Устройство для автоматического контроля токсичности жидкостей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>950682 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 10 ° 10 ° 80 (21) 2996256/23 26

Р М Кд з с присоединением заявки ¹ (23) ПриоритетС 02 F 1/43

G 05 D 27/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15Р8.82. Бюллетень ¹ 30

Дата опубликования описания 15 ° 08.82

153} УДК 66.012 . 1 (088. 8) ацюк лов сй.йй. (72) Авторы изобретения

В. И. Мацкивский, И. П. Осадчук, М. В. К

В. Г. Мельничук, С. В. Антонов и В. А. Be

Всесоюзный научно-исследовательский инсти (71) Заявитель

hcgig)gpppe. юд (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

ТОКСИЧНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к устройствам для исследования химических свойств веществ, в частности к анализу воды методом биологической индикации, и может быть использовано в оборотном водоснабжении.

Известно устройство для измерения короткоживущих компонент замедленной флоуресценсии, которое включает в себя прозрачную кювету, фосфороскоп, измеритель замедленной флоуресценции, усилитель, самописец или счетчик сигналов, а также источник света (1).

Недостатками этого устройства являются то, что у него имеется большая динамическая ошибка, связанная с загрязнением кюветы, что обуславли вает низкую точность и воспроизводимость, а также низкую достоверность результатов, так как для измерения используется один образец.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для автоматического контроля токсичности жидкостей, содержащее блок детектирования флоуресценсии, преобразователь, вход которого соединен с выходом блока детектирования, и блок культиватора водорослей, подключенный своим входом к выходу преобразователя (2) .

Однако это устройство обладает следующими недостатками: измерение интенсивности замедленной флуоресценции не позволяет с высокой точностью оценивать токсичность, что связано с большой вариацией замедленной флуоресценции от действия случайных факторов; наличие стеклянных камер не позволяет точно измерять интенсивность замедленной флуоресценции, что связано с загрязнением оптических окон; невозможно использовать данное

15 устройство для автоматического контролят образование застойных областей во всех камерах; сильная зависимость замедленной флуоресценции от интенсивности возбуждающего света, которая значительно изменяется, что связано с различной оптической плотностью контролируемой жидкости и требует дополнительных, контрольных измерений, а это увеличивает длительность

25 проведения анализа эа счет того, что необходимо устанавливать идентичные условия.

Пель изобретения — повышение точности работы устройства.

950682 регистратора 29, и интегратор 30 соединенный своим входом с выходом предварительного усилителя 18, а выходом — с входом регистратора 19.

При этом экстрематор 28 и интегратор

30 имеют вторые входы, которые соединены с первым выходом схемы запуска

31Ä второй выход которой связан с ид1. точником 13 возбуждающего света..Вход схемы запуска 31 соединен с первым выходом схемы управления 32, которая установлена в электроннологическом блоке 3. При этом экстрематор 28, дополнительный регистратор 29, интегратор 30, схемы запуска 31 и управления 32 подключены к источнику напряжения 20. Блок 21 подготовки водорослей и блок 1 культиватора снабжены термостатом 33. На канале

7 вывода культуры водорослей установ лен насос 34 подачи культуры, а на канале 23 — насос подачи жидкости 35, Прн этом насос 34 соединен с вторым выходом схемы управления 32, а насос 35 — с третьим выходом схемы управления 32.

Конструктивно камера 27 затемнения, камера 8 засветки, измерительная камера 10, а также. канал 24 подачи смеси, светонепроницаемая трубка 9 и выпускной канал 11 выполнены в виде единой трубки 36 из светопроницаемого, агрессивноустойчивого материала (фиг. 2). При этом камера 27 затемнения выполнена в виде плоской намотки со светонепроницаемым экраном 37 (фиг. 2 и 3). Камера 8 засветки и измерительная камера выполнены в виде плотной намотки в один ряд (фиг. 4) на вал 38 с плоскопараллельными поверхностями (Фиг. 2). При этом с одной стороны такой поверхности установлен источник 13 возбуждающего света, а с другой стороны измеритель 14 замедленной Флуоресценции, а на закругленных поверхностях этого вала 38 обмотка трубкой 36 уплотнена светонепроницаемым материалом 39. При этом число витков намотки определяется из формулы диаметр фотокатода 40

n = диаметр тру кйае

В качестве источника 13 возбуждающего света использованы светодиоды 41 (фиг. 2) с длиной волны возбуждающего света, равной 640-740 нм, которые установлены на каждом витке обмотки (фиг. 4).

Между Фильтром 15 и обмоткой трубки 36 измерительной камерой 10 введена оптическая смазка 42 (Фиг. 2 и 4)

Делитель напряжения 16 (Фиг. 2) выполнен в виде каскадного умножителя, который соединен с низковольтным источником питания 17 (фиг. 5).

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит блок подготовки водорослей, снабженный смесителем с аэратором, осветителем, камерой затемнения и соединенный своим входом с выходом блока 5 культиватора водорослей, а выходом— с входом блока детектирования.

При этом преобразователь выполнен в виде усилителя, интегратора и экстрематора, подключенных к выходу уси- 10 лителя, а также формирователя напряжения возбуждения флуоресценции, связанного с входами блока детектирования.

На фиг. 1 представлена структурная)5 схема устройства для оценки токсичности жидкостей; на Фиг. 2 — блок детектирования с камерой затемнения, разрез по оси ФЭУ; на фиг. 3 — общий вид блока детектирования, вид сверху;g0 на фиг. 4 — сечение -А на фиг. 2 °

Устройство включает блок 1 культиватора, блок 2 детектирования, электронно логический блок 3, блок 4 питания, при этом в блоке 1 культиватора расположен культиватор 5 одноклеточных .водорослей, имеющий патрубок б ввода питательной среды и канал 7 вывода культуры водорослей. В блоке 2 детектирования камера 8 засветки, имеющая световое окно, соединена светонепроницаемой трубкой 9 с измерительной камерой 10, имеющей световое окно и выпускной канал 11, на котором установлен насос 12 прокачки.

При этом камера 8 засветки снабжена источником 13 возбуждающего света, а измерительная камера 10 снабжена измерителем 14 замедленной флуоресценции - Фотоэлектронным умножителем, между которыми установлен светофильтр40

15..Кроме того, измеритель 14 ñîäåðжит делитель 16 напряжения, соединенный с источником питания 17, установ ленным в блоке 4 питания. Вйход измерителя 14 соединен с входом предва- 45 рительного усилителя 18, выход. которого связан с регистратором 19, находящимся в электронно-логическом блоке 3.

Предварительный усилитель 18 и регистратор 19 соедйнены с источником 20 напряжения, находящимся в блоке 4 питания. В блоке 21 подгОтовки водорослей расположен смеситель 22, соединенный с каналом 7 вывода культуры водорослей и имеющий канал 23 ввода контролируемой жидкости и канал 24 подачи смеси. При этом смеситель 22 снабжен аэратором 25 и осветителем 26. Канал 24 подачи смеси соединен, через камеру 27 затемнения 60 с камерой 8 засветки. В электроннологическом блоке 3 установлены экстрематор 28 вход которого соединен с выходом предварительного усилителя 18, а выход — с входом дополнительного 65

950682 на питательной среде или дехлорированной водопроводной воде, так и на контролируемой жидкости. Такой анализ занимает много времени, поэтому используется дифференциальный принцип измерения. Для этого разработана установка 2-х канального типа (фиг. 3).

После проведения анализа весь гидравлический тракт промывается дистиллированной водой, после чего установка выключается.

Предлагаемое устройство довольно сложное по техническому оснащению, однако для работы с ним не требуется высококвалифицированный обслуживающий персонал. Это связано с тем, что для управления на лицевую панель устройства выведено минимальное количество ручек управления, а самое устройство разработано с высокой степенью надежности.

Применение предлагаемого устройства позволит упростить и удешевить стоимость выполнения анализа токсичности сточных вод.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического контроля токсичности жидкостей, содержащее блок детектирования флуоресценции, преобразователь, вход которого соединен с выходом блока детектирования, блок культиватора водорослей, подключенный своим входом к выходу преобразователя, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целъю повышения точности работы устройства, оно дополнительно содержит блок подготовки водорослей, снабженный смесителем с аэратором, осветителем, камерой затемнения и соединенный своим входом с выходом блока культиватора водорослей, а выходом — с входом блока детектирования.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что преобразователь выполнен в виде усилителя, интегратора и экстрематора, подключенных к выходу усилителя, а также формирователя напряжения возбуждения флуоресценции, связанного с входами блока детектирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Экологические аспекты химического и радиоактивного загрязнения водной среды. M., "Пищевая промышленность", 1978, том. XXXIU c. 52-58.

2. Рубин A. Б. Современные методы исследования фотобиологических процессов. М., Изд-во МГУ, 1974, с. 77-82.

Устройство работает следующим образом.

При включении электронно-логическога блока 3 включается насос 34 подачи культуры водорослей и насос 35 подачи жидкости. При этом длительность работы этих насосов задается схемой управления 32. После выдерживания смеси 20 мин в смесителе 22, который освещается с помощью освети-„ теля 26j и азрируется с помощью аэра-1О тора 25, смесь через канал 24 прокачивается с,помощью насоса 12 прокачки, у которого установлена строго постоянная скорость прокачки. Смесь проходит камеру 27 затемнения, кото- 5 рая имеет объем, равный 5 мл, при этом объем определяется длиной трубки 36, помещенной в светонепроницаемый экран 37. Объем камеры 27 затемнения выбран из расчета, чтобы смесь 20 находилась в темноте 15 мин.

После прохождения камеры 27 затемнения смесь водорослей поступает в камеру 8 засветки, где облучается светом от источника 13 возбуждающего света 0,8 с. Это позволяет снова использовать порцию (объем) смеси, у которой полностью затухла замедленная флуоресценция для повторного возбуждения у нее замедленной флуоресцен. ции. Такая особенность позволяет реализовать измерительную камеру 10 и камеру засветки 8 в виде намотанной на вал 38 трубки 36, выполненной из полиэтиленпропилена. Диаметр трубки равен 2 мм (внешний), а внутренний диаметр — 1 мм. Так как использовался в качестве измерителя 14 замедленной флуоресценции фотоэлектронный умножитель с фотокатодом 40, диаметр которого равен 9 мм, то обмотка пред-40 ставляет собой 4 витка, на каждом из которых установлен светодиод источник 13 возбуждающего света.

После прохождения смеси через из-, мерительную камеру 10 она проходит 45 по выпускному каналу 11 на слив. Для возбуждения замедленной флуоресценции использован принцип сканирования величины возбуждающего света. Это осуществляется путем подачи на свето- ® диоды пилообразного напряжения с разверткой 20 с. Это напряжение формируется схемой запуска 31, которая одновременно открывает входные цепи интегратора 30 и экстрематора 28. Результаты измерения одновременно фикси. руются регистраторами 19 и 29, при этом логика всей работы устройства осушествляется схемой управления. ,.Для .оценки относительной токсичности необходимо проводить анализ

60 каК на эталонной жидкости. например, 950682

1Ф

Составитель P. Клейман

Редактор Е. Лазуренко Техред Т.Маточка Корректор С. Шекмар

Заказ 5884/24 Тираж 981 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открктий

113035, Москва, 5-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4