RU25224U1 - Устройство для измерения концентрации растворенного кислорода - Google Patents

Description

УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРЕННОГО КИСЛОРОДА

Полезная модель относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения концентрации растворенного кислорода, и может быть использована нри проведении количественного химического анализа проб природных поверхностных пресных, грунтовых, сточных и очищенных сточных вод для определения в них биохимического потребления кислорода (БПК),

Особенность измерения БПК заключается в том, что необходимо проводить неоднократное измерение содержания кислорода в пробе по истечении определенных сроков, проба не должна контактировать с воздухом, а для повышения достоверности измерений желательно проводить все последующие замеры в одной и той же колбе. При этом подбирают колбы с притертыми конусными пробками. Для измерений используют электрохимические датчики кислорода. После замера колба плотно закрывается так, чтобы в ней не оставалось пузырьков воздуха. Чтобы вьшолнить это условие, необходимо вернуть всю вытесненную в процессе замера датчиком жидкость обратно в колбу.

В настоящее время в соответствии с методикой, разфаботанной ГУАК Госкомэкологии России 1, для этой цели используются устройства для измерения концентрации растворенного кислорода, содержащие электрохимический датчик и средство для сбора вытесненной из колбы БПК жидкости. Датчик содержит корпус с закрепленной на его торце электродной системой и кабельный ввод для подключения электродной системы к электронной схеме. В качестве средства для сбора вытесненной жидкости используется специальная переливная вставка, которой комплектуется колба БПК. Вставка представляет собой кольцеобразную емкость, устанавливаемую на

МПК GO IN 27/28

наружной конусной поверхности колбы. При отсутствиии вставки, в качестве средства для сбора вытесненной жидкости используют чапгку Петри, устанавливаемую под дно колбы.

Известное устройство недостаточно надежно и удобно в эксплуатации и не обеспечивает высокую достоверность результатов измерений.

Контакт незащищенного тонкостенного корпуса электродной системы датчика с горлышком колбы ВПК при его установке может привести к поломке датчика. Необходимая повышенная аккуратность при проведении указанной операции снижает удобство в эксплуатации.

Большая площадь смачиваемых при перелшве поверхностей (колба, вставка или чашка Петри) не позволяет вернуть жидкость в полном объеме обратно в колбу.

Большая площадь открытой поверхности разливающейся жидкости вносит дополнительную ошибку в последующие замеры в результате насыщения вытесненной пробы кислородом воздз а.

Не исключается подсос кислорода в пробу через зазоры между датчиком кислорода и колбы из-за неплотного прилегания датчика к колбе.

Сбор вытесненной жидкости в колбу после проведения измерений осуществляется пипеткой, что достаточно трудоемко и неудобно.

Выполнение устройства из отдельных частей (датчик, вставка или чашка Петри) также снижает его удобство в эксплуатации.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому является устройство для измерения концентрации растворенного кислорода американской фирмы Orion Research, Inc. 2.

Устройство содержит электрохимический датчик растворенного кислорода, включающий цилиндрический корпус с закрепленной на его торце электродной системой, и средство для сбора вытесненной датчиком жидкости в виде отдельного насадка, устанавливаемого в колбе перед производством измерений. Насадок имеет воронкообразный вид и конструктивно состоит из приемника вытесненной жидкости и устанавливаемого внутри колбы трубчатого элемента, содержащего конусный и цилиндричесьсий участки. Торцовая поверхность конусного участка большего диаметра сопряжена с приемником жидкости, а боковая поверхность конусного участка меньшего диаметра снабжена пазами, сообщающими поверхность трубчатого элемента с его внутре1шей полостью.

Работа известного устройства осуществляется в два этапа. Сначала в колбе с исследуемой жидкостью устанавливают насадок, а затем в насадке размещают погружаемую часть электрохимического датчика, центрируя ее в цилиндрическом участке трубчатого элемента, и производят необходимые замеры. При этом жидкость, вытесняемая датчиком, через пазы трубчатого элемента насадка и кольцевой клинообразный зазор, образующийся между внутренней поверхностью конусного участка трубчатого элемента и цилиндрической наружной поверхностью датчика, поступает в приемник. После производства измерений и извлечения датчика из насадка, исследуемая жидкость автоматически поступает обратно в колбу.

Недостатками устройства являются недостаточное удобство в эксплуатации, а также ограниченные технологические возможности использования.

Недостаточное удобство в эксплуатации обусловлено как выполнением устройства из отдельных частей, так и необходимостью перед производством замеров вьшолнения двух подготовительных операций (установка насадка и установка датчика).

Ограниченные технологические возможности обусловлены тем, что известное устройство не удается использовать при замерах в колбах

С достаточно узким горлышком (диаметром 10-13 мм). Такие колбы наиболее широко применяются при определении биохимического потребления кислорода, поскольку их использование дает наиболее достоверные результаты исследований,

У существующих электрохимических датчиков растворенного кислорода с необходимой точностью измерений наружный диаметр корпуса электродной системы находится в пределах 10 мм.

При этом в известном устройстве минимальный диаметр горлышка используемой колбы определяется:

-наружньвл диаметром корпуса электродной системы электрохимического датчика;

-двойной толщиной стенок защитного колпачка корпуса электродной системы (без использования защитного колпачка в известном устройстве снижается его надежность);

-двойной величиной зазора между внутренней поверхностью конусного участка трубчатого элемента со стороны приемника жидкости и наружной поверхностью погрз жаемой части датчика.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение удобства в эксплуатации и расширение технологических возможностей использования.

Указанный результат достигается тем, что в устройстве для измерения концентрации растворенного кислорода, содержащем электрохимический датчик кислорода, включающий цилиндрический корпус, на одном из торцов которого закреплена электродная система, и средство для сбора вытесненной датчиком жидкости, вьшолненное в виде воронкообразного насадка, включающего приемник вытесненной жидкости и трубчатый элемент с отверстиями на боковой поверхности, состоящий из конусного и цилиндрического з гастков, согласно полезной модели диаметр корпуса датчика выполнен меньшим наружного

диаметра электродной системы, на корпусе датчика с возможностью осевого перемещения установлена втулка, а цилиндрический участок трубчатого элемента насадка расположен со стороны полости приемника и С1феплен с упомянутой втулкой.

Цилиндрический участок трубчатого элемента насадка может быть скреплен с втулкой резьбовым соединением.

Кроме того, на наружной и внутренней поверхностях втулки выполнены кольцевые проточки, в которых установлены резиновые уплотнительные кольца.

Полезная модель поясняется графическими материалами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства (датчик в исходном положении); на фиг.2 - то же (датчик в рабочем положении).

Устройство содержит электрохимический датчик кислорода и средство для сбора вытесненной датчиком жидкости. Датчик кислорода состоит из цилиндрического корпуса 1, на одном из торцов которого закреплена электродная система 2. Диаметр корпуса 1 датчика выполнен меньшим наружного диаметра электродной системы 2. Средство для сбора вытесненной датчиком жидкости выполнено в виде воронкообразного насадка и включает приемник 3 вытесненной жидкости и трубчатый элемент, состоящий из конусного 4 и цилиндрического 5 участков, при этом конусный участок 4 трубчатого элемента расположен со стороны дна приемника, а цилиндрический участок 5 - со стороны полости приемника 3. В боковой поверхности трубчатого элемента вьшолнены отверстия 6, сообщающие внутреннюю полость трубчатого элемента с полостью приемника 3. На корпусе 2 датчика с возможностью осевого перемещения установлена цилиндрическая втулка 7. Цилиндрический участок 5 трубчатого элемента насадка закреплен на втулке 7 с помощью резьбового соединения 8. На наружной и внутренней поверхностях втулки 7 выполнены кольцевые

проточки, в которых установлены резиновые уплотнительные кольца 9 и 10.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Устройство устанавливают в горлыщке колбы ВПК. При этом конусный участок 4 трубчатого элемента надежно защищает тонкостенный корнус электродной системы 2 от случайных ударов и повреждений. В исходном положении (см. фиг.1) исключен подсос кислорода через зазоры между датчиком и колбой за счет выполнения конусного участка 4 трубчатого элемента соответствующим конусу на притертой крьппке колбы. Далее перемещают датчик в рабочее положение (см. фиг.2). При этом цилиндрический участок 5 трубчатого элемента, скрепленный с втулкой 7, обеспечивает центрирование корпуса 1 датчика, а, следовательно, и электродной системы 2, предохраняя ее корпус от соприкосновения с внутренней поверхностью колбы. При прохождении электродной системы 2 горлыщка колбы вытесняемая погружаемой частью датчика жидкость через образующийся кольцевой зазор между внутренней поверхностью трубчатого элемента и наружной поверхностью корпуса 1 датчика, а также через отверстия 6, поступает в полость приемника 3. Путем подбора оптимального отнощения глубины и диаметра чащеобразного приемника 3 сводится к минимуму площадь открытой поверхности вытесненной жидкости. С помощью датчика проводят измерение концентрации растворенного кислорода. После производства измерений перемещают датчик устройства в исходное положение. При этом жидкость, находящаяся в полости приемника 3, через отверстия 6 и кольцевой зазор между трубчатым элементом и корпусом 1 датчика сливается обратно в колбу.

Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает высокую надежность устройства и удобство при его эксплуатации.

позволяет расширить технологические возможности его использования, а также повысить достоверность получаемых результатов измерений.

Источники информации:

1.Методика количественного химического анализа проб природных поверхностных пресных, грунтовых, сточных и очищенных сточных вод для определения в них биохимического потребления кислорода. Главное управление аналитического контроля и метрологического обеспечения природоохранной деятельности Госкомэкологии России, 1990.

2.Проспект американской фирмы Orion Research, Inc. 1992. прототип.

Claims (3)

1. Устройство для измерения концентрации растворенного кислорода, содержащее электрохимический датчик кислорода, включающий цилиндрический корпус, на одном из торцов которого закреплена электродная система, и средство для сбора вытесненной датчиком жидкости, выполненное в виде воронкообразного насадка, включающего приемник вытесненной жидкости и трубчатый элемент с отверстиями на боковой поверхности, состоящий из конусного и цилиндрического участков, отличающееся тем, что диаметр корпуса датчика выполнен меньшим наружного диаметра электродной системы, на корпусе датчика с возможностью осевого перемещения установлена втулка, а цилиндрический участок трубчатого элемента насадка расположен со стороны полости приемника и скреплен с упомянутой втулкой.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что цилиндрический участок трубчатого элемента насадка скреплен с втулкой резьбовым соединением.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что на наружной и внутренней поверхностях втулки выполнены кольцевые проточки, в которых установлены резиновые уплотнительные кольца.