Способ измерения концентрации водного раствора аскорбиновой кислоты

 

Использование: оптические методы измерения концентраций жидких продуктов. Сущность изобретения: регистрируют экстремум электрического сигнала с фиксацией температуры в этот момент, по которой определяют концентрацию водного раствора аскорбиновой кислоты. 2 ил.

Изобретение относится к оптическим методам измерения концентрации жидких продуктов и может быть использовано для измерения концентрации неоднородной жидкой среды, содержащей взвесь твердых частиц, способных к кристаллизации при определенных температурах, в частности для измерения концентрации водного раствора аскорбиновой кислоты.

Известен способ измерения концентрации раствора путем стабилизации электропроводимости, что достигается изменением температуры, которая является выходным информативным параметром [1] . Однако электропроводность водного раствора аскорбиновой кислоты не обладает достаточной информативностью.

Наиболее близким является способ измерения концентрации жидкой среды, содержащей взвесь твердых частиц, основанный на сравнении интенсивности отраженного светового потока и интенсивного светового потока, прошедшего через контролируемую среду [2] . Однако на точность измерения концентраций раствора, содержащих взвесь твердых частиц, способных к кристаллизации при определенных температурах, будет оказывать влияние температура среды, так как число частиц в растворе будет зависеть от температуры раствора.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что в способе, заключающемся в измерении отраженного светового потока и оптической плотности среды, контролируемую среду нагревают с заданной скоростью, суммируют световой поток отражения со световым потоком, прошедшим через контролируемую среду, преобразуя в электрический сигнал, регистрируют экстремум, а о концентрации судят по температуре возникновения экстремума.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что световой поток отражения суммируют со световым потоком, прошедшим через контролируемую среду, преобразуя в электрический сигнал; далее введены новые операции: нагрев контролируемой среды с заданной скоростью, регистрация экстремума, определение концентрации по температуре наступления экстремума. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями и, в частности, с прототипом показывает, что применение оптических методов для измерения концентраций неоднородных жидких средств известно.

Однако нагревание контролируемой среды позволяет исключить влияние температурных свойств среды на точность измерения, а экстремум суммарного светового потока будет соответствовать определенной температуре (концентрации), что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию изобретения "существенные отличия".

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - графики зависимости: 1 - отраженного светового потока, 2 - оптической плотности, 3 - суммарного светового потока отражения и оптической плотности, преобразованные в электрический сигнал, от температуры контролируемой среды.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит измерительную камеру 1, состоящую из механизмов 2 перемешивания и оптических окон 3, источник 4 светового луча, зеркало 5, фотоприемник 6, соединенный с вторичным прибором 7, датчик 8 температуры контролируемой среды, соединенный с вторичным прибором 9. нагреватель 10.

При реализации предлагаемого способа устройство работает следующим образом. Контролируемая среда, находящаяся в измерительной камере 1, нагревается с помощью нагревателя 10, перемешиваясь механизмом 2. Температура среды измеряется датчиком 8, соединенным с вторичным прибором 9. Световой луч от источника 4 света проходит через оптическое окно, отражается контролируемой средой и попадает на фотоприемник 5. По мере увеличения температуры аскорбиновая кислота растворяется, световой поток отражения (кривая 1, фиг. 2) и оптическая плотность (кривая 2, фиг. 2), уменьшаются. Наступает характерный момент, когда луч света от источника проходит через контролируемую среду и, отражаясь от зеркала 5, попадает в фотоприемник 6. В этот момент вторичный прибор 7 регистрирует экстремальный сигнал (кривая 3, фиг. 2). По температуре наступления экстремума судят о концентрации контролируемой среды, причем вторичный прибор может быть проградуирован в единицах измерения концентрации.

Результаты экспериментальных данных на примере аскорбиновой кислоты сведены в таблицу.

В таблице показаны загруженные в измерительную камеру веса аскорбиновой кислоты и воды и полученные при этом концентрации, а также температура возникновения экстремума. Анализ табличных данных показывает, что существует однозначная зависимость между концентрацией контролируемой среды и температурой возникновения экстремума.

Таким образом использование предлагаемого способа измерения концентрации водного раствора аскорбиновой кислоты позволит исключить погрешности измерений, связанные с влиянием температурных свойств контролируемой среды, и повысить точность измерения концентрации. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1081501, кл. G 01 N 25/02, 1981.

2. Кулаков М. В; Технологические измерения и приборы для химических производств. M. : Машиностроение, с. 283.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВОДНОГО РАСТВОРА АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ, при осуществлении которого регистрируют отраженный от контролируемой среды световой поток и световой поток, прошедший через контролируемую среду, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, контролируемую среду одновременно перемешивают и нагревают до полного растворения аскорбиновой кислоты, регистрируют экстремум от суммарного сигнала, равного сумме отраженного от контролируемой среды и прошедшего через контролируемую среду световых потоков, и по температуре, соответствующей экстремуму, определяют конденсацию водного раствора аскорбиновой кислоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3