Устройство для оценки токсичности жидкостей под давлением

 

Союз Советсиик

Социалистичесиик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) р45793 (61 ) Допол н и тел ьное к а вт. с вид- ву (22)Заявлено 23.01.81 (21) 3240561/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23.07,82.Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 25 . 07 ° 82 (5l)M. Кд.

G 01 N 33/18

Гоаударстненный комитет

IIo делам изобретений н открытий (5Ç) УДК 66.012..1(088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Иацкивский, В. Р. Лозанский, Д.В. Савенко., и Г.Г.Поликарпов т

Всесоюзный научно-исследовательский институт -ho охране вод и Ордена Трудового Красного Знамени инстит т биологии южных морей АН Украинской CCP (71)Заявители (54) УстРОЙстВО ДлЯ ОЦенки тОксичнОсти

ЖИДКОСТЕЙ ПОД ДАВЛГНИКИ

Основным недостатком известного устройства является то, что большая статическая ошибка, обусловленная го тем, что в электроде нет четко ограниченной камеры для образца, приводит к значительным поправкам, которые необходимо учитывать другими методами и приборами.

Изобретение относится к уст" ройствам для исследования химических свойств веществ, в частности для контроля токсичности сточных вод, сбрасываемых в .водные объекты, и может быть использовано в оборотном водоснабжении предприятиями пищевой, фармацевтической, химической и другими отраслями промышленности.

Известно устройство, содержащее электрохимический датчик растворенного кислорода, герметично соединенной с камерой, имеющей светопроницаемое окно и отверстие для ввода суспензии водорослей и добавок, магнитную мешалку, термостатирующую рубашку, термометр, источник света 1 ).

Основным недостатком этого устройства является невозможность проводить анализ под давлением, большая динами" ческая ошибка, низкая надежность, невозможность автоматизации измерений и необходимость значительных затрат времени для анализа, что связано с большим объектом камеры, возможным загрязнением светопроницаемого окна, содержанием в исследуемой жидкости микроорганизмов и влияния механичес5 ких примесей в исследуемой жидкости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство для оценки токсичности жидкости под давлением, содержащее блок датчика токсичности, включающий электролитичес кую ячейку и связанный с блоком куль" тивирования тест-объекта, регистоа" ции, подачи контролируемой жидкости и питания (2).

945793

Цель изобретения - повышение точности оценки и ее экспрессности.

Указанная цель достигается тем, что блок датчика токсичности дополнительно содержит камеру для тестобъекта и шторку с блоком управления, при этом камера для тест-объекта выполнена в виде цилиндра, боковая поверхность которого образована прозрачным источником света, верхняя 10 торцовая часть " газопроницаемой мембраной с металлическим покрытием, а нижняя торцовая часть — металлической сеткой, На фиг . 1 представлена структурная схема устройства для оценки токсичности под давлением; на фиг. 2 функциональная схема устройства, установленного на трубопроводе; на фиг. 3 - общий вид датчика.

Устройство для оценки токсичности жидкости под давлением состоит из блока 1 культивирования и подачи культуры тест-объекта, системы 2 подачи контролируемой жидкости, соединенные с регистрирующей аппаратурой 3, имеющей блок 4 электропитания, датчик 5. В корпусе 6 датчика 5 имеется полость 7 с электрохимической ячейкой 8 растворенного кислорода, которая имеет стержень 9 из изолирующего материала с катодом 10, анод 11, электролит 12 и газопроницаему 1 мембрану 13. При этом ячейка 8 введена в камеру для тест-объекта 14, которая соединенФ с источ3$ ником 15 света и снабжена каналом 16 для ввода контролируемой жидкости.

Причем катод 10 закреплен в полости стержня 9 так, что его торец не выхо40 дит из торца стержня 9, а с внешней стороны стержня 9 установлен анод ll, имеющий контакт с электролитом 12, удерживаемым газопроницаемой мембраной 13.

Анод 11 выполнен в виде метал45 лического напыления на диск 17, по оси которого закреплен нижний конец стержня 9, который притерт в месте закрепления в диске 17. Верхний конец стержня установлен с уплотнением 18 на крышке 19. Причем между . крышкой 19 и диском 17 установлено с уплотнением контактное кольцо 20.

Газопроницаемая мембрана 13 с внешней стороны металлизирована газопроницаемым слоем 21, при. этом через мембрану 13 нижний конец стержня 9 соединен с камерой для тест-объекта 14. Причем последняя снизу ограничена от канала 16 ввода контролируемой жидкости металлической сеткой 22, а канал 16 ввода контролируемой жидкости снабжен управляемой шторкой 23. При этом камера 14 выполнена в виде цилиндра, образующая поверхность которого соединена с ис" точником 15 света, а слой 21 на газопроницаемой мембране 13 и металлическая сетка 22 соединены с блоком 4.

Источник 15 света выполнен на базе полупроводникового материала, представляющий собой оптоэлектронный элемент инжекционного типа.

Газопроницаемая мембрана 13 установлена на уплотняющем кольце 24, расположенном на диске 17 и зафиксированном токопроводящим кольцом 25, имеющим электрическую связь с бло-ком 4. Причем токопроводящее кольцо 25 установлено в уплотняющую обойму 26, выполненную из упругого и мягкого материала, в которой установлен источник 15 света.

Металлический слой 21 на газопроницаемой мембране 13 покрыт графитовой смазкой 27.

В состав регистрирующей аппаратуры 3 входят усилитель 28 постоянного тока, логический блок 29, блок 30 пи. тания источника света, блок 4 электропитания, блок 31 автоматики и прибор 32 вывода информации. Электрохимическая ячейка 8 соединена с усилителем 28 постоянного тока, выход которого соединен с входом логического блока 29, первый выход которого соединен с блоком питания источника 30 света, а второй выход соединен с прибо" ром 32 вывода информации. Вход управления логического блока 29 соединен с первым выходом блока 31 автоматики, второй выход которого соединен с блоком 4, а третий выход соединен с насосом 33 прокачки культуры и управляемым клапаном 34, установленными в блоке 1 культивирования- и подачи тестобъекта.

В корпусе 6 датчика 5 установлен термодатчик 35, выполненный, например, на основе полупроводникового элемента, который соединен с усилителем 28 по" стоянного тока в цепи корректировки.

Система 2 подачи контролируемой жид. кости включает патрубки: ввода 36 и вывода 37 жидкости, которые введены в трубопровод 38 так, что открытый

945793 торец патрубка ввода 36 жидкости установлен по оси трубопровода 38 перед жидкостью 39,а торец патрубка вывода 37 жидкости установлен по оси трубопровода 38 так, что поток жидкости 39 огибает его. Вторые концы обеих патрубков 36 и 37 образуют систему иэ коаксиальных цилиндров 40, у которой внешний цилиндр соединен по оси с каналом 16 для ввода контролируемой жид 10 кости., а торец внутреннего цилиндра не соприкасается с управляемой шторкой 23.

Также в блоке 1 культивирования и подачи культуры тест-объекта установ- 15 лены культиватор 41 и емкость 42 с промывочной жидкостью, которые соединены с управляемым клапаном 34, а в датчике 5 установлен блок 43 управления шторкой 23. 20

Устройство работает следующим образом.

Из культиватора 41 в некоторый сосуд вводится культура тест-объекта.

В данном примере использовалась 2s культура одноклеточных водорослей, которые выполнены из моря в естественных условиях и адаптированные для лабораторных исследований. В.этот сосуд погружается датчик 5. После вклю- зо чения блока 31 автоматики на металлизированный слой 21 подается из блока 4 электропитания положительный потенциал, а на металлическую сетку 22отрицательный, причем разность потенциалов составляет 25 В. Через 5 мин это напряжение необходимо понизить до 0,8"1,5 В. После этого управляемая эрка 23 перекрывает канал 16.ввода контролируемой жидкости. В таком состоянии датчик 5 опускается на определенную глубину моря, что зависит от поставленной задачи. По определенному сигналу из блока 31 автоматики,который поступает на блок 43 управления шторкой 23, которая открывается, вклю. чается измерительный тракт устройст" ва. После выдерживания в течение 1015 мин включается источник 15 света.

При этом в клетках происходит процесс фотосинтеза, т.е. выделение кислорода клетками водорослей, которые, пройдя металлический слой 21, газопроницаемую мембрану 13, попадают в прикатод- ную область электрохимической ячейки 8. По величине активности фотосинтеза можно судить о степени повреждения клеток, а значит и о степени ток"„ си чности контроли руемой жидкости. Рпыты показали, что чувствительность морского фитопланктона вполне достаточна, чтобы выявить грубые нарушения сброса сточных вод в моря, захоронение радиоактивных отходов и ядохимикатов.

После анализа датчик 5 поднимает" ся на судно, где производят промывку камеры для тест-объекта 14 путем подачи обратного напряжения на металлический слой 21 и металлическую сетку 22, а также путем подачи в камеру промывочной жидкости. После заправки устройство снова готово для эксплу" атации. формула изобретения

Устройство для оценки токсичности жидкостей под давлением, содержащее блок датчика токсичности, включающий электролитическую ячейку и связанный с блоками культивирования тест-объек-, та, регистрации, подачи контролируемой жидкости и питания, о т л и ч а" ю щ е е с я тем, что, с целью, повышения точности оценки и ее экспрессности, блок датчика токсичности дополнительно содержит камеру для тестобъекта и шторку с блоком управления, при этом камера для тест-объекта выполнена в виде цилиндра, боковая по" верхность которого образована проэрач. ным источником света, верхняя торцовая часть - газопроницаемой мембраной с металлическим покрытием, а нижняя торцовая часть - металлической сеткой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Финаков Г.3. и др. Применение амперметрического метода для исследования влияния света на кислородный обмен водных растений. Деп. У 2684-74

АН СССР. Институт биологической фи« зики, r. Пущино, 1974.

2. "Прибор и аппаратура для научно го эксперимента". 1971, 42. Г 1, с. 143-146.