SU1117519A1 - Устройство дл измерени парциального давлени углекислого газа в биологических средах и газах - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА : В БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДАХ И ГАЗАХ, содержащее датчик с входным и выходным каналами дл  протока раствора, соедиенным канавкой, закрытой газопроницаемой мембраной, расположенную в датчике электродную систему, подключенную к генератору и регистратору , резервуар с раствором, соединенный с входным каналом и св занный с регул тором количества раствора , отличающеес  тем, что, с цепью повьшени  точности и достоверности результатов измерений, в датчик введены дополнительный канал. соедиенный с входным каналом, сосуд с калибровочным раствором, сообщающийс  с выходным каналом через клапан , а электродна  система выполнена в виде двух четырехэлектродных    чеек, размещенных во входном и выходном каналах, причем место соединени  входного и дополнительного каналов находитс  между газопроницаемой р мембраной и  чейкой.

Description

1 Изобретение относитс  к исследованию и анализу материалов путем Измерени  давлени  газов и может быть использовано, например, в микро биологических исследовани х, Известен датчик дл  измерени  пар циального давлени  углекислогр газа (рСОл), основанный на методе Северингхауза , содержащий измерительный и вспомогательный рН электроды, размещенные в растворе электролита и отделенные от исследуемой среды газопроницаемой мембраной ij, Недостатками датчика  вл етс  нестабильность показаний, значительна  инерционность, нелинейность характеристики , различные пр мые и обратные динамические характеристики Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устрой ство дл  измерени  парциального давлени  в биологических средах и газах содержащее датчик с входным и выходным каналами дл  протока раствора, соединенными канавкой, закрытой газопроницаемой мембраной, расположен ную в датчике электродную систему, подключенную к генератору и регистр тору, резервуар с раствором, соединенный с входным каналом и св занный с регул тором количества раствора 2 . Однако измерение pCOg , проводимое в известном устройстве не позвол ет контролировать течение проце са измерени  в ходе длительных эксп pи ieнтoв, то сказываетс  на точнос и достоверности результатов измерени Целью изобретени   вл етс  повыше ние точности и достоверности результатов измерени . Эта цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  измерени  парциального давлени  углекислого газа в биологических средах и газах, содержащем датчик с входным и выходным каналами дл  протока раствора, соединенными канавкой, закрытой газогфоницаемой мембраной, расположенную в датчике электродную систему, подключенную к генератору и регистр тору, резервуар с раствором, соедине ньш с входным каналом и св занный с регул тором количества раствора, Б датчик введены дополнительный канал соединенный с входным каналом, сосуд с калибровочным раствором, сообщающийс  с выходным каналом через клапан, а электродна  система 192 в)полнена в виде двух четырехэлекгродр1Ь х  чеек, разменкмшых во входном и выходном каналах, причем место соединени  входного и дополнительного каналов 11аходитс  между газопроницаемой мембра юй и  чейкой. Введение дополнительного канала с установкой двух четырехэлектродных  чеек и соединение датчика через клапаны с резервуаром дл  калибровочного раствора и сосудом дл  слива позвол ет проводить калибровку датчика без применени  поверочных газовых смесей как перед работой, так и в процессе длительных экспериментов . В любой момент времени измерени  рСОлВ ходе м кробиологического процесса , не наруша  самого. процесса пропуска  капиброБОчный раствор через рабочую  чейку датчика можно определить степень воздействи  на датчик следующих отрицательных факторов , изменение Состава раствора КОН; по вление пузырьков воздуха в канавке или  чейках датчика; выход из стро  мембраны. Эти факторы могут сказыватьс  на уход нул  или изменение крутизны характеристики преобразовани  устройства , причем изменение показаний зафиксировано на диаграммной ленте записи процесса- измерени , В этот момент можно провести подстройку нул  или. крутизны характеристики преобразовани  или устанить причину, вызвавшую это изменение, например удалить пузырь воздуха или сменить раствор КОН. Тем самым повышаетс  точность и достоверность результатов измерений pCOj . Повышение точности измерений достигаетс  также применением двух четырехэлектродных электрохимических  чеек, которые позвол ют полностью компенсировать емкостную составл ющую импеданса потенциальных электродов, улучшить переходные характеристики и устранить пол ризационные  влени , искажающие результаты. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит датчик I с входным 2, выходным 3 и дополнительным 4 каналами, соединенныг-м канавкой 5, закрытой газопроницаемой мембраной 6. Входной канал 2 соединен через регул тор 7 количества раствора с

резервуаром 8 дл  раствора КОН, снабженным хлоркальциевой трубкой 9, заполненной поглотителем С0„,

Выходной канал 3 соединен с сосудом 10 дл  слива и через клапан 11 соедин етс  с резервуаром 12 дл  калибровочного раствора.

Дополнительный канал 4 через клапан 13 соединен с сосудом 10 дл  слива. Во входном 2 и выходном 3 каналах установлены сравнительна   чейка 14 и рабоча   чейка 15 с крайними токовыми электродами 16 и средними потенциальными электродами 17. Токовые электроды 16 подключены к генератору 18 тока, а потенциальные электроды 17 к дифференцианой схеме измерительного преобразовател  19, подключенного к регистратору 20.

Устройство работет следующим образом .

Раствор щелочи из резервуара 8 через регул тор 7 количества раствор поступает с определенной скоростью во входной канал 2 датчика 1 и протекает последовательно сравнительную  чейку 14, канавку 5, рабочую  чейку 15, и через выходной канал 3 вытекае в сосуд 10 дл  слива.

В рабочем положении клапаны 1I и

13закрыты.

Если в исследуемой среде отсутствуют молекулы С02 (), то электропроводность раствора в  чейках

14и 15 остаетс  одинаковой и показани  измерительного преобразовател  19 равны 0. При по влении в среде мелекул СОл, они под действием парциального давлени  проникают через газопроницаемую мембрану 6 в раствор КОН, протекающий по канавке 5, вступают в химическую реакцию с КОН, мен   тем самым, электропроводность раствора, поступающего из канавки 5 в рабочую  чейку 15. Это изменение электропроводности измер етс  с помощью измерительного преобразовател . Величина изменени  пр мо пропорциональна величине рСОл в исследуемой среде.

Дн  проведени  калибровочных операций автоматически или вручную от75194

крывают клапаны II и 13 и калибровочный раствор поступает по выходному каналу 3 в рабочую  чейку I5 и протекает далее через канавку 5 и 5 дополнительный канал 4 в сосуд 10 дл  слива. Раствор КОН в этот момент продолжает поступать в сравнительную  чейку 14 и по дополнительному каналу 4 вытекает в сосуд дл  слива

o 10.

Показани  датчика по шкале регистратора 20 с помощью измерительного преобразовател  19 выставл ютс  на определенную отметку шкалы.

5 Е процессе длительной работы

устройства в датчике возможно повреждение мембраны. В этом случае резко измен ютс  показани  датчика. Дл  определени  характера неисправности

Q через рабочую  чейку 15 пропускают калибровочный раствор по изложенной методике. Если показани  датчика впроцессе контрол  совпадают с выставленным значением при калибровке, то можно сде5 лать вывод о повреждении мембраны. Если же показани  датчика резко отличаютс  от этого значени , то следовательно в  чейках датчика по вилс  пузырек воздуха, который необхоQ димо удалить.

В качестве калибровочного раствора могут использоватьс  рабочий раствор или свеже приготовленный раствор КОН - дл  калибровки нул , раствор КОН+КлСО,,или раствор КС1 дл  калибровки крутизны характеристики преобразовани . Резервуары с различными калибровочными растворами могут быть подсоединены через клапаны к выходному каналу. Расширение функциональных возможностей устройства с повышением точности и достоверности результатов измерений позвол ет активно контролировать процесс измерени  1рС02, что особенно важно в ходе длительных экспериментов.

Предлагаемое устройство имеет линейную градуировочную характеристику, одинаковые пр мые и обратные д цамические характеристики, высокое быстродействие , неограниченный срок службы , повышает точность и достоверность результатов измерений.

Claims (1)

1. УСТР0ЙСТВ0 ДНЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРЦИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА : В БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДАХ И ГАЗАХ, содержащее датчик с входным и выходным каналами для протока раствора, соедиенным канавкой, закрытой газопроницаемой мембраной, расположенную в датчике электродную систему, подключенную к генератору и регистратору, резервуар с раствором, соединенный с входным каналом и связанный с регулятором количества раствора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и достоверности результатов измерений, в датчик введены дополнительный канал.t соедиенный с входным каналом, сосуд с калибровочным раствором, сообщающийся с выходным каналом через клапан, а электродная система выполнена в виде двух четырехэлектродных ячеек, размещенных во входном и выходном каналах, причем место соединения входного и дополнительного каналов находится между газопроницаемой мембраной и ячейкой.

   SU „„1117519 >

   Η 17519