Устройство для контроля примесей в сточных водах

Авторы патента:

G01N21/63 - материал возбуждается оптическими средствами

Владельцы патента RU 2460993:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к технологии водообработки и анализу состава природных и сточных вод, конкретно к устройствам, которые можно использовать для контроля содержания растворенных и диспергированных в сточных водах примесей. Устройство для контроля примесей включает герметичную сменную проточную оптическую кювету, помещенную в светонепроницаемый корпус со встроенным фотоприемником. При этом в устройство введен смеситель газа и исследуемой жидкости, имеющий общую стенку с проточной оптической кюветой, в общей стенке проделано отверстие для перетока жидкости, смеситель содержит две диафрагмы с заданным размером пор и два запорных крана. Причем светонепроницаемый корпус, в который помещена оптическая кювета, содержит один фотоприемник, кран для вывода исследуемой жидкости и соединен гибкими световодами с источником света. При этом смеситель газа и исследуемой жидкости выполнен из светонепроницаемого материала, имеет отдельные патрубки для ввода жидкости и газа. Кроме того, смеситель газа и исследуемой жидкости снабжен сменными диафрагмами, пропускающими частицы дисперсной фазы заданной степени дисперсности. Также смеситель газа и исследуемой жидкости снабжен запорными кранами для регулирования давления газа и отвода грубодисперсных частиц из зоны смесителя. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей и эффективность устройства. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии водообработки и анализу состава природных и сточных вод, конкретно к устройствам для контроля содержания растворенных и диспергированных в сточных водах примесей на любой стадии технологической обработки или мониторинга природных жидких сред.

Известны устройства для контроля примесей в воде, основанные на оптических методах анализа, в том числе: флуориметры, нефелометры, фотометры / Андреев B.C., Попечителев Е.П. Лабораторные приборы для исследования жидких сред. - Л.: Машиностроение, 1981, 312 с./. Однако эти устройства пригодны для оценок только одного из показателей качества воды. Флуориметр позволяет определять содержание флуоресцирующих веществ, нефелометр - содержание взвешенных частиц в жидкости и т.д.

Известно устройство для оперативного контроля примесей, пригодное для массовых оценочных измерений, представляющее собой проточный флуориметр-нефелометр, позволяющий определять одновременно два показателя качества воды / Лапшин А.И., Жуков Б.Д. Простой проточный узел флуоресценции и нефелометрии. Сб. тезисов конференции ПМГИ-92. «Проблемы метрологии гидрофизических измерений». - М., 1992, 189 с./. Однако известное устройство не позволяет измерять хемилюминесценцию и может использоваться для исследования истинных растворов или коллоидных систем.

Наиболее перспективным и эффективным для контроля содержания примесей в сточных водах является устройство (прототип), позволяющее выполнить контроль примесей в воде по интенсивности хемилюминесценции, которая возникает при взаимодействии этих примесей с озоном / Жуков Б.Д., Лапшин А.И. Устройство для обработки воды и контроля примесей. Патент на изобретение №2118946/. Устройство содержит проточную оптическую кювету, помещенную в светонепроницаемый корпус, который имеет встроенный фотоприемник и независимые входы для подачи газа и воды.

Прототип работает недостаточно эффективно. Это связано с нестационарными условиями взаимодействия газа и примесей и, как следствие, эпизодическим попаданием в контролируемую зону отдельных пузырьков газа.

Недостатком прототипа являются и ограниченные функциональные возможности, поскольку он не пригоден для работы с водой, содержащей грубодисперсные частицы.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства для контроля примесей в сточных водах с более широкими функциональными возможностями и более высокой эффективностью работы.

Поставленная задача решается тем, что устройство для контроля примесей, включает проточную оптическую кювету, помещенную в светонепроницаемый корпус, который имеет встроенный фотоприемник, при этом устройство дополнительно содержит смеситель газа и исследуемой воды, указанные смеситель и оптическая кювета имеют общую стенку с отверстием.

Поставленная задача решается также тем, что в предлагаемом устройстве проточная оптическая кювета может быть выполнена сменной.

Поставленная задача решается также тем, что в предлагаемом устройстве светонепроницаемый корпус может иметь дополнительный фотоприемник.

Поставленная задача решается также тем, что в предлагаемом устройстве светонепроницаемый корпус соединен гибкими световодами с источником света.

Поставленная задача решается также тем, что в предлагаемом устройстве смеситель газа и исследуемой воды, выполнен из светонепроницаемого материала, снабжен двумя диафрагмами с заданным размером пор и двумя запорными кранами.

Поставленная задача решается также тем, что в предлагаемом устройстве диафрагмы могут быть выполнены сменными.

Поставленная задача решается также тем, что в предлагаемом устройстве смеситель газа и исследуемой жидкости снабжен запорными кранами для регулирования давления газа и отвода грубодисперсных частиц из зоны смесителя.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для контроля примесей в сточных водах. Устройство состоит из двух, имеющих общую стенку с отверстием (1) для перетока воды, блоков: сменной проточной оптической кюветы (2) и смесителя газа и исследуемой воды (3). Проточная оптическая кювета (2) изготовлена из проницаемых для УФ-излучения и видимого света материалов, имеет отверстие для отвода жидкости (4) и помещена в светонепроницаемый корпус (5). Корпус (5) имеет один или два встроенных фотоприемника (6, 7), снабжен краном (8) для вывода исследуемой воды и входом для возбуждающего потока света (9), при этом поток света заданной длины волны формируется светофильтром (10). Фотоприемники (6 и 7) снабжены сменными светофильтрами (11 и 12), используются для регистрации рассеянного света и флуоресценции и/или хемолюминесценции, соответственно. Смеситель газа и исследуемой воды (3) выполнен из светонепроницаемого материала, имеет отдельные патрубки (13 и 14) для ввода воды и газа соответственно, снабжен сменными диафрагмами (15 и 16) и кранами для регулирования давления газа (17) и отвода грубодисперсных частиц (18).

Устройство работает следующим образом.

В смеситель (3) подают исследуемую воду и газ через патрубки (13 и 14). В смесителе они перемешиваются, происходит взаимодействие между ними по всему объему смесителя, которое приводит к объемной хемилюминесценции. Затем смесь поступает в кювету (2), фотоприемники (6) и (7) в зависимости от заданного режима измерений регистрируют интенсивность оптических эффектов. По фототоку оценивают объемные концентрации примесей.

Диафрагмы (15) и (16) являются сменными. Они предназначены для оптимизации смешивания газа и воды, а также задерживания и удаления грубодисперсных частиц из анализируемой воды. Это позволяет избежать засорения проточной оптической кюветы и расширить функциональные возможности устройства за счет регулирования размеров частиц дисперсной фазы, присутствующих в исследуемой воде.

Измерение интенсивностей оптических эффектов в системах с заданными размерами частиц дисперсной фазы позволяет расширить класс определяемых примесей и тем самым расширить функциональные возможности устройства.

Кран (18) служит для отвода грубодисперсных частиц. Краны (8) и (17) - для регулирования рабочего давления газа в процессе измерения аналитического сигнала или при очистке диафрагм.

Возможность регулирования рабочего давления в смесителе решает проблему подбора оптимальных условий, удовлетворяющих полному смешиванию газа и воды.

Таким образом, технический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в расширении функциональных возможностей и повышении эффективности работы устройства. Желаемый эффект достигается за счет расширения класса исследуемых водных сред. Предлагаемое устройство позволяет выполнять контроль содержания примесей заданной степени дисперсности на любой стадии технологической обработки. Эффективность работы устройства повышается за счет того, что в отдельном блоке, смесителе газа и исследуемой воды, происходит отделение грубодисперсных частиц. При этом в смесителе газ с водой равномерно смешиваются и создаются оптимальные условия для возникновения объемной хемилюминисценции.

Кроме того, предлагаемое устройство можно использовать в паре с источником любого газа или УФ-излучения, перемещать в нужное место рабочего пространства, в том числе внутрь исследуемой жидкой среды, организуя поток исследуемой жидкости с помощью вакуума.

1. Устройство для контроля примесей, включающее герметичную сменную проточную оптическую кювету, помещенную в светонепроницаемый корпус со встроенным фотоприемником, отличающееся тем, что в него введен смеситель газа и исследуемой жидкости, имеющий общую стенку с проточной оптической кюветой, в общей стенке проделано отверстие для перетока жидкости, смеситель содержит две диафрагмы с заданным размером пор и два запорных крана, а светонепроницаемый корпус, в который помещена оптическая кювета, содержит один фотоприемник, кран для вывода исследуемой жидкости и соединен гибкими световодами с источником света.

2. Устройство для контроля примесей по п.1 или 2, отличающееся тем, что смеситель газа и исследуемой жидкости выполнен из светонепроницаемого материала, имеет отдельные патрубки для ввода жидкости и газа.

3. Устройство для контроля примесей по п.1 или 2, отличающееся тем, что смеситель газа и исследуемой жидкости снабжен сменными диафрагмами, пропускающими частицы дисперсной фазы заданной степени дисперсности.

4. Устройство для контроля примесей по п.1 или 2, отличающееся тем, что смеситель газа и исследуемой жидкости снабжен запорными кранами для регулирования давления газа и отвода грубодисперсных частиц из зоны смесителя.

Изобретение относится к области измерительной техники. .

Устройство для исследования люминесцентных свойств материала с пространственным микро- или наномасштабным разрешением (варианты) // 2454657

Изобретение относится к устройствам для бесконтактного неразрушающего исследования электрофизических характеристик материалов, в частности, к устройствам исследования их люминесцентных свойств.

Оценка видоизменения ткани с использованием оптоволоконного устройства // 2445041

Изобретение относится к медицине, а именно к спектроскопическому способу определения в реальном времени скорости абляции в сердечной ткани in-vivo. .

Бриллюэновский рефлектометр // 2444001

Изобретение относится к измерительной технике, позволяет проводить измерение бриллюэновского сдвига частоты в зависимости от координат по длине волоконно-оптического чувствительного элемента.

Способ создания образцовых мер для неразрушающих спектроскопических методов определения концентрации примеси в кристаллах // 2442143

Изобретение относится к области химии. .

Способ исследования люминесцентных свойств материала с пространственным микро- или наномасштабным разрешением // 2435157

Изобретение относится к измерительной технике. .

Устройство для получения и анализа ионов аналита // 2434226

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, в частности к определению микроследов опасных веществ - взрывчатых веществ, наркотиков, токсичных веществ и т.п.

Способ получения и анализа ионов аналита // 2434225

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, к спектрометрии обнаружения паров органических веществ в составе воздуха, а также к области газового анализа для определения микроследов опасных веществ - взрывчатых веществ, наркотиков, токсичных веществ и т.п.

Способ получения и анализа ионов аналита // 2399906

Устройство для получения и анализа ионов аналита // 2399905

Способ определения профиля распределения концентрации носителей заряда в полупроводниковой квантово-размерной структуре // 2464548

Изобретение относится к области оптоэлектронной техники, микро- и наноэлектроники и может быть использовано для определения профиля распределения концентрации носителей заряда в полупроводниковой квантово-размерной структуре

Измерительное устройство для определения по меньшей мере одного параметра пробы крови // 2468355

Изобретение относится к измерительному устройству для определения по меньшей мере одного параметра пробы крови, с проточной измерительной ячейкой (1), в которой размещен по меньшей мере один люминесцентно-оптический сенсорный элемент (ST, SO, SG), приводимый в контакт с пробой крови, с по меньшей мере одним источником (4) света для возбуждения люминесцентно-оптического сенсорного элемента и по меньшей мере одним фотодетектором (6) для приема излученного люминесцентно-оптическим сенсорным элементом люминесцентного излучения

Способ контроля степени сшивки полиэтилена // 2492451

Изобретение относится к технологии производства изделий, в которых в той или иной степени используется сшитый полиэтилен, который может быть использован при производстве электрических кабелей, труб для газоводоснабжения и др

Способ измерения в режиме реального времени толщины пленки не содержащего хром покрытия на поверхности полосовой стали // 2498215

Изобретение относится к способу измерения в режиме реального времени толщины пленки не содержащего хром покрытия на поверхности полосовой стали. Способ характеризуется тем, что включает следующие стадии: стадия 1: выбирают два растворимых в воде химических вещества, которые содержат элементы P, Ca, Ti, Ba или Sr и не вступают в реакцию с жидкостью для нанесения не содержащего хром покрытия; стадия 2: добавляют два растворимых в воде химических вещества, выбранные на стадии 1, в жидкость для нанесения не содержащего хром покрытия и перемешивают их до гомогенности, после чего изготавливают эталонный образец пленки покрытия; стадия 3: используют излучение, испускаемое прибором определения в автономном режиме толщины пленки, для возбуждения двух растворимых в воде химических веществ для получения характеристических спектров двух растворимых в воде химических веществ и, тем самым, определения толщины пленки покрытия эталонного образца; толщину пленки покрытия, определенную при использовании растворимого в воде химического вещества, которое обладает интенсивным характеристическим спектром, принимают за фактическую толщину пленки, в то время как толщину пленки покрытия, определенную при использовании растворимого в воде химического вещества, которое обладает слабым характеристическим спектром, принимают за измеренную толщину пленки, разницу между фактической толщиной пленки и измеренной толщиной пленки принимают за величину коррекции толщины; многократно проводят операции получения величин коррекции толщины, соответствующие измеренным толщинам пленки, в результате аппроксимации величин коррекции толщины и измеренной толщины пленки получают выражение корреляционной функции между измеренной толщиной пленки и величиной коррекции толщины; стадия 4: добавляют в жидкость для нанесения не содержащего хром покрытия растворимого в воде химического вещества, которое обладает слабым характеристическим спектром, и используют излучение, испускаемое прибором определения в режиме реального времени толщины пленки покрытия, для возбуждения вещества и для получения, таким образом, измеренной толщины пленки, после чего используют выражение корреляционной функции для получения величины коррекции толщины, и, в заключение, исходя из измеренной толщины пленки и величины коррекции толщины получают фактическую толщину пленки покрытия. В результате определения в режиме реального времени изобретение способно обеспечивать эффективное отслеживание толщины пленки и непрерывную оптимизацию процесса нанесения покрытия; с высокой точностью и без какого-либо неблагоприятного воздействия на адгезионные свойства, коррозионную стойкость и экологические характеристики пленки покрытия. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

Люминесцентный способ определения тербия // 2506569

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способу люминесцентного определения тербия. Способ включает перевод тербия в люминесцирующее соединение с органическим реагентом. В качестве реагента используют 1,2-диоксибензол-3,5-дисульфокислоту (ДБСК) и в раствор люминесцирующего комплексного соединения тербия с ДБСК добавляют этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА) в соотношении Тb:ДБСК:ЭДТА=1:1:1 при рН=12,0-13,0. Изобретение позволяет повысить чувствительность, селективность и точность анализа. 1 пр.

Люминесцентный способ определения самария // 2514190

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к люминесцентному способу определения самария. Способ включает перевод его в люминесцирующее соединение с органическим реагентом. В качестве органического реагента используют дифениловый эфир сульфосалициловой кислоты и приливают катионное поверхностно-активное вещество цетилпиридиний бромистый при следующем соотношении компонентов: Sm:ДЭСК:ПАВ=1:2:14 при рН=6,4. Изобретение позволяет повысить точность, чувствительность и селективность анализа. 1 пр.

Способ оптического мониторинга поверхности в области воздействия лазерного излучения и устройство для его осуществления // 2520944

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при измерении температуры поверхности в области лазерного воздействия. Спектральные линии регистрации теплового излучения поверхности пирометром и спектральные полосы регистрации теплового излучения поверхности видеокамерой и спектральные линии излучения источников подсветки располагаются в спектральной полосе пропускания гальвосканера по обе стороны спектральной линии лазерного излучения в ее непосредственной близости. Устройство содержит гальвосканер с линзой, оптический пирометр и видеокамеру с объективом, а также поворотное зеркало с эллиптической областью в центре с покрытием, имеющим 100% отражение на длине волны лазера, или эллиптическое отверстие, а периферическая область зеркала обладает или высоким пропусканием в области спектра вне полосы излучения лазера или широкополосным отражающим покрытием. Изобретение обеспечивает полный мониторинг поверхности в области лазерного воздействия с минимальной погрешностью при использовании серийной оптики. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ измерения концентрации кислорода в газовых смесях // 2523756

Изобретение относится к лазерному газовому анализу и может быть использовано для бесконтактного и дистанционного определения концентрации молекулярного кислорода в воздушной атмосфере или произвольной смеси газов. Способ измерения концентрации кислорода в газовых смесях включает оптическое возбуждение молекул красителя по схеме записи динамических голографических решеток, тушение кислородом триплетных состояний этих молекул и измерение концентрации кислорода, причем измерение концентрации кислорода проводится по регистрации интенсивности и спектра излучения, генерируемого лазером с распределенной обратной связью, накачка которого осуществляется через записанную голографическую решетку. Изобретение обеспечивает повышение чувствительности измерения концентрации кислорода в газовых смесях, а также дистанционности измерения концентрации молекулярного кислорода. 2 ил.

Способ определения массовой доли кислорода в порошках металлов // 2530483

Изобретение относится к области аналитической химии порошковых материалов, в частности к способам определения массовой доли кислорода в порошках металлов методом атомно-эмиссионной спектроскопии. Способ заключается в подготовке пробы, получении атомно-эмиссионных спектров, идентификации кислорода по спектральной эмиссионной линии с длиной волны 777,19 нм. В качестве источника возбуждения атомно-эмиссионного спектра используют частотный двухимпульсный лазер на основе алюмоиттриевого граната, активированного неодимом, с длиной волны 1064 нм, с задержкой между импульсами, равной 5-10 мкс. Подготовку пробы осуществляют прессованием исследуемого материала с последующей обработкой поверхности образца лазером. При использовании изобретения суммарная относительная погрешность определения массовой доли кислорода в порошках металлов не превышает 15 масс.%; диапазон определения массовой доли кислорода в порошках металлов составляет от 0,1 до 10 масс.%. 3 пр., 1 табл.

Способы идентификации микроорганизмов с помощью спектроскопии (варианты) // 2531225

Группа изобретений относится к области биотехнологии и направлена на идентификацию микроорганизмов в тестируемом образце. В одном варианте способ идентификации неизвестного микроорганизма включает получение тестируемого образца, который может содержать неизвестный микроорганизм. Затем осуществляют селективный лизис клеток не микроорганизмов с получением лизированного образца. Наносят лизированный образец на плотностный буфер, имеющий гомогенную плотность, в контейнере. Центрифугируют контейнер для отделения неизвестного микроорганизма от других компонентов лизированного образца. При этом указанный микроорганизм проходит через плотностный буфер и образует осадок на дне контейнера. In situ pегистрируют собственную флуоресценцию неизвестного микроорганизма в осадке во фронтальном режиме с получением матрицы возбуждения-испускания (EEM). Идентифицируют до уровня рода, вида и/или штамма неизвестный микроорганизм путем сравнения спектроскопических измерений со снятыми спектроскопическими измерениями известных микроорганизмов. В другом варианте предложен способ идентификации неизвестного микроорганизма из гемокультуры. Преимуществом изобретений является быстрая идентификации микроорганизмов в одном герметичном контейнере, при этом сканирование осадка микроорганизмов во фронтальном режиме повышает процент правильной идентификации микроорганизма. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 13 ил., 10 табл., 10 пр.