Универсальный комбинированный ионоселективный датчик (варианты)

 

Использование: контроль ионного состава и сточных вод. Сущность изобретения: универсальный комбинированный ионоселективный датчик содержит полый корпус с вкладышем, имеющим форму внутренней полости корпуса, вкладыш снабжен двумя сквозными параллельными друг другу каналами для съемных твердоэлектролитного индикаторного электрода и электрода сравнения с электролитом, содержащим загуститель, состоящий из акриламида и N,N''-метиленбисакриламида, датчик может содержать заполненный электролитом полый корпус, расположенный в нем электрод сравнения с внутренним электролитом и съемный индикаторный твердоэлектролитный электрод, а электролиты корпуса и электрода сравнения содержат тот же загуститель, причем содержание загустителя в электролите корпуса больше, нежели во внутреннем электролите электрода сравнения. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 10 ил., 3 табл.

Изобретение относится к устройствам для контроля ионного состава и свойств технологических растворов, природных и сточных вод и может найти широкое применение в химической, пищевой, целлюлозно-бумажной, горно-добывающей промышленности, энергетике, биотехнологии, медицине, экологии, геологии, а также при проведении высотных аэрокосмических и глубинных гидрологических исследований.

Известны комбинированные потенциометрические датчики, состоящие из индикаторных элементов и хлорсеребряных электродов сравнения на основе жидких электролитов [1]. Такие комбинированные электроды, представляющие единую неразборную стеклянную конструкцию, используются в основном для контроля активности ионов водорода (величины pH). Электроды указанного типа имеют достаточно сложную конструкцию, требуют дозаправки электролита в электрод сравнения.

Другим известным техническим решением, используемым для контроля pH, являются комбинированные стеклянные электроды, в которых индикаторные элементы заполнены жидким электролитом, а элементы сравнения - гелеобразным электролитом [2]. Эти электроды являются неразборными и обладают такими же недостатками, что и вышеуказанные жидкозаполненные датчики, за исключением необходимости частой дозаправки электролитом элемента сравнения. Однако в связи с постепенным истечением гелеобразного электролита, обусловленным его поддавливанием при изготовлении электрода сравнения (для случая измерений в реакторах, работающих под давлением) все равно происходит потеря работоспособности электрода сравнения. Кроме того, в связи с наличием жидкого электролита в индикаторном pH-метрическом элементе и текучестью гелеобразного электролита работоспособность такого электрода возможна лишь в определенном положении, как и для электрода [1].

Известным техническим решением для потенциометрических измерений, в частности для контроля, редокс-потенциала является комбинированный неразборный электрод с платиновым индикаторным элементом и электродом сравнения на основе гелеобразного электролита [2], аналогичным использованному в электроде pH, что для обеспечения работоспособности требует монтажа этого электрода только в определенном положении, как и для электрода [1].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является комбинированный ионоселективный датчик, содержащий заполненный жидким электролитом полый корпус, расположенные в нем индикаторный электрод и электрод сравнения с внутренним электролитом и пористым соединительным элементом, соединяющим внутренний электролит с внешним; индикаторный электрод и электрод сравнения соединены токоотводами соединительным кабелем [3]. Для этого типа датчика характерны те же недостатки, что и для жидкозаполненных электродов. Основными недостатками прототипа являются: узкая область применения (каждый электрод может быть использован только для контроля определенного иона, например водорода, свинца, кадмия и др.); работоспособность только в определенном положении (наклон к горизонтальной плоскости должен быть не менее 15^o); невозможность работы при измерениях в состоянии невесомости; необходимость периодической дозаправки электролита в электрод сравнения; невозможность транспортировки датчика, заправленного электролитом, при температуре ниже 0^oC; невозможность восстановления датчика при выходе из строя индикаторного элемента или электрода сравнения.

Задачей изобретения является обеспечение измерения активности различных ионов и редокс-потенциала одним и тем же датчиком в любом его положении и в состоянии невесомости, исключение необходимости дозаправки датчика электролитами, обеспечение возможности быстрого восстановления датчика при выходе из строя индикаторного элемента или элемента сравнения, упрощение конструкции датчика и облегчения его эксплуатации, обеспечение транспортировки датчика, заправленного электролитом, при температуре ниже 0^oC.

Поставленная задача решается тем, что универсальный комбинированный ионоселективный датчик содержит полый корпус с расположенными в нем индикаторным электродом и электродом сравнения с внутренним электролитом, соединенным с токоотводами, в полости корпуса расположен вкладыш из инертного материала, имеющий форму внутренней полости корпуса, в котором выполнены два сквозных параллельных друг другу канала для индикаторного электрода и электрода сравнения, на нижнем и верхнем торцах вкладыша расположены уплотнительные элементы из эластичного материала и поджимные крышки, в которых также выполнены отверстия для индикаторного электрода и электрода сравнения, на нижней части наружной поверхности вкладыша выполнена одна над другой две кольцевые проточки, в которых размещены кольцевые уплотнительные элементы, на верхней части корпуса также выполнены расположенные одна над другой две кольцевые проточки, в которых также размещены кольцевые уплотнительные элементы, нижняя часть корпуса снабжена защитной гайкой, соединяющейся с корпусом посредством резьбового соединения, а токоотводы подсоединены одним концом посредством съемных гнезд-контактов к штыревым штекерам, расположенным в верхней части индикаторного электрода и электрода сравнения, а другим концом к гнезду-разъему соединительного кабеля в верхней части корпуса датчика; поджимные крышки прикреплены к корпусу посредством крепежных винтов; внутренний электролит сравнения содержит полимерный загуститель, состоящий их акриламида и N,N'-метиленбисакриламида с общей концентрацией 5-30% в соотношении (35: 1) - (5:1); индикаторный электрод выполнен твердоэлектролитным; универсальный комбинированный ионоселективный датчик может содержать заполненный электролитом полый корпус, с расположенным в нем индикаторным электродом и электродом сравнения с внутренним электролитом и пористым элементом для контакта анализируемой среды с электролитом корпуса, индикаторный электрод выполнен съемным, при этом в нижней части корпуса размещен фигурный вкладыш из инертного материала, в центральной части которого выполнена полость для верхней части индикаторного электрода, которая, в свою очередь, снабжена присоединительным штекером, в центральной части фигурного вкладыша расположено гнездо для присоединения штекера индикаторного электрода, а электролиты для заполнения корпуса и внутренней полости электрода выполнены загущенными и в качестве загустителя содержат акриламид и NN'-метиленбисакриламид, причем содержание загустителя в электролите корпуса больше нежели во внутреннем электролите электрода сравнения; верхняя и нижняя части корпуса и индикаторного электрода соединены резьбовым соединением; электролит корпуса содержит акриламид и NN'-метиленбисакриламид с общей концентрацией 10-30% в соотношении (35:1)-(5:1); внутренний электролит электрода сравнения содержит акриламид и NN'-метиленбисакриламид с общей концентрацией 0,1-5% в соотношении (35:1)-(10:1); пористый соединительный элемент расположен на боковой поверхности корпуса выше разъемного соединения; индикаторный электрод выполнен твердоэлектролитным.

На фиг. 1 показана конструкция датчика (вариант I); на фиг. 2 - конструкция сменного чувствительного элемента; на фиг. 3 - конструкция твердоэлектролитного индикаторного элемента; на фиг. 4 - конструкция элемента сравнения; на фиг. 5 - конструкция датчика (вариант II); на фиг. 6 - конструкция сменного ионоселективного индикаторного твердоэлектролитного кристаллического элемента; на фиг. 7 - конструкция сменного ионоселективного индикаторного твердоэлектролитного элемента на основе поливинилхлоридной мембраны; на фиг. 8 - конструкция индикаторного стеклянного ионометрического твердоэлектролитного элемента; на фиг. 9 - конструкция индикаторного стеклянного редоксметрического твердоэлектролитного элемента; на фиг. 10 - узел соединения сменного индикаторного элемента с трубчатой пластиковой оболочкой корпуса датчика.

На фиг. 1 показана конструкция датчика (вариант I). Чувствительный элемент 1 со сменяемыми индикаторным элементом и электродом сравнения уплотняется полем в корпусе 2 датчика с помощью резиновых уплотнительных колец 3 и фиксируется с помощью резьбового соединения защитной гайкой 4. В этом же корпусе 2 с помощью кольца 5 уплотняется фигурная втулка 6, в которую вклеено гнездо разъема 9. Втулка 6 фиксируется в корпусе 2 с помощью крепежной гайки 8. Для подключения индикаторного и вспомогательного электродов к гнезду разъема 9 служат съемные гнезда-контакты 10, к которым припаяны токоотводы 11. Для крепления датчика к монтажному штуцеру, в котором уплотнение корпуса 2 датчика производится с помощью уплотнительных колец 7, служит накидная гайка 12.

Конструкция чувствительного элемента датчика с вышеуказанными двумя сменными элементами приведена на фиг. 2. Индикаторный элемент 13 и элемент сравнения 14 вставляются в отверстия в корпусе-вкладыше 15, где уплотнены с помощью уплотнительных прокладок 16, поджимаемых нижней крышкой 17 и верхней крышкой 16, которые прикрепляются к корпусу-вкладышу 15 крепежными винтами 19. На корпусе-вкладыше 15 чувствительного элемента датчика установлены уплотнительные кольца 20 для уплотнения этого корпуса в защитном кожухе датчика.

Конструкция твердоэлектролитного индикаторного элемента показана на фиг. 3. Индикаторная мембрана 21, которая может иметь сферическую или плоскую форму, прикреплена к корпусу 22 индикаторного элемента, с внутренней стороны индикаторной мембраны нанесен твердый электролит 23, к которому припаян проводник 24. Этот проводник выведен через защитный колпачок 25 и припаян к присоединительному штекеру 26, выполненному в форме штыря.

На фиг. 4 приведена конструкция элемента сравнения. Основу элемента сравнения составляет хлорсеребрянный потенциалобразующий полуэлемент 27, помещенный во внутреннюю полость корпуса 28. Электролит 29 находится во внутренней полости корпуса 28, содержит полимерный загуститель, состоящий из акриламида и NN'-метиленбисакриламида общей концентрацией 5-30% в соотношении (35: 1)-(5:1) и отделен пористым элементом 30 от анализируемой среды. Этот пористый элемент изготавливается их таких материалов, как, например, пористые керамика, стекло или металл. Пористая перегородка 30 запрессовывается, вклеивается или впаивается в торцевую часть корпуса 28. Хлорсеребрянный полуэлемент сравнения 27 выведен через герметизирующую пробку 31 и припаян к присоединительному штекеру 32, выполненному в форме штыря.

Фиг. 5-10 иллюстрируют вариант II конструкции устройства согласно изобретению, где сменные индикаторные элементы прикрепляются к корпусу, в котором расположен элемент сравнения. Такой вариант конструкции датчика представлен на фиг. 5.

Изображенный на фиг. 5 комбинированный ионоселективный датчик содержит сменный индикаторный элемент 33 и составной корпус датчика, состоящий из пластиковой трубчатой оболочки 34, в нижнюю часть которой вклеен фигурный пластиковый вкладыш-держатель 35 с полостью для размещения верхней части индикаторного элемента 33. В центральную часть этой полости запрессовано гнездо 36 для подсоединения штыревого штекера индикаторного элемента 33. На наружной поверхности пластикового вкладыша-держателя 35 нарезана резьба для привинчивания пластиковых корпусов индикаторных элементов. В пластиковую трубчатую оболочку 34 запрессована или вклеена пористая перегородка 37. Во внутреннюю полость трубчатой пластиковой оболочки 34 вставлен элемент сравнения 38, имеющий конструкцию, аналогичную изображенной на фиг. 4. Элемент сравнения 38 погружен в электролит 39, заполняющий внутреннюю полость трубчатой оболочки 34, отделен от анализируемой жидкости пористой перегородкой 37, расположенной на боковой поверхности пластиковой оболочки 34 выше разъемного соединения.

Элемент сравнения 38 крепится своей верхней частью в пробке 40. Через эту же пробку пропущен провод-токоотвод 41, подсоединенный к гнезду 44. Второй провод-токоотвод 42 одним концом подсоединен к гнезду 43 для штыря элемента сравнения 38, а другим - к гнезду 44, предназначенному для подключения штекера 45, к которому припаивается соединительный кабель (на фиг. 5 не показан), идущий к измерительному преобразователю. Гнездо 44 вмонтировано в пластиковый защитный колпачок 46, прикрепляемый к трубчатой пластиковой оболочке 34. Внутренний электролит электрода сравнения 38 и электролит корпуса 39 содержит полимерный загуститель, состоящий из акриламида и NN'-метиленбисакриламида загущенными, причем содержание загустителя в электролите корпуса больше нежели во внутреннем электроде сравнения. Электролит корпуса содержит акриламид и NN'-метиленбисакриламид с общей концентрацией 10-30% в соотношении (35:1)-(5:1), а внутренний электролит электрода сравнения содержит акриламид и NN'-метиленбисакриламид с общей концентрацией 0,1-5% в соотношении (35:1)-(10:1). Внутренний электролит электрода сравнения 38 насыщен раствором хлористого калия, а состав и концентрацию солей для электролита корпуса 39 выбирают в зависимости от состава анализируемой среды. Для различных групп анализируемых ионов выбран свой определенный состав полимерного электролита 39, обеспечивающий требуемую точность измерения.

Конструкции двух типов сменных ионоселективных твердоэлектролитных индикаторных элементов приведены на фиг. 6 и 7.

На фиг. 6 представлен индикаторный элемент на основе кристаллической мембраны. Указанная кристаллическая мембрана 47 вклеена в пластиковый корпус 48 и соединена проводником 49 со штекером 50 в форме штыря, основание которого загерметизировано в верхней крышке корпуса 48. Указанный корпус 48 вклеен в пластиковую оболочку 51, снабженную внутренней резьбой для крепления к пластиковому держателю на основном корпусе электрода (фиг. 5).

Конструкция другого типа твердоэлектролитного индикаторного элемента показана на фиг. 7. Чувствительный элемент 52, представляющий поливинилхлоридную индикаторную мембрану, нанесенную на тонкий слой твердого электролита, связанного с графитовым стержнем, вклеен в пластиковый корпус 53. Крепление пластикового корпуса 53 в оболочке 54 и соединение проводника 55 со штекером 56, а также конструкция узла крепления к основному корпусу аналогичны, приведенным на фиг. 6.

На фиг. 8 приведена конструкция индикаторного стеклянного твердоэлектролитного элемента 57 для контроля активности ионов, размещенного в корпусе 58 и пластиковой оболочке 61, с проводником 59 и штекером 60. На фиг. 9 приведена конструкция индикаторного стеклянного твердоэлектролитного элемента 62 для контроля окислительно-восстановительного потенциала. Элемент 62 размещен в корпусе 63 и оболочке 66, содержит проводник 64 и штекер 65.

На фиг. 10 показан узел соединения сменного индикаторного элемента с оболочкой, показаны первый фигурный вкладыш 35 с резьбой на его внешней поверхности и пористая перегородка 68 в элементе сравнения 38. Монтаж чувствительных элементов и узел соединения их с основным корпусом осуществлены таким же образом, как и для варианта конструкции, изображенного на фиг. 5. Индикаторный электрод размещен внутри второго фигурного вкладыша 69. Съемная часть корпуса соединена с первым фигурным вкладышем 35 посредством резьбового соединения.

Существенным отличием предлагаемого изобретения является наличие сменных твердоэлектролитных индикаторных элементов и элементов сравнения с электролитом на основе полимерного загустителя, содержащего акриламид и NN'-бисакриламида с общей концентрацией 0,1-30% и соотношением (35:1)-(5:1).

Устройство работает следующим образом. При погружении комбинированного потенциометрического датчика, изображенного на фиг. 1 и 5, в анализируемую жидкость на выходе твердоэлектролитного индикаторного элемента возникает потенциал, пропорциональный логарифму активности анализируемого иона. При этом на элементе сравнения возникает потенциал, который не зависит от состава контролируемой среды. За счет переноса из полимерного электролита ионов соли, которой насыщен электролит, обеспечивается замыкание электрической цепи через анализируемую жидкость и возникает разность потенциалов, прямо пропорциональная логарифму анализируемого иона. В том случае, когда необходимо изменить функциональное назначение электрода, производится замена установленного индикаторного элемента на другой соответствующий индикаторный элемент, что обеспечивает возможность измерения нового параметра, например активности какого-нибудь иона. При выходе из строя какого-либо элемента датчика его восстановление производится путем легкой и простой замены неисправного элемента на соответствующий новый элемент.

Пример 1. Комбинированный потенциометрический датчик изготавливают со сменными твердоэлектролитными индикаторными элементами и элементом сравнения на основе электролита с полимерным загустителем. Конструкция датчика аналогична конструкции, представленной на фиг. 1. В качествен индикаторного электрода используют твердоэлектролитный стеклянный электрод pH, выдерживающий термическую водяную или паровую стерилизацию. Индикаторная мембрана pH-метрического электрода выполнена в виде шарика с диаметром 9 мм, приваренного к стеклянной трубке с наружным диаметром 6 мм. Общая длина индикаторного электрода с учетом штыревого штекера составляет 92 мм. Элемент сравнения имеет стеклянный корпус с наружным диаметром 5 мм и длиной 82 мм (с учетом длины штыревого штекера). В нижний торец корпуса электрода впаяна перегородка из пористой керамики. Хлорсеребрянный полуэлемент погружен в термостойкий электролит на основе насыщенного раствора хлористого калия и полимерного загустителя из акриламида и NN'-бисакриламида с общей концентрацией 30% и соотношением 10:1. Вывод штыревого штекера из стеклянного корпуса загерметизирован с помощью термостойкого клея.

Корпус-вкладыш 15 (фиг. 2), в который установлены индикаторный твердоэлектролитный элемент 13 и элемент сравнения 14 на основе электролита с полимерным загустителем, изготавливают из термостойкой пластмассы. Диаметр корпуса-вкладыша 15 составляет 19 мм. Нижнюю крышку 17 и верхнюю крышку 18 и крепежные винты 19 изготавливают из нержавеющей стали.

Корпус датчика 2 (фиг. 1) с внутренним диаметром 19 мм и наружным 25 мм и погружной длиной 100 мм изготавливают из нержавеющей стали. Защитную гайку 4 и крепежную гайку 8 и накидную гайку 12 изготавливают из такого же материала. Накидную гайку 12 снабжают трубной резьбой 1 1/4'' для крепления к штуцеру на реакторе. В качестве материала для уплотнителей используют силиконовую резину.

Комбинированный датчик согласно изобретению устанавливают в ферментер вместимостью 100 л в штуцере с внутренним диаметром 25 мм в днище ферментера в перевернутом положении ("вниз головой") и фиксируют накидной гайкой. В другой штуцер с углом наклона 15^o к горизонтальной плоскости устанавливают погружной датчик типа InFit 764 с комбинированным стерилизуемым электродом pH типа 465-50-7 (электрод и датчик производства фирмы INGOLD, Швейцария). Такой же датчик INGOLD устанавливают в штуцере, расположенном горизонтально.

Три вышеуказанных датчика стерилизуют вместе с питательной средой непосредственно в ферментере, после чего в ферментере осуществляют процесс выращивания культуры Pen.chryzogenum на комплексной питательной среде. Автоматический контроль pH производят с помощью трех датчиков, подключенных к измерительным преобразователям. Периодически из ферментера отбирают пробы культурной жидкости, в которых производят измерение pH на лабораторном pH-метре типа PHM85 с помощью лабораторного комбинированного электрода типа GK2403C (электрод и прибор производства фирмы RADIOMETER, Дания). Результаты лабораторного анализа сравнивают с показаниями датчиков INGOLD и датчика согласно изобретению.

При этом датчик INGOLD, установленный горизонтально, не дает показаний, связанных с изменением pH в ферментере, так как при его горизонтальном положении раствор электролита в индикаторном электроде не обеспечивает электрического контакта между внутренней поверхностью индикаторной мембраны и потенциалобразующим полуэлементом, а в электроде сравнения пропадает контакт, обеспечиваемый электролитом между потенциалобразующим полуэлеменом и пористой перегородкой. Датчик согласно изобретению и датчик, установленный под углом наклона 15^o к горизонтальной плоскости, дают показания, близкие к показаниям лабораторного электрода.

Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Как видно из представленных данных, результаты измерения pH в ходе длительного процесса ферментации с помощью заявляемого датчика, установленного "вниз головой", хорошо согласуются с результатами, полученными промышленным датчиком INGOLD при его установке под углом 15^o и лабораторным электродом RADIOMETER. Наибольшее расхождение между показаниями не превышает 0,05 pH. В то же время датчик INGOLD неработоспособен уже в горизонтальном положении.

Для оценки показателей точности измерения с помощью заявляемого датчика при его многократной стерилизации производят его установку и установку датчика INGOLD аналогично вышеописанному эксперименту с контролем pH. Комбинированный датчик согласно изобретению устанавливают в ферментер в положении "вниз головой", а датчик INGOLD устанавливают с углом наклона 15^o к горизонтальной плоскости. Стерилизацию ферментера проводят при температуре 132^oС в течение 1 ч. Процедуру стерилизации в комплексной питательной среде проводят подряд 5 раз, не вынимая датчики из ферментера и не проводя корректировки показаний каждого типа датчика после очередного цикла стерилизации. При этом периодически отбирают пробы из ферментера, в которых определяют pH лабораторным прибором RADIOMETER. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Как видно из данных, приведенных в табл. 2, датчик согласно изобретению после многократных стерилизаций сохраняет стабильность калибровки, обеспечивает хорошую сходимость показаний с данными, полученными лабораторным электродом RADIOMETER. В то же время для показаний датчика INGOLD отмечается уход значений pH после каждого цикла стерилизации, что при отсутствии корректировки показаний приводит к получению погрешности более 0,5 pH. Таким образом, заявляемый датчик, обладающий более высокой стабильностью показаний при многократных стерилизациях, может работать в любом положении, не требует демонтажа для проведения дополнительных корректировок по буферным растворам, что значительно упрощает его эксплуатацию.

Пример 2. Комбинированный твердофазный потенциометрический датчик изготавливают согласно схеме конструкции, изображенной на фиг. 5. Сменные элементы 33 изготавливают на основе поливинилхлоридных мембран с твердым электролитом и кристаллических мембран. Электрод сравнения 38 согласно изобретению помещают в пластиковую оболочку диаметром 10 мм и длиной 100 мм, оснащенную специальным гнездом 36 для подсоединения штыревых штекеров индикаторных элементов 31.

Характеристики сменных индикаторных элементов, изготовленных на основе поливинилхлоридных и кристаллических мембран, приведены в табл. 3.

В качестве промежуточного электролита 39 используют электролит на основе насыщенного раствора хлористого калия или на основе IM раствора NaNO₃ (в зависимости от контролируемых ионов), загущенный акриламидом и NN'-бисакриламидом с общей концентрацией 20% в соотношении 10:1. Электрод сравнения 38 заполняют электролитом на основе насыщенного раствора хлористого калия с добавлением акриламида и NN'-бисакриламида с общей концентрацией 8% (меньше, чем у промежуточного электролита) в соотношении 25:1.

В пробах промышленных сточных вод с помощью универсального комбинированного ионоселективного датчика измеряют содержание ионов тяжелых металлов (свинец, кадмий, медь, ртуть), а также ионов кальция и бария. Подготовку датчика к измерению каждого из перечисленных ионов производили путем навинчивания соответствующего сменного индикаторного элемента на основной корпус датчика.

Измеренные величины сравнивают со значениями, полученными с использованием жидкозаполненных мембранных электродов и раздельного электрода сравнения (кальций, барий) и комбинированных кристаллических с электродом сравнения (свинец, кадмий, медь, ртуть). В ходе измерений установлено, что расхождение между результатами, полученными заявляемым датчиком и указанными аналогами и прототипом, расходятся не более чем на 1-2%. При этом отмечают компактность конструкции и простоту обслуживания заявляемого объекта.

Наличие сменных индикаторных элементов и элементов сравнения позволяет легко производить их замену при необходимости изменения функционального назначения электрода (т. е. для случая адаптации электрода к измерению активности некоторого конкретного иона или окислительно-восстановительного потенциала) или при выходе из строя какого-нибудь элемента (индикаторного или сравнения). Использование твердых электролитов в индикаторных элементах и электролитов с полимерными загустителями в элементах сравнения обеспечивает работоспособность электрода в любом положении и в состоянии невесомости, а также возможность их транспортировки при температуре ниже 0^oC.

Изобретение может быть применено в биотехнологии - для контроля pH и редокс-потенциала в ферментерах; в химико-фармацевтической промышленности - для контроля pH и окислительно-восстановительного потенциала в реакторе в процессе химического синтеза производных, используемых для получения медицинского препарата левомицетина и других синтетических препаратов; в теплоэнергетике - для контроля технологических процессов водоподготовки на теплоэлектростанциях; в геологии и экологическом мониторинге - для проведения непрерывных глубинных измерений pH, окислительно-восстановительного потенциала и ионного состава природных вод.

Формула изобретения

Универсальный комбинированный ионоселективный датчик, содержащий полый корпус с расположенными в нем индикаторным электродом и электродом сравнения с внутренним электролитом, соединенными с токоотводами, отличающийся тем, что в полости корпуса расположен вкладыш из инертного материала, имеющий форму внутренней полости корпуса, в котором выполнены два сквозных параллельных друг другу канала для индикаторного электрода и электрода сравнения, на нижнем и верхнем торцах вкладыша расположены уплотнительные элементы из эластичного материала и поджимные крышки, в которых также выполнены отверстия для индикаторного электрода и электрода сравнения, на нижней наружной поверхности вкладыша выполнены одна над другой две кольцевые проточки, в которых размещены кольцевые уплотнительные элементы, на верхней части корпуса также выполнены расположенные одна над другой две кольцевые проточки, в которых также размещены кольцевые уплотнительные элементы, нижняя часть корпуса снабжена защитной гайкой, соединяющейся с корпусом посредством резьбового соединения, а токоотводы подсоединены одним концом посредством съемных гнезд-контактов к штыревым штеккерам, расположенным в верхней части электрода и электроды сравнения, а другим концом - к гнезду-разъему соединительного кабеля в верхней части корпуса датчика, при этом внутренний электролит сравнения содержит полимерный загуститель, состоящий из акриламида и N, N''-метиленбисакриламида с общей концентрацией 5 - 30% в соотношении (35:1) - (5:1), а индикаторный электрод выполнен твердоэлектролитным.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что поджимные крышки присоединены к корпусу посредством крепежных винтов.

3. Универсальный комбинированный ионоселективный датчик, содержащий заполненный электролитом полый корпус, расположенные в нем индикаторный электрод и электрод сравнения с внутренним электролитом, соединенные с токоотводами, и пористый соединительный элемент, отличающийся тем, что индикаторный электрод выполнен съемным, при этом в нижней части корпуса размещен фигурный вкладыш из инертного материала, в центральной части которого выполнена полость для верхней части индикаторного электрода, которая, в свою очередь, снабжена присоединительным штеккером, в центральной части фигурного вкладыша расположено гнездо для присоединения штеккера индикаторного электрода, а электролиты для заполнения корпуса и внутренней полости корпуса выполнены загущенными и в качестве загустителя содержат акриламид и N,N''-метиленбисакриламид, причем содержание загустителя в электролите корпуса больше, нежели во внутреннем электролите сравнения, электролит корпуса содержит акриламид и N,N''-метиленбисакриламид с общей концентрацией 10 - 30% в соотношении (35:1) - (5:1), внутренний электролит электрода сравнения содержит акриламид и N,N''-метиленбисакриламид с общей концентрацией 0,1 - 5% в соотношении (35: 1) - (10:1), а индикаторный электрод выполнен твердоэлектролитным.

4. Датчик по п.5, отличающийся тем, что верхняя и нижняя части корпуса и индикаторного электрода соединены резьбовым соединением.

5. Датчик по пп. 3 и 4, отличающийся тем, что пористый соединительный элемент расположен на боковой поверхности корпуса выше разъемного соединения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12