Мобильное устройство для экспресс-оценки состояния жидких, твердых, аморфных проб

Изобретение относится к технике проведения экспрессного анализа жидких, твердых пищевых и непищевых продуктов, сточных, природных, питьевых вод, сыпучих и аморфных материалов, для которых необходимо быстро без подготовки пробы в нативном состоянии оценить признак доминирующего состояния, например, наличие искусственных добавок, отклонение от нормального состояния при хранении, выраженности патогенных состояний (порча), при загрязнении антропогенными, в том числе токсичными, соединениями в равновесной газовой фазе над малым объемом образца, в том числе во внелабораторных условиях и в режиме «на месте». Мобильное устройство для экспресс-оценки состояния жидких, твердых проб, аморфных проб включает корпус, внутри которого расположены микропроцессор, элементы питания. При этом сохраняется возможность его подключения к сети, на передней панели корпуса расположены индикатор питания, табло для вывода информации об измерении, в том числе с надписями «старт, финиш», на верхней панели корпуса вмонтирована ячейка детектирования, с герметично закрывающейся крышкой, в нижней части ячейки вмонтирована пластина с гнездами для двух съемных измерительных элементов, герметично закрывающейся крышкой с верхним патрубком для ввода газовой пробы. Рядом с ячейкой детектирования расположен индикатор работы измерительных элементов, с помощью которого осуществляется управление системой измерения и обработки данных. При этом в качестве двух измерительных элементов используют пьезосенсоры с различными покрытиями на электродах и при этом пьезосенсоры обладают общим алгоритмом обработки их откликов. Техническим результатом является увеличение мобильности и компактности устройства из-за минимальных размеров корпуса с табло и микропроцессором, ячейки детектирования, экспрессность получения информации о содержании и соотношении содержания различных легколетучих компонентов в равновесной газовой фазе, повышение надежности детектирования легколетучих соединений. 2 ил.

 

Изобретение относится к технике проведения экспрессного анализа жидких, твердых пищевых и непищевых продуктов, сточных, природных, питьевых вод, сыпучих и аморфных материалов, для которых необходимо быстро без подготовки пробы в нативном состоянии оценить признак доминирующего состояния, например наличие искусственных добавок, отклонение от нормального состояния при хранении, выраженности патогенных состояний (порча), при загрязнении антропогенными, в том числе токсичными, соединениями в равновесной газовой фазе над малым объемом образца, в том числе во внелабораторных условиях и в режиме «на месте».

В настоящее время рынок анализаторов и детекторов состояния пищевых и непищевых продуктов, сточных, питьевых, природных вод представлен различными по природе функционирования и эксплуатационным характеристикам системами. Принципиально они делятся на системы непрерывного и периодического действия. Системы непрерывного действия малогабаритны, но, как правило, высокоселективны к отдельным газам, а газоанализаторы имеют ограничения по группе определяемых компонентов воздуха, шкала их часто отградуирована в единицах концентраций одного газа, для их устойчивого функционирования необходимы определенные исходные условия (по чистоте или влажности воздуха, нахождения в пространстве или источника питания и т.п.).

Техническая задача изобретения заключается в разработке мобильного устройства для экспресс-оценки состояния жидких, твердых проб, аморфных проб, позволяющего совместить некоторые характеристики датчиков и анализаторов, как то: минимальные размеры, экспрессность получения информации, автономность питания, легкое управление и надежное детектирование легколетучих соединений и соотношения их содержания в равновесной газовой фазе над образцом, свидетельствующие о состоянии объекта, наличии искусственных добавок, отклонении от нормального состояния при хранении, выраженности патогенных состояний (порча), при загрязнении антропогенными, в том числе токсичными, соединениями в равновесной газовой фазе над малым объемом образца, в том числе во внелабораторных условиях и в режиме «на месте» без дополнительных специальных устройств, в универсальности устройства, позволяющего анализировать жидкие, твердые, аморфные объекты.

Для решения технической задачи изобретения предложено мобильное устройство для экспресс-оценки состояния жидких, твердых проб, аморфных проб, включающее корпус, внутри которого расположены микропроцессор, элементы питания, при этом сохраняется возможность его подключения к сети, на передней панели корпуса расположены индикатор питания, табло для вывода информации об измерении, в том числе с надписями «старт, финиш», на верхней панели корпуса вмонтирована ячейка детектирования с герметично закрывающейся крышкой, в нижней части ячейки вмонтирована пластина с гнездами для двух съемных измерительных элементов, герметично закрывающейся крышкой с верхним патрубком для ввода газовой пробы, рядом с ячейкой детектирования расположен индикатор работы измерительных элементов, с помощью которого осуществляется управление системой измерения и обработки данных, при этом в качестве двух измерительных элементов используют пьезосенсоры с различными покрытиями на электродах и при этом пьезосенсоры обладают общим алгоритмом обработки их откликов.

Технический результат изобретения заключается в мобильности и компактности устройства из-за небольших размеров как корпуса с табло и микропроцессором, так и ячейки детектирования, в экспрессности получения информации, автономности питания, в надежном детектировании легколетучих соединений и соотношения их содержания в равновесной газовой фазе над образцом, свидетельствующие о состоянии объекта, наличии искусственных добавок, отклонении от нормального состояния при хранении, выраженности патогенных состояний (порча), при загрязнении антропогенными, в том числе токсичными, соединениями в равновесной газовой фазе над малым объемом образца, в том числе во внелабораторных условиях и в режиме «на месте» без дополнительных специальных устройств, в универсальности устройства, позволяющего анализировать жидкие, твердые, аморфные объекты.

Фиг. 1 - Общий вид миниатюрного устройства:

а) в собранном состоянии;

б) в разрезе крышки ячейки детектирования с измерительными элементами и информацией на табло.

Фиг. 2 - Общий вид устройства для экспресс-оценки состояния при переключении цветового индикатора на верхней панели и выводе информации на табло при: а) исходном состоянии, б) нагрузке равновесной газовой фазой над пробой и выводе результатов измерений на табло, в) итоговом расчете аналитического сигнала и восстановлении состояния измерительных элементов.

Мобильное устройство для экспресс-оценки состояния жидких, твердых, аморфных проб (фиг. 1, 2) состоит из корпуса 1, внутри которого расположены микропроцессор, элементы питания, при этом сохраняется возможность подключения устройства к сети 2, на передней панели корпуса расположены индикатор питания 3, табло 4 для вывода информации об измерении, на верхней панели корпуса смонтирована ячейка детектирования, состоящая из платины 5 с гнездами для двух съемных измерительных элементов 6, герметично закрывающейся крышкой 7 с верхним патрубком 8 для ввода газовой пробы, рядом с ячейкой детектирования расположен индикатор работы измерительных элементов 9, нажатием которого производится управление системой измерения и обработки данных, при этом в качестве двух измерительных элементов используют пьезосенсоры с различными покрытиями на электродах и при этом пьезосенсоры обладают общим алгоритмом обработки их откликов.

Мобильное устройство для экспресс-оценки состояния жидких, твердых, аморфных проб работает следующим образом.

Мобильное устройство приводят в рабочее состояние путем подключения к сети шнуром 2 либо посредством встроенных элементов питания, при этом на передней панели корпуса 1 загорается индикатор питания 3 и табло 4 для вывода информации об измерении, в ячейку детектирования в специальные крепления (гнезда) в пластине 5 на верхней панели корпуса вставляют два измерительных элемента - пьезосенсоры 6 с различными покрытиями на электродах, проявляющих сродство к определенным легколетучим соединениям, закрывают герметичной крышкой 7, с верхним патрубком 8 для ввода газовой пробы, при этом загорается рядом с ячейкой индикатор работы измерительных элементов 9. При этом на табло светится надпись «старт/финиш». Одно нажатие на индикатор 9 переводит систему в режим начала измерения, при этом на табло загорается надпись «СТАРТ», а на второй строчке через пробел исходные отклики каждого измерительного элемента (изменение частоты колебаний (dF) 1-го и 2-го пьезосенсоров): «dF1 0 F2 0» (фиг. 2-а). Для оценки состояния пробы (твердой, жидкой или аморфной) ее помещают в пробоотборник 10 и выдерживают определенное время, далее отбирают шприцем 11 определенный объем равновесной газовой фазы над пробой и вкалывают через патрубок 8 в ячейку детектирования в околосенсорное пространство. При этом легколетучие компоненты равновесной газовой фазы взаимодействуют с пленками на поверхности измерительных элементов 6, что приводит к изменению частоты колебания относительно исходного состояния. После установления равновесия в системе загорается на табло 4 надпись «ФИНИШ» и отклики каждого пьезосенсора: «dF1 10 dF2 30» (фиг. 2-б). Следующее нажатие индикатора 9 выводит на панель аналитическую итоговую информацию - соотношение сигналов пьезосенсоров для равновесного состояния: «dF1/dF2 0.33» (фиг. 2-в). В зависимости от природы пробы и покрытий на измерительных элементах по величине этого аналитического сигнала и прописи (методике) принимают решение о состоянии жидких, твердых, аморфных пищевых и непищевых продуктов, сточных, природных, питьевых вод, сыпучих материалов, например о наличии искусственных добавок, отклонении от нормального состояния при хранении, выраженности патогенных состояний (порча), при загрязнении антропогенными, в том числе токсичными, соединениями. Для восстановления исходного состояния измерительных элементов снимают крышку 7 ячейки детектирования на 10-20 с (фиг. 2-е), после чего ячейка детектирования готова к работе.

Предложенное мобильное устройство для экспресс-оценки состояния жидких, твердых, аморфных проб позволяет:

1) увеличить мобильность и компактность устройства из-за минимальных размеров корпуса с табло и микропроцессором, ячейки детектирования;

2) экспрессно получать информацию о содержании и соотношении содержания различных легколетучих компонентов в равновесной газовой фазе, свидетельствующем о состоянии объекта, наличии искусственных добавок, отклонении от нормального состояния при хранении, выраженности патогенных состояний (порча), при загрязнении антропогенными, в том числе токсичными, соединениями в равновесной газовой фазе над малым объемом образца;

3) упростить управление устройством и оценку нативного состояния образцов, в том числе во внелабораторных условиях и в режиме «на месте» без дополнительных специальных устройств;

4) долго сохранять эксплуатационные характеристики за счет дискретного режима измерения и прекращения нагрузки пьезосенсоров путем снятия крышки ячейки детектирования на воздухе;

5) анализировать различные образцы и пробы за счет быстрой замены измерительных элементов с различными характеристиками (чувствительность, селективность), их различной комбинации и универсального алгоритма отработки результатов.

Мобильное устройство для экспресс-оценки состояния жидких, твердых проб, аморфных проб, включает корпус, внутри которого расположены микропроцессор, элементы питания, при этом сохраняется возможность его подключения к сети, на передней панели корпуса расположены индикатор питания, табло для вывода информации об измерении, в том числе с надписями «старт, финиш», на верхней панели корпуса вмонтирована ячейка детектирования, с герметично закрывающейся крышкой, в нижней части ячейки вмонтирована пластина с гнездами для двух съемных измерительных элементов, герметично закрывающейся крышкой с верхним патрубком для ввода газовой пробы, рядом с ячейкой детектирования расположен индикатор работы измерительных элементов, с помощью которого осуществляется управление системой измерения и обработки данных, при этом в качестве двух измерительных элементов используют пьезосенсоры с различными покрытиями на электродах и при этом пьезосенсоры обладают общим алгоритмом обработки их откликов.



 

Похожие патенты:

Использование: для ультразвуковой диагностики качества кристаллических и электроизоляционных материалов и соединений. Сущность изобретения заключается в том, что в исследуемом материале возбуждают электромагнитные колебания, измеряют тангенс угла диэлектрических потерь tgδ, с учетом которого определяют степень готовности материала, при этом снимают амплитудно-частотную характеристику тангенса угла диэлектрических потерь как без воздействия ультразвуковых колебаний, так и под их воздействием, когда диапазоны частот электрических и ультразвуковых колебаний совпадают, в результате чего в обоих случаях снимают амплитудно-частотную характеристику тангенса угла диэлектрических потерь, а о состоянии материала или клеевого соединения судят по результатам сравнения амплитуды и смещения максимумов tgδ по частоте относительно эталонного, при этом смещение на величину более 50 кГц свидетельствует о непригодности кристаллических и электроизоляционных материалов или неготовности клеевого соединения.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для установления возможности переработки в муку и комбикорма зерна пшеницы, пораженного головней.

Изобретение относится к области аналитической химии, электрохимии и биохимии и касается способа экспресс-анализа комплексообразования амилоида-бета с ионами металлов.

Изобретение относится к области дефектоскопии и может быть использовано для диагностирования оборудования на разных этапах его эксплуатации. Сущность способа основана на измерении параметров отклика электрического сигнала по всей исследуемой зоне и определении экстремумов, характеризующих очаг зарождения разрушения.

Использование: для измерения концентрации газа. Сущность изобретения заключается в том, что устройство измерения концентрации газа содержит: измерительную секцию, выполненную с возможностью измерения концентрации газа на основе выходного сигнала датчика газа; таймерную секцию, выполненную с возможностью измерения времени, истекшего с момента измерения концентрации газа измерительной секцией; и секцию оповещения, выполненную с возможностью выдачи оповещения, в случае, когда датчик газа оказывается изолирован от наружного воздуха, когда измеренное истекшее время меньше заданного времени вентиляции.

Изобретение относится к нанотехнологиям, а именно к области использования графена (мультиграфена) и может найти широкое применение для изготовления датчиков влажности резистивного типа, применяемых в радиотехнике, электронной промышленности, энергетике и сельском хозяйстве.

Использование: для бесконтактного и дистанционного определения толщины плоских диэлектрических материалов. Сущность изобретения заключается в том, что одновременно излучают электромагнитные волны с частотой F1 и частотой в k раз выше kF1 в сторону поверхности диэлектрической пластины по нормали к ней, принимают отраженные волны, вычисляют разность фаз φ1 между принимаемой волной с частотой kF1 и волной с частотой F1, предварительно умноженной на k, после этого одновременно излучают электромагнитные волны с другой частотой F2 и частотой в k раз выше kF2 в сторону поверхности диэлектрической пластины по нормали к ней, принимают отраженные волны, вычисляют разность фаз φ2 между принимаемой волной с частотой kF2 и волной с частотой F2, предварительно умноженной на k, толщину диэлектрической пластины определяют по фазам φ1 и φ2.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к неразрушающим способам контроля качества технологических процессов производства электротехнических изделий. Согласно способу у каждой обмотки измеряют до пропитки и после пропитки электрические параметры, в качестве которых выбраны сопротивления двух фаз соединенной в звезду обмотки.

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано при решении проблемы электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, а также исследованию параметров вторичного излучения различных сред.

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля качества лазерных и оптических кристаллов и может быть использовано при изготовлении и исследовании новых кристаллических материалов.
Наверх