolytic key (hole) 10 (Fig. 1) is used as a removable chamber. And when sterilizing the working part of the pH probe, the removable chamber 9 at the end of the pH probe (Fig. 1) is replaced by a removable chamber 15 (Fig. 2), which is made without a through hole.

Таким образом, предлагаемая конструкция pH-зонда обеспечивает увеличение надежности и срока службы pH-зонда, а также его устойчивости и многократным циклам стерилизации в растворе перекиси водорода. Thus, the proposed design of the pH probe provides increased reliability and service life of the pH probe, as well as its stability and multiple sterilization cycles in a solution of hydrogen peroxide.

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

Claims

1. pH probe containing antimony measuring ring electrodes rigidly fixed on thin-walled bushings, a hose stretched on the bushings, a silver-silver reference electrode located in a non-metallic case with two chambers connected by a detachable connection and an electrolytic key, and conductors passing inside the hose and connecting electrodes with a connector, characterized in that the first chamber, in which the silver chloride electrode and potassium chloride powder are located, is rigidly connected by a sealed detachable connection to the second a removable chamber having an electrolytic key in the form of a hole and filled with a solution of potassium chloride in water.

2. The probe according to claim 1, characterized in that the first chamber is connected to the second removable chamber by a threaded connection through an elastic o-ring.

3. The probe according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that it further comprises a removable auxiliary chamber made without an electrolytic key.