SU693208A1 - Устройство дл измерени диэлектрических параметров биологических суспензий - Google Patents

Description

:

Изобретение относитс  к технике измерени  электрических и магнитных неличин и может быть использовано дл  определени  состо ни  биологических o6irектов , в частности i суспензий макромолекул , по изменению их электрических сйеЛств, а также дл  определени  малых изменений проводимости на фоне большой ионной проводимости раствора, например, дл  контрол  химических реакций .

Известно устройство, предназначенное дл  измерени  диэлектрических параметро провод щих объектов на низких частотах путем регистрации тока смещени , Устрсйство имеет измерительную  чейку, содержащую два или три электрода, соединенные с мостовой схемой ij .

Недостатком данного устройства  вл етс  невозможность измерени  на инфравнзких частотах.

Наиболее близким техническим решенвнем к данному изобретению можно считать измерительное устройство, содержащее генератор, первый выход которого соединен с измерительной и эталонной  чейками , кажда  из которых имеет два токовых и два потенциальных электрода, причем  чейки св заны между собой посредством одной пары TOKOMjJX электродов , а каждый потенциальный электрод соединен со входом соответствующего усилител , и регистрирующий прибор. & ходы усилителе каждой  чейки соединены с цепью накала соответствующего тв{ мистора . моста за счет разности в сопротивлени5К термис торов соо-рветствует разности проводимостей  чеек котора  определ етс  частотной зависимостью диэлектрическсй проводимости биологической суспензии 2.

Устройство, содержащее термисторы

косвенного накала, не обладает необходимс 1 чувствительностью дл  измерений диэлектрическсА проводимости биологических суспензий на фоне большой сквоэцой проводимости в диапазоне низких частот, так как регистрируемый малый сигнал тер етс  в результате двойного Преобразовани  электрического b тепловой и затем снопа в электргпеский . Чтобы не происходило потери полезного сигнала, требуетс  осуществить тру нодостижимую температурную стабилизааию с точностьк большей чем lo, а также подобрать термисторы с совер . шекно одинаковыми теплофизическими характеристиками , что практически не пред ставл етс  возможным. Цель изобретени  - расширение частотного диапазона в область низких част при измерении диэлектрических свойств биологических суспензий. Указанна  пель достигаетс  тем, что устройство дополнительно содержит инвертор , сумматор, синхронный детектор, усилитель постошшого тока, причем два входа инвертора соединеньг с выходами усилителей, ко входам которых подключены потенциальные электроды измерительной и эталонной  чеек, расположенные вблизи токовых электродов, св зывающих  чейки, а выход инвертора соединен с первым входом сумматора, вторсй и третий входы которого подключены к cooi ветствующим выходам усилителей, ко входам которых подсоединены остальные потенциальные электроды измерительной и эталонной  чеек, выход сумматора соединен с первым входом синхронного детектора , ко второму входу которого подключен второй выход генератора, а выход синхронного детектора св зан с геристри рующим прибором через усилитель, посто нного тока. На чертеже изображена структурна  схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1, измерительную 2 и эталонную 3  чейки, первые токовые электроды 4, 5, вторые токовые электроды б, 7, первый 8 и вто рсй 9 потенциальные электроды, третйс 10 и четвертый 11 потенциалыаге элекг роды, усилители 12, 13, 14 и 15, инвертор 16, сумматор 17, синхронный детектор 18, усилитель 19 посто нного тока и регистрирук ций прибор 2О, Выход генератора 1 соединен с токовыми электродами 4 и 5  чеек 2 и 3, Электроды 6 и 7 соединены между собой Потенциальные электроды 8, 11, располо женные у токовых электродов 4, 5, соединены через усилители 12, 15 с сумматором 17 непосредственно, а потенциальные электроды 9, 10, расположенные у токовых электродов 6, 7, соединены через усилители 13, 14 с инвертором 16, ныход которого полклютон ко вхс-)ду cyNfwnтора 17. Сумматор 17, срп1хронньт{( детектор 18, усплитель 19 посто нного тока и регистрирующий прибор 20 соединены последовател но. Устройство работает следующим образом . Ячейку 2 наполн ют исследуемой биологической суспензией, а. чейку 3 - эталонным раствором (водным раствором NaCf.). Напр жение опорной чгастот., выбранной произвольно, подаетс  на токовые электроды 4, 5 srieeK 2, 3. Сигналы V и V с потенциальных электродов 8,11, усиленные усилител ми 12, 15, поступают на вход сумматора 17, а сигналы /2 и V3 с потенциальных электродов 9,1О, прошедшие через усилители 13, 14 и инвертор 16 поступают также на вход сумматора 17. Сигнал на выходе сумматора AV пропорционален разности активных сопротивлений  чеек лТ AV V -t-C-V - C-Vjl + Полученный разностный сигнал А V поступает на первый вход синхронного детектора 18, на второй вход которого поступает сигнал с генератора 1. Выделенна  посто нна  составл юща  усили етс  усилителем 19 посто нного тока и регистрируетс  прибором 2О, Перед началом измерений балансируют активные проводимости  чеек 2, 3. Дл  этого, измен   концентрацию ионов в эталонном раствора путем добавлени  водного раствора NaCE или HgO, добиваютс , чтобы на опорной частоте активные сопротивлена  обеих  чеек были равны. Тогда сигнал с выхода сумматора 17 будет равен О. Далее измен ют частоту напр жени  с Генератора 1,. что вызовет изменение сопротивлени  измерительной  чейки 2 за счет частотной зависимости диэлектрической проницаемости биологической суспензии . Напр жение на потенциальных электродах 8, 9 будет отличат х:  от напр жени  на электродах 10, 11 па В(гп1 чинудV-дRrt лQ, где дС и есть искома  величина диэлектрической проводимости . Дальнейша  регистраци  величины ридет ранее описанным путем, и в результате показани  регистрирующего прибора пропорцйонйльны д U g- (U.) Так как предлагаемое устройстрп осуществл ет регистрацию непогр(лптпоин(), без преобразовани  С1тгна/ш, чувгттигежг- ,