Первичный преобразователь кондуктометрического устройства для дисперсного анализа микрочастиц

 

В. И. Беляков;* .

Московский авиационный технологический"ииститу г им. К. Э.Циолковского (72) Автор изобретения (73) Заявитель (4) ПЕРВИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКОГО

УСТРОЙСТВА ДЛЯ ДИСПЕРСНОГО .АНАЛИЗА МИКРОЧАСТИЦ

Изобретение относится к дисперсному анализу микрочастиц в эмульсиях и суспензиях и может быть использовано в химической, абразивной, атомной, топливной,текстильной, фармацевтической, парфюмерной, пищевой, молочной и бумагоделательной отраслях народного хозяйства, в производстве красителей, керамики и огнеупоров, стро1о ительных материалов, порошковой металлургии, медицине, биологии, микробиологии.

Известен первичный преобразователь устройства кондуктометрического типа для дисгерсного анализа микрочастиц в . эмульсиях и суспензиях, принцип действия которого заключается в том, что разбавленная в специальном

20 электролите взвесь микрочастиц под действием разрежения или давления пропускается через микроотверстие (диафрагму или капилляр) в разделительной диэлектрической перегородке, соединяющей два электрически изолированных сосуда, с противоположных сторон которой установлены два электрода, подключенные к источнику стабилизированного постоянного тока. В диэлектрической перегородке соосно микроотверстию установлен кольцевой электропроводящий элемент (металлическое кольцо) . При этом происходит разде." ление рабочего электрического поля таким образом, что часть его силовых линий замыкается через столбик электролита внутри полости микроотверстия, а другая часть — через электропрово-.. дящий элемент, В преобразователе каждая частица, проходя через микроотверстие, изменяет сопротивление между электродами, что приводит к появлению импульса напряжения, количество которых характеризует число подсчитанных микрочастиц, а амплитуда (высота) импульса — размер (объем) микроч стиц $ 1 1.

3 1002

8 данном первичном преобразователе регулирование (изменение) начального сопротивления микроотверстия и металлического кольца осуществить нельзя и они являются постоянными. Приращение сопротивления на электродах при попадании частицы внутрь микроот« верстия ЬВ равно

aR =—

И (Rgik " а амплитуды импульса напряжения от измеряемой сферической частицы 0@ (без учета теории поля) для p<)>p:

20 где R,,R, R, - соответственно сопротивления микроотверстия, металлического кольца и нагрузки в схеме включения ЭЭ преобразователя; ток преобразователя;

1.Ч

o - удельные сопротивлеЧ»Э ния соответственно микрочастицы и дисперсионной среды;

S — - площадь поперечного сечения микроотверстия;

v - объем микрочастицы; с(„- коэффициент, завися„ЭЗ щий от К К и R.

При у ур полярность импуЛьсов напряжении от измеряемых микрочастиц из-. меняет свой знак на противоположный.

Кроме того, при использовании различных видов электролитов (изменение

P ) изменяется начальное сопротивление преобразователя, которое невоз; можно регулировать, следовательно, изменяется и чувствительность прибора.

Наиболее близким по технической сущности- к изобретению является первичный преобразователь кондуктометрического устройства для дисперсного анализа микрочастиц, содержащий два электрически изолированных сосуда, разделенных диэлектрической перегородкой с. микроотверстием, с противоположных сторон которого установлены два электрода, подключенные к источнику тока, ЭЭ и электропроводящий элемент. При этом электропроводящий элемент выполнен в виде установленных симметрично по

912 4 окружности вокруг микроотверстия и проходящих через перегородку штырей, снабженных съемными колпачками из диэлектрического материала f2).

Основными недостатками известного устройства являются сложность и трудоемкость регулирования сопротивления электропроводящего элемента путем изменения длин штырьков или изолиро iвания их съемными колпачками, изготовЛенными из диэлектрического материала.

Кроме того, пучкообразное электрическое поле между электродами и штырьками оказывает влияние на структуру рабочего электрического поля внутри полости микроотверстия, что увеличивает погрешность измерения микрочастиц в полидисперсных средах .гетерогенных по электропроводности.

Цель изобретения — упрощение конструкции устройства и его эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что е первичном преобразователе кондуктометрического устройства для дисперсного анализа микрочастиц, содержа,щем два электрически изолированных сосуда, разделенных диэлектрической перегородкой с микроотверстием, с противоположных сторон которого установлены два электрода, подключенных к источнику тока, и электропроводящий элемент, последний выполнен в виде установленных симметрично по обе стороны- диэлектрической перегородки соосно микроотверстию двух съемных электропроводящих колец, смонтированных на проходящих через перегородку электропроводящих штырях, установленных симметрично по окружности вокруг микроотверстия.

На чертеже изображен общий вид предлагаемого преобразователя, разрез.

Первичный преобразователь кондуктометрического устройства для дисперсного анализа микрочастиц содержит выполненное в разделительной диэлектрической перегородке 1 микроотверстие 2 - диафрагму или капилляр, два электрически изолированных сосуда 3 и 4, два электропроводящих кольца 5, например металлических, смонтированных на проходящих через перегородку и установленных симметрично

llo окружности вокруг микроотверстия 2 электропров дящих штырях б, два электрода 7, сопротивление нагрузки 8 и усилитель-преобразователь 9.

5 1002912 Ь

Первичный преобразователь работа- мым в приборах ЦИК> Целлоскоп, Кает следующим образом. ултер-Каунтер, дали следующие реЧерез микроотверстие 2 в диэлект- зультаты.

lX рической перегородке 1, соединяющее два электрически изолированных сосуда 3 и 4, наполненных разведенной в специальном буферном электролите эмульсией или суспензией, под действием, например, разрежения, создаваемого в сосуде 3 (или давления, созда 1Р

Величина показателя

Преобразователь

1оказатель предлагаемый известный ваемого в сосуде 4), пропускается взвесь микрочастиц. По обе стороны диэлектрической перегородки соос но микраотверстию установлены два электропроводящих кольца 5, смонтированные на проходящих через перегородку электропроводящих штырях 6, установленных симметрично по окружности вокруг микроотверстия. Электропроводящие кольца 5 выполнены съем- 2р ными, т.е. они могут перемещаться по электропроводящим штырям 6 симметрично диэлектрической перегородке

1 и соосно микроотверстию 2.

Иежду электродами, помещенными 25 в сосуды 3 и 4, под действием стабилизированного источника постоянного тока протекает ток. Электрическое сопротивление микроотверстия первичного преобразователя изменяется при прохождении через него микрочастицы пропорционально ее объему. Поэтому каждая частица суспензии или эмуль сии, проходя через микроотверстие, из меняет сопротивление между электродами 7 и с сопротивления нагрузки 8 снимается импульс напряжения, вели,чина которого характеризует размер (объем) частицы,и подается на усилитель-преобразователь 9.

Регулирование (изменение) электрического поля в первичном преобразователе и, следовательно, регулирование (изменение) структуры электрического поля внутри полости микроотверстия осуществляется перемещением электропроводящих колец 5 по электропроводящим штырям 6 относительно диэлектрической перегородки 1 соосСреднее арифметическое количество подсчитанных

15 частиц

5485

5959

Абсолютная погрешность счета (максимальная) 44

230

Относительная погрешность счета (максимальная) Среднее квадратическое отклонение 38,99

Зр Значение функции 9 при доверительной вероятности P =0,99 с 9 =1,414М=1;414

ДО В 0 99 « 99

225,75

Коэффициент корре ктировки на совпадение частиц

2,05 10 2,67 ° 1

Таким образом, предлагаемый пер-.: вичный преобразователь позволяет повысить точность дисперсианного анализа, более прост по конструкции и удобен в эксплуатации, формула изобретения но микроотверстию 2 ° При этом

5Р

Первичный преобразователь кондук" происходит изменение электрического тометрического устройства для дисперсопроти вления эле кт ропроводяще ro сного анализа микрочастиц, содержаэлемента 5 R и электрического сопро- щий два электрически изолированных тивления первичного преобразователя сосуда, разделенных диэлектрическои в целом Ь Р „. перегородкой с микроотверстием, с

В таблице представлены сравнитель- противоположных сторон которого уста55 ные экспериментальные исследования новлены два электрода, подключенных к предлагаемого преобразователя по источнику тока, и электропроводящии сравнению с известным, применяе- элемент, о т л и ч а ю щ и и с я

7 1002912 8 тем, что, с .целью упрощения конст- тановленных симметрично по окружнорукции и эксгауатации устройства, сти вокруг микроотверстия. электропроводящий элемент выполнен в Источники информации, виде установленных симметрично по принятые во внимание при экспертизе обе стороны диэлектрической перего- 1.. Авторское свидетельство СССР родки соосно микроотверстию двух съем- 11 8Т7540, кл. G 0 1 и 15/06, ных электропроводящих колец, смонти- 2. Авторское свидетельство СССР рованных на проходящих через перего- 11 883710, кл. G 0 1 и 15/07, 1981 родку электропроводящих штырях, ус- (прототип).

Составитель В. Иванова

Редактор В. Лазаренко Техред A.Áàáèíeö Корректор Н. Король

Заказ 1537/24 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4