Способ ионометрии биопродукта и устройство для его осуществления



Способ ионометрии биопродукта и устройство для его осуществления
Способ ионометрии биопродукта и устройство для его осуществления
Способ ионометрии биопродукта и устройство для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2484454:

Косарев Сергей Александрович (RU)
Шептовецкий Александр Юрьевич (RU)

Группа изобретений относится к технике измерения концентрации вредных для пользователей ионов в веществах, например нитратов в продуктах питания. Перед вводом измерительного зонда в контакт с контролируемой средой на него подают частотный испытательный сигнал. Проводят первое измерение амплитуды контролируемого сигнала и запоминают результат измерения. Далее вводят измерительный зонд в контакт с контролируемой средой биопродукта и проводят второе измерение амплитуды контролируемого сигнала. Концентрацию ионов в контролируемой среде вычисляют по результатам первого и второго измерений, используя расчетную формулу. В качестве измерительного зонда применяют штекер типа TRS, первый из контактов которого служит для подачи испытательного сигнала, а второй - для измерения амплитуды контролируемого сигнала. Указанные измерения амплитуды контролируемого сигнала осуществляют с использованием делителя напряжения, образованного первым и вторым эталонными резисторами, причем первый эталонный резистор включают между контактом измерительного зонда, служащим для измерения амплитуды контролируемого сигнала, и общей шиной, а второй - между контактом измерительного зонда, служащим для подачи испытательного сигнала, и контактом измерительного зонда, служащим для измерения амплитуды контролируемого сигнала. Также предложено устройство для осуществления описанного выше способа. Группа изобретений обеспечивает оперативную и точную проверку концентрации ионов в контролируемой среде биопродукта. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Группа изобретений относится к технике измерения концентрации вредных для пользователей ионов в веществах с использованием специального измерительного зонда в электрических цепях переменного тока высокой частоты. В частности, заявленные способ и устройство относятся к средствам для определения уровня нитратов в продуктах питания.

Широко известны устройства для измерения концентрации ионов в веществах, содержащие процессор, снабженный средством формирования высокочастотных сигналов, блок индикации, измерительный зонд и эталонный резистор. В таких устройствах способ определения концентрации ионов сводится к анализу на высокой частоте испытательных сигналов проводимости измерительного зонда, погруженного в контролируемую среду, с проводимостью эталонного резистора, параметры которого заранее известны. Для определения концентрации ионов используются какие-либо эмпирические формулы. Результат расчетов концентрации ионов фиксируется в блоке индикации.

К таким способам и устройствам относятся, в частности, технические решения по следующим патентам: US №4655899 A, G01N 27/28, G01N 27/30, G01N 27/416 от 07.04.1987, RU №2073854 C1, G01N 27/22 от 20.02.1997, RU №2143843 C1, A61B 5/05 от 28.04.1999, RU №2188411 C1, G01N 27/414 от 27.08.2002, RU №2244917 C1, G01N 27/414 от 20.01.2005, WO №2005119237 A, C12Q 1/00, G01N 27/327, G01N 27/403, G01N 27/49 от 15.12.2005.

Известные устройства функционируют в разных средах и используют для вычисления различные эмпирические формулы, но обладают общим недостатком: все они предназначены для лабораторных испытаний и не могут применяться для оперативной проверки продукции.

Наиболее близкими по технической сущности к заявленным являются способ и устройство ионометрии биопродукта по патенту RU №2390767 C1, G01N 27/416 от 27.05.2010. Известный способ включает измерение электрических параметров измеряемой среды биопродукта с помощью измерительного зонда, при котором на вход измерительного зонда подают высокочастотный испытательный сигнал, проводят первое измерение амплитуды контролируемого сигнала перед введением измерительного зонда в контакт с контролируемой средой, запоминают результат первого измерения, вводят измерительный зонд в контакт с контролируемой средой, проводят второе измерение амплитуды испытательного сигнала, вычисляют концентрацию ионов в контролируемой среде по результатам первого и второго измерений амплитуды испытательного сигнала с последующим выведением измерительного зонда из контакта с контролируемой средой. Измерения амплитуды испытательного сигнала в устройстве, реализующем известный способ, проводят на входе измерительного зонда, выход которого подключен к общей шине устройства. При этом для получения результата - концентрации ионов в контролируемой среде - приходится три раза проводить измерения в разных исходных режимах и лишь потом переходить к расчетам.

Это означает, что процесс измерения занимает продолжительный промежуток времени и возможен только в лабораторных условиях.

Между тем, все чаще требуется ускорение получения результатов и обеспечение возможности удобной проверки продуктов питания путем использования носимого малогабаритного оборудования.

Заявленная группа изобретений направлена на устранение указанного недостатка. Она существенно сокращает промежуток времени измерения, причем требует применения только носимого оборудования, что позволяет использовать данные технические решения в полевых условиях.

Предметом первого изобретения является способ ионометрии биопродукта, включающий измерение электрических параметров контролируемой среды биопродукта с помощью измерительного зонда, при котором перед введением измерительного зонда в контакт с контролируемой средой на него подают частотный испытательный сигнал, проводят первое измерение амплитуды U1 контролируемого сигнала, запоминают результат первого измерения, вводят измерительный зонд в контакт с контролируемой средой, проводят второе измерение амплитуды U2 контролируемого сигнала, вычисляют концентрацию N ионов в контролируемой среде по результатам первого и второго измерений амплитуды контролируемого сигнала с последующим выведением измерительного зонда из контакта с контролируемой средой, при этом в качестве измерительного зонда применяют штекер типа TRS, один из контактов которого служит для подачи испытательного сигнала, а другой - для измерения амплитуды контролируемого сигнала, при этом указанные измерения амплитуды U1 и U2 контролируемого сигнала осуществляют с использованием делителя напряжения, образованного первым и вторым эталонными резисторами с сопротивлениями R1 и R2, причем первый эталонный резистор включают между контактом измерительного зонда, служащим для измерения амплитуды контролируемого сигнала, и общей шиной, а второй - между контактом измерительного зонда, служащим для подачи испытательного сигнала, и контактом измерительного зонда, служащим для измерения амплитуды контролируемого сигнала, причем вычисление концентрации ионов в контролируемой среде проводят по расчетной формуле

N = K [ U 2 R1 U 1 R1 (U 2 U 1 )R2 1 ]

где K - безразмерный калибровочный коэффициент.

При равенстве сопротивлений R1 и R2 первого и второго эталонных резисторов вычисление концентрации ионов в контролируемой среде проводят по расчетной формуле:

N = K ( U 2 2U 1 U 2 1 )

В заявленном способе частоту испытательного сигнала выбирают в пределах от 100 до 20000 Гц.

Предметом второго изобретения является устройство для ионометрии биопродукта, содержащее блок питания, соединенный с общей шиной и выполненный с возможностью подачи питающего напряжения на все блоки устройства, также соединенные с общей шиной, процессор, измерительный зонд, выполненный с возможностью ввода в контролируемую среду биопродукта, а также блок индикации и генератор зондирующих сигналов, входы которых соединены с соответствующими выходами процессора, - при этом в него введены клавиатура, аналого-цифровой преобразователь, первый и второй эталонные резисторы, а в качестве измерительного зонда применен штекер типа TRS, при этом выходы клавиатуры и аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими входами процессора, второй эталонный резистор включен между первым и вторым контактами измерительного зонда, а первый эталонный резистор - между вторым контактом измерительного зонда и общей шиной, первый из контактов измерительного зонда соединен с выходным выводом генератора зондирующих сигналов, а второй подключен ко входному выводу аналого-цифрового преобразователя.

Суть заявленных изобретений поясняется фиг.1, фиг.2 и фиг.3.

На фиг.1 представлена обобщенная структурная схема заявленного устройства для осуществления заявленного способа ионометрии.

На фиг.2 приведен внешний вид измерительного зонда и указаны связи его контактов при выполнении измерительного зонда в виде двухконтактного штекера типа TRS.

На фиг.3 приведен приведен внешний вид измерительного зонда и указаны связи его контактов при выполнении измерительного зонда в виде трехконтактного штекера типа TRS.

На фиг.1, фиг.2 и фиг.3 использованы следующие обозначения:

1 - блок питания, 2 - клавиатура, 3 - процессор, 4 - генератор зондирующих сигналов, 5 - измерительный зонд, 6 - первый эталонный резистор, 7 - аналого-цифровой преобразователь, 8 - второй эталонный резистор, 9 - блок индикации.

Блок 1 питания соединен с общей шиной (с шиной нулевого потенциала) и выполнен с возможностью подачи питающего напряжения на все блоки устройства, также соединенные с общей шиной. Входы блока 9 индикации, и генератора 4 зондирующих сигналов соединены с соответствующими выходами процессора 3. Выходы клавиатуры 2 и аналого-цифрового преобразователя 7 соединены с соответствующими входами процессора 3. Первый эталонный резистор 6 с сопротивлением R1 включен между входом аналого-цифрового преобразователя 7 и общей шиной. Второй эталонный резистор 8 с сопротивлением R2 включен между первым и вторым контактами измерительного зонда 5. Первый контакт измерительного зонда 5 соединен с выходным выводом генератора 4 зондирующих сигналов, а второй контакт измерительного зонда 5 подключен к входному выводу аналого-цифрового преобразователя 7.

Блок 1 питания, клавиатура 2, процессор 3, генератор 4 зондирующих сигналов, аналого-цифровой преобразователь 7 и блок 9 индикации могут быть блоками, входящими в состав обычного мобильного телефона. Такой мобильный телефон должен лишь обладать возможностями приема в него управляющих программ работы и временного перехода на такие программы по сигналам, подаваемым потребителем, например, через клавиатуру 2. Такими возможностями обладает значительное число современных мобильных телефонов.

В качестве первого 6 и второго 8 эталонных резисторов могут быть использованы любые прецизионные точные резисторы.

В качестве измерительного зонда 5 может быть использован штекер JACK AUDIO (называемый также штекером TRS - аббревиатура от английского Tip, Ring, Sleeve).

На фиг.2 показан внешний вид двухконтактного штекера TRS и приведены связи его контактов с блоками заявленного устройства. Один контакт соединен со входом аналого-цифрового преобразователя 7, а другой - с выходом генератора 4 зондирующих сигналов.

На фиг.3 показан внешний вид трехконтактного штекера TRS и приведены связи его контактов с блоками заявленного устройства. Один контакт соединен со входом аналого-цифрового преобразователя 7, другой - с выходом генератора 4 зондирующих сигналов, а третий - с общей шиной.

В принципе, в качестве измерительного зонда 5 может быть использован и четырехконтактный штекер TRS. В этом случае один его контакт должен быть соединен со входом аналого-цифрового преобразователя 7, другой - с выходом генератора 4 зондирующих сигналов, а третий и четвертый - с общей шиной.

Штекеры TRS широко выпускаются и доступны на коммерческом рынке. При наличии покрытия "золото" указанные штекеры TRS выдерживают воздействие на них кислот и других опасных веществ, которые могут содержаться в контактирующей с измерительным зондом 5 контролируемой среде биопродукта.

Таким образом, все функциональные узлы и элементы заявленного устройства широко известны и доступны на коммерческом рынке или могут быть легко изготовлены. Поэтому возможность практической реализации рассматриваемого устройства для осуществления способа ионометрии биопродукта не вызывает сомнений.

Заявленное устройство, реализующее заявленный способ ионометрии биопродукта, работает следующим образом.

Процесс ионометрии, то есть определения концентрации ионов в контролируемой среде, должен начинаться при включенном блоке 1 питания и, вследствие этого, при питающих напряжениях, подключенных ко всем электронным блокам и узлам, используемым при ионометрии.

С помощью клавиатуры 2 пользователь подает на процессор 3 команду, по которой процессор 3 начинает процесс ионометрии и включает генератор 4 зондирующих сигналов (если он был выключен до начала процесса ионометрии). Генератор 4 зондирующих сигналов формирует на своем выходе испытательный сигнал в виде немодулированного сигнала с заданной частотой. Частоту испытательного сигнала выбирают в пределах от 100 до 20000 Гц.

Если при ионометрии используются клавиатура 2, процессор 3 и генератор 4 зондирующих сигналов, входящие в состав мобильного телефона, то для подачи такой команды могут быть использованы, например, дополнительные клавиши клавиатуры 2.

Выходные сигналы генератора 4 зондирующих сигналов поступают на вход измерительного зонда 5, а с выхода измерительного зонда 5 через первый эталонный резистор 6 поступают на общую шину устройства. Сигнал с выхода измерительного зонда 5 подается на аналого-цифровой преобразователь 7, который преобразует этот сигнал в цифровую форму и передает полученный код в процессор 3. Далее процессор 3 вычисляет амплитуду поданного на вход аналого-цифрового преобразователя 7 напряжения. Аналого-цифровой преобразователь 7 является составной частью аудиокодека, используемого во всех мобильных телефонах.

Проводимость измерительного зонда 5 прямо пропорциональна концентрации ионов в контролируемой среде биопродукта. Если знать амплитуду сигнала, подаваемого с выхода генератора 4 зондирующих сигналов, то по амплитуде сигналов на выходе измерительного зонда 5 (контактирующего с контролируемой средой биопродукта) можно точно рассчитать проводимость измерительного зонда 5, поскольку измерительный зонд 5 вместе с включенным параллельно ему вторым эталонным резистором 8 образуют одно из плеч делителя напряжения, вторым плечом которого является первый эталонный резистор 6.

Когда измерительный зонд 5 находится вне контролируемой среды биопродукта, его внутреннее сопротивление близко к бесконечности (или, что то же самое, у него нулевая проводимость). При этом аналого-цифровой преобразователь 7 формирует код амплитуды U1 в выходной (средней) точке делителя напряжения, включающего в себя второй эталонный резистор 8 и первый эталонный резистор 6.

После того как измерительный зонд 5 войдет в контролируемую среду биопродукта (например, когда пользователь полностью воткнет измерительный зонд 5 в проверяемое яблоко или морковь), проводимость измерительного зонда 5 станет прямо пропорциональной концентрации ионов в контролируемой среде. При этом аналого-цифровой преобразователь 7 будет формировать код амплитуды поступающего на его вход сигнала U2 в средней точке делителя напряжения, одно плечо которого включает в себя параллельное соединение второго эталонного резистора 8 с измерительным зондом 5, а другое плечо включает в себя первый эталонный резистор 6.

Измерительный зонд 5 может быть выполнен в виде двухконтактного штекера TRS, внешний вид которого показа на фиг.2 или в виде трехконтактного штекера TRS, внешний вид которого показан на фиг.3. На обоих чертежах показана граница введения, то есть тот уровень, до которого желательно вводить измерительный зонд 5 внутрь контролируемой среды. Эта граница интуитивно ясна - на нее указывает окончание металлического контакта. Впрочем, как показали исследования мелкосерийных образцов заявляемых устройств, для обеспечения требуемой точности измерения (единицы процентов) достаточно погружать в контролируемую среду хотя бы две трети последнего контакта штекера TRS.

Итак, после двух измерений амплитуды сигнала, подаваемого на вход аналого-цифрового преобразователя 7: первого U1, когда измерительный зонд 5 находится вне контакта с контролируемой средой биопродукта, и второго U2, когда измерительный зонд 5 находится в контакте с контролируемой средой биопродукта, можно рассчитать проводимость измерительного зонда 5, после чего провести вычисление концентрации ионов N в контролируемой среде по расчетной формуле (1).

N = K [ U 2 R2 U 1 R2 (U 2 U 1 )R1 1 ]                              (1)

где U1 - результат первого измерения,

U2 - результат второго измерения,

R1 - сопротивление эталонного резистора 6,

R2 - сопротивление дополнительного эталонного резистора,

K - калибровочный коэффициент.

Если известны соотношения между сопротивлениями первого 6 и второго 8 эталонных резисторов, то расчетная формула упрощается. Например, при полном равенстве сопротивлений этих резисторов формула преобразуется к следующему виду (2).

N = K ( U 2 2U 1 U 2 1 )                                          (2)

где U1 - результат первого измерения,

U2 - результат второго измерения,

K - калибровочный коэффициент.

Вычисления производятся в процессоре 3 и поступают в блок 9 индикации, где формируются световые и/или звуковые сигналы оповещения пользователя о концентрации ионов в контролируемой среде. Эти сигналы, например, в графической или табличной форме, могут указывать на уровень концентрации нитратов в контролируемой среде.

Затем пользователь должен удалить измерительный зонд 5 из контролируемой среды (например, вытащить его из яблока или моркови).

Заявленные способ и устройство позволяют определить концентрацию уровня ионов с точностью до нескольких процентов, что подтвердили лабораторные испытания мелкосерийно выпускаемых образцов заявляемого устройства.

Для пользователя проводить измерения весьма удобно (что также подтвердили лабораторные испытания). Время измерения не превышает 3 с.

Обеспечению серийного выпуска продукции по заявляемым способу и устройству способствует использование в качестве измерительного зонда 5 серийно выпускаемых штекеров JACK AUDIO (штекеров TRS).

На фиг.2 показан внешний вид двухконтактного штекера TRS и приведены наименования цепей, к которым должен подключаться каждый из контактов. А на фиг.3 показан внешний вид трехконтактного штекера TRS и приведены наименования цепей, к которым должен подключаться каждый из его контактов. Схема с использованием трехконтактного штекера TRS несколько сложнее, но более помехоустойчива.

Эти штекеры широко выпускаются и доступны на коммерческом рынке. При наличии покрытия "золото" указанные штекеры выдерживают воздействие на них кислот и других опасных веществ, которые могут содержаться в исследуемом продукте.

Таким образом, решена задача по созданию мобильного устройства, обеспечивающего оперативную и достаточно точную проверку концентрации ионов в контролируемой среде.

1. Способ ионометрии биопродукта, включающий измерение электрических параметров контролируемой среды биопродукта с помощью измерительного зонда, при котором перед введением измерительного зонда в контакт с контролируемой средой на него подают частотный испытательный сигнал, проводят первое измерение амплитуды U1 контролируемого сигнала, запоминают результат первого измерения, вводят измерительный зонд в контакт с контролируемой средой, проводят второе измерение амплитуды U2 контролируемого сигнала, вычисляют концентрацию N ионов в контролируемой среде по результатам первого и второго измерений амплитуды контролируемого сигнала с последующим выведением измерительного зонда из контакта с контролируемой средой, отличающийся тем, что в качестве измерительного зонда применяют штекер типа TRS, один из контактов которого служит для подачи испытательного сигнала, а другой - для измерения амплитуды контролируемого сигнала, при этом указанные измерения амплитуды U1 и U2 контролируемого сигнала осуществляют с использованием делителя напряжения, образованного первым и вторым эталонными резисторами с сопротивлениями R1 и R2, причем первый эталонный резистор включают между контактом измерительного зонда, служащим для измерения амплитуды контролируемого сигнала, и общей шиной, а второй - между контактом измерительного зонда, служащим для подачи испытательного сигнала, и контактом измерительного зонда, служащим для измерения амплитуды контролируемого сигнала, причем вычисление концентрации ионов в контролируемой среде проводят по расчетной формуле
N = K [ U 2 R1 U 1 R1 (U 2 U 1 )R2 1 ] ,
где К - безразмерный калибровочный коэффициент.

2. Способ ионометрии биопродукта по п.1, отличающийся тем, что при равенстве сопротивлений R1 и R2 первого и второго эталонных резисторов вычисление концентрации ионов в контролируемой среде проводят по расчетной формуле:
N = K ( U 2 2U 1 U 2 1 ) .

3. Способ ионометрии биопродукта по п.1 или 2, отличающийся тем, что частоту испытательного сигнала выбирают в пределах от 100 до 20000 Гц.

4. Устройство для ионометрии биопродукта, содержащее блок питания, соединенный с общей шиной и выполненный с возможностью подачи питающего напряжения на все блоки устройства, также соединенные с общей шиной, процессор, измерительный зонд, выполненный с возможностью ввода в контролируемую среду биопродукта, а также блок индикации и генератор зондирующих сигналов, входы которых соединены с соответствующими выходами процессора, отличающееся тем, что в него введены клавиатура, аналого-цифровой преобразователь, первый и второй эталонные резисторы, а в качестве измерительного зонда применен штекер типа TRS, при этом выходы клавиатуры и аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими входами процессора, второй эталонный резистор включен между первым и вторым контактами измерительного зонда, а первый эталонный резистор - между вторым контактом измерительного зонда и общей шиной, первый из контактов измерительного зонда соединен с выходным выводом генератора зондирующих сигналов, а второй подключен ко входному выводу аналого-цифрового преобразователя.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области потенциометрических методов контроля и управления технологическими процессами, в частности к материалам, предназначенным для использования в качестве чувствительного элемента ионоселективных электродов для количественного определения концентрации ионов свинца в водных растворах.

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в контрольно-аналитических, клинических лабораториях для определения концентрации цефалоспориновых антибиотиков.
Изобретение относится к анализу ионного состава водных растворов и жидкостей. .

Изобретение относится к области потенциометрических методов контроля и управления технологическими процессами, в частности к датчикам для их осуществления, и может быть использовано, например, для определения кислотности растворов и концентрации ионов щелочного металла.

Изобретение относится к области физико-химических методов анализа, в частности к потенциометрии с ионоселективными электродами, и может быть использовано для количественного анализа железа (III) в жидких средах.
Изобретение относится к области анализа ионного состава водных растворов и жидкостей и может быть использовано в изыскании материалов, стойких в сильнокислых растворах сложного состава с низким рН и высоким ионным фоном, предназначенных для использования в качестве чувствительных и стабильных элементов ионоселективных электродов для количественного определения концентрации ионов кадмия в водных растворах.

Изобретение относится к ионометрии, потенциометрическим методам анализа и контроля концентрации ионов в водных растворах и может быть использовано в химической, металлургической промышленности, в оптической химии, при научных исследованиях в качестве чувствительного элемента ионоселективного электрода для количественного определения концентрации ионов меди в водных растворах.

Изобретение относится к средствам потенциометрического определения содержания в растворах различных ионов с использованием ионоселективных мембран. .

Изобретение относится к ионометрии и может быть использовано для анализа производственных и сточных вод промышленных предприятий на содержание кислородсодержащих ионов вольфрама, молибдена и ванадия.

Использование: для определения ионов кадмия в водных растворах. Сущность: кадмий-селективный электрод содержит чувствительный элемент, в качестве которого применяется композиционный электропроводящий материал, содержащий ультрадисперсные частицы кадмия в полимерной матрице, полученный методом химического восстановления кадмия из растворов его солей на поверхность гранул термопластичного полимера с последующим горячим прессованием. Технический результат - снижение содержания кадмия, повышение чувствительности, повышение стабильности показаний и увеличение длительности непрерывного использования электрода. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к мембране ионоселективного электрода, состоящей из поливинилхлорида в качестве матрицы, дибутилфталата в качестве пластификатора и электродно-активного соединения, содержащего медь и додецилсульфат натрия. Мембрана характеризуется тем, что электродно-активное соединение дополнительно содержит пиридин, причем медь Сu2+, пиридин и додецилсульфат взяты в соотношении 1:2:2 соответственно, а компоненты мембраны находятся в следующем соотношении, мас. %: поливинилхлорид 24,88 - 24,73; дибутилфталат 74,61 - 74,25; электродно-активное соединение 0,51 - 1,02. Использование мембраны позволяет снизить предел обнаружения ионных ПАВ в водных средах, снизить погрешности определения результата, уменьшить время отклика электрода в разбавленных растворах. 5 табл., 11 ил.

Изобретение может быть использовано в качестве аналитического элемента приборов, с помощью которых измеряют концентрации ионов в жидких образцах различных типов. Согласно изобретению предложена проточная мультисенсорная потенциометрическая ячейка для анализа малых объемов жидких образцов, содержащая корпус из полимерного материала, представленный расположенными в ряд ионоселективными сенсорами в количестве не менее двух. Каждый сенсор имеет чувствительный элемент, выполненный в виде сенсорной мембраны из поливинилхлорида и пластификатора с ионофорами, и снабжен проводником для подключения к измерительному прибору. А также содержит электрод сравнения и емкость для анализируемых образцов. Расстояние между чувствительными элементами не менее 2 мм. Корпус выполнен трубчатым из поливинилхлорида, а соединение ионоселективных сенсоров выполнено бесшовным. Устройство позволяет достоверно измерять концентрации ионов в образцах малых объемов, 50-200 мкл, может использоваться для анализа медико-биологических образцов, отличается длительными сроками службы и хранения. 7 ил., 7 пр.

Изобретение может быть использовано в аналитической химии. Гидратированную оксидную ванадиевую бронзу аммония состава (NH4)0,5V2O5·0,5H2O используют в качестве ионоселективного материала для селективного определения концентрации ионов аммония в растворах. Для получения гидратированной оксидной ванадиевой бронзы аммония указанного состава метаванадат аммония NH4VO3 растворяют в воде и добавляют при постоянном перемешивании по каплям водный раствор лимонной кислоты до установления кислотности раствора 2,0≤pH≤6,0. Затем смесь обрабатывают при температуре 140-180°C в течение 24-48 часов в автоклаве. Полученный продукт фильтруют, промывают и сушат. Изобретение позволяет получить ионоселективный материал для простого и надежного определения концентрации NH4 + в растворах. 2 н.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл., 4 пр.

Изобретение может быть использовано для потенциометрического определения анионных и катионных поверхностно-активных веществ (ПАВ), таких как алкилсульфатов натрия, алкилпиридиниевых и тетраалкиламмониевых солей в многокомпонентных смесях, моющих, чистящих композиций, технологических растворах, сточных водах, лекарственных препаратах. Согласно изобретению мембрана ионоселективного электрода состоит из поливинилхлорида в качестве полимерной матрицы, дибутилфталата в качестве пластификатора и электродно-активного соединения, содержащего медь и додецилсульфат натрия, при этом электродно-активное соединение дополнительно содержит 1,10-фенантролин, причем медь, 1,10-фенантролин и додецилсульфат натрия взяты в соотношении 1:2:2 соответственно, а компоненты мембраны находятся в определенном массовом соотношении. Изобретение обеспечивает возможность создания полимерной мембраны, чувствительной к гомологам солей алкилпиридиния, тетраалкиламмония и алкилсульфатов натрия, и создание на основе полученной мембраны ионоселективного электрода, для экспрессного количественного определения ионных ПАВ в водных объектах. 4 пр., 5 табл., 11 ил.

Изобретение относится к технике измерений гидрохимических параметров водных сред в океанографических, гидрографических и экологических исследованиях и может быть использовано в различных технологических процессах, связанных с контролем концентрации (активности) сульфид-ионов растворенных веществ. Технический результат - уменьшение погрешности измерения концентрации растворенного сероводорода и повышение степени автоматизации измерений за счет возможности учитывать влияние факторов среды, например, рН, солености, на степень диссоциации растворенного сероводорода, не осуществляя в процессе измерений градуировку прибора. Сущность: среду зондируют преобразователем, содержащим ионоселективный электрод, реагирующий на ионы двухвалентной серы, и электрод сравнения. Преобразуют полученные текущие потенциалы ионоселективного электрода, по отношению к потенциалу электрода сравнения, в выходные коды. Осуществляют градуировку преобразователя. По полученным значениям выходных кодов с использованием полученных коэффициентов c1 и с0 градуировочного уравнения определяют текущие значения показателя концентрации растворенного сероводорода, по которым определяют текущие значения CSVi концентрации растворенного сероводорода. При этом преобразователь градуируют в буферных растворах с разными заданными значениями концентрации растворенного сероводорода и с одинаковыми значениями каждого из n заданных факторов Фn влияющих на диссоциацию растворенного сероводорода. По полученным кодам, соответствующим концентрациям растворенного сероводорода в каждом из буферных растворов, получают коэффициенты c1 и с0 градуировочного уравнения. Затем используют растворы с разными заданными значениями Фnz каждого из n факторов влияния Фn где n=1, 2,..., m, и с одним и тем же значением CSV концентрации растворенного.сероводорода. Определяют выходные коды Nnz, соответствующие значениям Фnz, где число z задается для каждого из факторов влияния Фn в зависимости от допустимой погрешности преобразования. По полученным значениям Nnz выходных кодов определяют z-тые значения Fz(Фnz) функции влияния Fn(Фn) для каждого из факторов влияния Фn по формуле По значениям Fz(Фnz) функции влияния и значениям Фnz влияющего фактора выбирают вид аппроксимирующей функции Fn(Фn) с определением коэффициентов функции влияния для каждого из факторов влияния Фn, используя один из алгоритмов для расчета линии тренда. Во время зондирования среды измеряют текущие значения Фni каждого из и факторов влияния на диссоциацию растворенного сероводорода и определяют текущие значения CSVi концентрации растворенного сероводорода по формуле где Ni - текущие значения выходного кода преобразователя. Или дополнительно определяют контрольное значение CSVконтр концентрации растворенного сероводорода на глубине, где значение CSVi максимально и равно CSVimax, способом, принятым за достоверный, например, с помощью прямого химического анализа пробы среды, вычисляют коэффициент поправки КП по формуле и определяют текущие значения CSVi концентрации растворенного сероводорода с учетом поправки по формуле 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в гидрологии и химическом анализе жидкостей. Технический результат - исключение фактора влияния температуры жидкости на результат измерений, что повышает точность определения рН жидкости. Сущность: Согласно способу используют включенные в измерительные цепи вторичных измерительных преобразователей электрод сравнения и два ионоселективных измерительных электрода с одинаковыми параметрами тепловой инерции и разными параметрами их изопотенциальных точек, соответственно помещают электроды в жидкость, регистрируют потенциалы Е1 и Е2 на выходах первого и второго измерительных электродов и вычисляют рН жидкости по формуле Устройство содержит электрод сравнения, два ионоселективных измерительных электрода с одинаковыми параметрами тепловой инерции и разными параметрами их изопотенциальных точек, первый и второй вторичные измерительные преобразователи ВИП-1 и ВИП-2, к входам которых подключены электрод сравнения и соответственно первый и второй измерительные электроды, выходы ВИП-1 и ВИП-2 подключены к входам соответственно первого и второго преобразователей напряжения в цифру, выходы которых подключены к микропроцессору, выход которого является выходом устройства. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике измерений гадрохимических параметров водных сред в океанографических, гидрографических и экологических исследованиях и может быть использовано в различных технологических процессах, связанных с контролем концентрации (активности) сульфид-ионов растворенных веществ. Технический результат изобретения - повышение точности определения профиля концентрации растворенного сероводорода и его разрешения без применения при этом кассеты батометров. Сущность: по первому варианту изобретения гидролого-гидрохимический зонд для определения профиля концентрации растворенного сероводорода включает в себя погружаемое устройство (ПУ), содержащее, например, пять измерительных преобразователей (1-5), в том числе преобразователь (1) показателя концентрации растворен-. ног о сероводорода. Выход каждого из измерительных преобразователей подключен соответственно к одному из входов адаптера (6), выход которого подключен к входу контроллера системного (10), выход которого подключен к входу блока питания, синхронизации и связи (11 ), выход которого через грузонесущий кабель связи (ГКС) подключен к входу бортового устройства (БУ). БУ содержит блок кабельной связи (12), у которого вход является входом БУ, а выходы подключены к соответствующим входам средства отображения профиля концентрации растворенного сероводорода (13), выход которого является выходом зонда. Выход аддитивного смесителя (7) соединен с шестым входом адаптера (6). Аддитивный смеситель (7) имеет (n+1) входов, где n -.количество факторов, влияющих на диссоциацию растворенного в воде сероводорода, которое определяется заданной погрешностью измерения. В данном примере n=2, поэтому аддитивный смеситель (7) имеет три входа, первый вход соединен с выходом преобразователя (1) показателя концентрации растворенного сероводорода, второй вход через формирователь (8) сигнала ошибки от одного из факторов, влияющих на диссоциацию растворенного в воде сероводорода - от рН, соединен с выходом измерительного преобразователя (2), сигнал от которого отображает фактор рН. Третий вход аддитивного смесителя (7) соединен с выходами нескольких измерительных преобразователей, сигналы от которых в совокупности отображают один из факторов, влияющих на диссоциацию растворенного в воде сероводорода (соленость) - соединен с выходами измерительного преобразователя (3) температуры, преобразователя (4) электропроводимости и преобразователя (5) давления. Зонд по второму варианту содержит измерительные преобразователи (1-5), входы которых соединены с пятью входами адаптера (6), выход которого подключен к входу контроллера системного (7), выход которого подключен к входу блока питания, синхронизации и связи (8), выход которого через ГКС подключен к входу БУ, которое содержит блок кабельной связи (9), у которого вход является входом БУ, а выходы, соответствующие выходам измерительных преобразователей (1-5), подключены к -входам средства отображения профиля концентрации растворенного сероводорода (10), выход которого является выходом зонда. БУ, как ПУ в первом варианте зонда, содержит аддитивный смеситель (11) с (n+1) входами, где n - количество факторов, влияющих на диссоциацию растворенного в воде сероводорода, которое определяется заданной погрешностью измерения. В данном случае п=2. Выход аддитивного смесителя (11) соединен с дополнительным входом средства отображения профиля концентрации растворенного сероводорода (10). Первый вход аддитивного смесителя (11) соединен с выходом блока (9) кабельной связи, соответствующим сигналу от преобразователя (1) показателя концентрации растворенного сероводорода, второй вход аддитивного смесителя (11) через формирователь (12) сигнала ошибки от фактора рН, влияющего на диссоциацию растворенного в воде сероводорода, соединен с выходом блока кабельной связи (9), соответствующим измерительному преобразователю 2, сигнал от которого отображает фактор рН. Третий вход аддитивного смесителя (11) через формирователь (13) сигнала ошибки от фактора солености, влияющего на диссоциацию растворенного в воде сероводорода, соединен с несколькими выходами блока кабельной связи (9), соответствующим нескольким измерительным преобразователям, сигналы от которых в совокупности отображают фактор солености - в данном примере с выходами, соответствующими преобразователю (3) температуры, преобразователю (4) электропроводимости и преобразователю (5) давления. 2 н. п. ф-лы, 5 ил.
Наверх