АНАЛИЗАТОР ЖИДКИХ ПРОБ Российский патент 1994 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для обнаружения органических, неорганических веществ и микроорганизмов в вегетативной форме в жидких пробах.

Известно устройство для измерения люминесценции, содержащее стакан для пробирки с жидкой пробой и реактивом, размещенный в светопроницаемом корпусе. Внутри корпуса имеется окно для прохождения света к фотоприемнику, который в процессе замены пробы закрыт затвором для исключения его засветки.

Принцип действия анализатора концентрации микроорганизмов и устройства для измерения люминесценции основан на регистрации свечения анализируемой смеси в момент введения в рабочий реактив анализируемой пробы и преобразования ее в электрический сигнал с последующим его анализом.

Недостатком анализатора концентрации микроорганизмов является невозможность обеспечения в нем статических условий взаимодействия рабочего реактива и анализируемой пробы в момент введения последней в реактив вследствие встряхивания его в момент фиксации подвижного стакана при опускании до упора вниз. Это резко искажает кинетику свечения реакционной смеси, что не позволяет использовать анализатор для определения концентрации микроорганизмов в анализируемой пробе. Кроме того, конструкция подвижного стакана не обеспечивает полной изоляции чувствительного элемента ФЭУ от внешнего света, так как все операции по смене отработанного реактива на свежий и заполнение дозатора анализируемой пробой проводятся при снятой крышке. При этом внешний свет попадает на чувствительный элемент ФЭУ, приводит к быстрому его старению и снижает стабильность показаний.

При возврате подвижного стакана в исходное верхнее положение часть рабочего реактива выплескивается из пробирки и попадает на чувствительный элемент ФЭУ, увеличивая опасность выхода его из строя.

Недостатком устройства для измерения люминесценции является отсутствие дозирующего устройства, позволяющего постоянно вводить анализируемую пробу в реактив и наличие постоянной операции для оператора по закрытию и открытию чувствительного элемента фотодатчика.

Цель изобретения - повышение чувствительности, точности и надежности прибора.

Цель достигается тем, что в анализаторе жидких проб, содержащем реакционную камеру, выполненную в виде корпуса с цилиндрическим гнездом и боковым окном, соединяющим гнездо с наружной поверхностью корпуса, внутри гнезда расположен неподвижный стакан с пробиркой для рабочего реактива и боковым окном, соосным окну гнезда и связывающим полость стакана с полостью гнезда, при этом окно гнезда с наружной стороны корпуса закрыто кварцевым стеклом, а само гнездо сверху закрыто крышкой-дозатором, выполненной с внутренней конической полостью, предназначенной для размещения в ней анализируемой пробы, и осевым отверстием, связывающим полость крышки-дозатора с полостью стакана, фотоэлектронный умножитель, расположенный чувствительным элементом напротив окна и измерительный блок, связанный с фотоэлектронным умножителем. Между стаканом и корпусом помещен затвор цилиндрической формы с поводком и боковым окном, предназначенным для соединения окна стакана с окном гнезда корпуса. С наружной стороны корпуса реакционной камеры размещен запирающий механизм, состоящий из передвигающейся по направляющим в горизонтальной плоскости крышкой, на внутренней стороне которой выполнена резиновая шайба, посредством деформации которой о края крышки-дозатора осуществляется ввод анализируемой пробы в полость стакана и рычажной системы, обеспечивающей связь затвора с крышкой и включающую в себя шарнирно крепящийся к корпусу подпружиненный рычаг, на одной стороне которого имеется вращающееся колесико для обеспечения плавного и надежного контакта рычага с крышкой при передвижении ее в горизонтальной плоскости, а с другой - шарнирно связанный со свободно передвигающимся по имеющемуся на нижней части корпуса пазу сдвигателем. Сдвигатель на противоположном конце имеет окно, куда вставляется поводок затвора, вращение которого вокруг своей оси ограничено штырями-ограничителями.

Конструкция реакционной камеры с неподвижным стаканом, съемной крышкой дозатором, внутренним затвором и запирающим механизмом, выполненным согласно настоящему изобретению, обеспечивают статистические условия взаимодействия рабочего реактива с анализируемой пробой, что позволяет получить и зарегистрировать максимальный аналитический эффект, обеспечивающий высокую чувствительность анализа, а за счет полного предотвращения засветки чувствительного элемента фотоэлектронного умножителя в момент смены отработанного реактива на свежий - точности и надежности измерений, поскольку известно, что эти показатели прямо зависят от степени изоляции фотоэлектронного умножителя от источников внешнего света и стабильности напряжения питания.

На фиг. 1 изображена схема анализатора жидких проб; на фиг. 2 - реакционная камера в продольном разрезе при положении затвора "открыто"; на фиг. 3 - вид снизу на реакционную камеру со снятой нижней крышкой при положении затвора "закрыто".

Анализатор жидких проб содержит (фиг. 1) реакционную камеру 1, фотоэлектронный умножитель 2 и измерительное устройство 3, включающее блок 4 питания, блок 5 усиления и блок 6 вывода данных на внешние регистрирующие устройства.

Реакционная камера 1 (фиг. 2) выполнена в виде корпуса 7 с цилиндрическим гнездом 8, боковым окном 9 и соосной с ним цилиндрической выточкой 10 для крепления фотоэлектронного умножителя 2, а также пазом 11, выполняющим роль направляющей для сдвигателя 12 и штырями-ограничителями 13 и 14, ограничивающими угол поворота поводка 15 затвора 16 сдвигателем 12, окно 9 с наружной стороны закрыто кварцевым стеклом 17 и выполнено с диаметром, равным диаметру чувствительного элемента фотоэлектронного умножителя 2. В гнезде 8 размещены затвор 16 с поводком 15, выполненным в виде ввинчиваемого в нижнюю часть затвора штыря и боковым окном 18, выполненным с диаметром, равным диаметру окна 9 корпуса 7 и стакан 19 с боковым окном 20, выполненным с диаметром, равным диаметру окна 9 корпуса 7. В стакан 19 помещается пробирка 21, выполненная из кварцевого стекла и устанавливаемая на поролоновую прокладку 22. Гнездо 8 корпуса 7 закрыто сверху крышкой-дозатором 23, выполненной с внутренней конической полостью 24, закрываемой фторопластовой прокладкой-воронкой 25, которая защищает металл крышки-дозатора от воздействия агрессивных жидкостей. Воронка 25 имеет осевое отверстие 26, соединяющее полость 24 крышки дозатора 23 с внутренней полостью гнезда 8 корпуса 7 реакционной камеры 1.

Крышка-дозатор 23 закрывается сверху крышкой 27, передвигающейся по направляющим 28 и 29, и имеющей резиновую шайбу 30 на внутренней своей поверхности.

Рычаг 31 связан с крышкой непосредственно с помощью закрепленного на его конце колесика 32, обеспечивающего их плавный и надежный контакт при перемещении крышки 27 по направляющим 28 и 29. На противоположном конце рычага 31 пружиной 33, прикрепленной к плите 34, шарнирно закреплен сдвигатель 12, свободно перемещающийся в пазу 11 на нижней поверхности корпуса 7 реакционной камеры 1. На противоположном конце сдвигатель 12 имеет окно 35, в которое вводится поводок 15 затвора 16. Снизу корпус 7 реакционной камеры 1 закрыт крышкой 36.

Анализатор жидких проб работает следующим образом. При включении анализатора в сеть напряжение с блока питания 4 (фиг. 1) подается на все блоки и фотоэлектронный умножитель 2. Крышка 27 рукой по направляющим 28 и 29 перемещается в крайнее заднее положение для обеспечения доступа к крышке-дозатору 23. При этом благодаря наличию колесика 32 рычаг 31 утапливается под крышку 27 и переводит сдвигатель 12 в крайнее переднее положение, вследствие чего поводком 15 затвор 16 поворачивается до упора в ограничитель 13 (см. фиг. 3) и перекрывает окно 20 стакана 19 и окно 9 корпуса 7, что обеспечивает надежную изоляцию фотоэлектронного умножителя. Снимают крышку-дозатор 23, в полость стакана 19 помещают пробирку 21 со свежим рабочим реактивом, устанавливают крышку-дозатор в исходное положение и в воронку 24 помещают анализируемую пробу. Переводят крышку 27 по направляющим 28 и 29 в переднее крайнее положение. При этом колесико 32 рычага 31 выходит из-под крышки 27 и он пружиной 33 возвращается в свое исходное положение. При этом сдвигатель 12 переводит поводок 15 затвора 16 до упора в ограничитель 14 и окно 18 затвора 16 совмещается с окном 20 стакана 19 и окном 9 корпуса 7. Нажимают на крышку 27 рукой, при этом резиновая шайба 30 деформируется о края крышки-дозатора 23 в результате чего анализируемая проба в виде капли вводится в рабочий реактив в пробирку 21. При наличии в анализируемой пробе неорганических, органических веществ или микроорганизмов реакционная смесь начинает светиться. Свет через прозрачную стенку пробирки 21, окно 20 стакана 19, окно 18 затвора 16, окно 9 корпуса 7 попадает на чувствительный элемент фотоэлектронного умножителя 2, преобразуется в электрический сигнал, который поступает на блок 5 усиления (фиг. 1). Усиленный и стабилизированный сигнал подается на блок 6 вывода данных, который обеспечивает передачу его на внешние устройства регистрации и индикации.

Изобретение найдет применение в микробиологии, медицине, пищевой и легкой промышленности, в лабораториях по контролю качества воздуха, воды и почвы, в сельском хозяйстве. Оно обладает высокими эргономическими свойствами, поскольку процессы изоляции фотоэлектронного умножителя от внешнего света и дозированный ввод анализируемой пробы в рабочий реактив совмещены с переводом крышки 27 в переднее и заднее положение и нажатием на нее рукой. Оператору же оставлены функции замены реактива на свежий и внесение анализируемой пробы в полость 24 крышки-дозатора 23. (56) Патент ЕР N 0272055, кл. G 01 N 21/76, 1988.

Сущность изобретения: анализатор содержит реакционную камеру, в которой происходит свечение рабочего реактива в момент введения в него анализируемой пробы, фотоэлектрический датчик, преобразующий световой сигнал в электрический и измерительное устройство. Внутри гнезда реакционной камеры между стаканом и стенкой корпуса помещен цилиндрический затвор с окном, который поворачивается вокруг оси гнезда реакционной камеры с помощью внешнего рычага и сдвигателя, связанного с закрывающей реакционную камеру сверху крышкой таким образом, что при положении крышки, обеспечивающем оператору доступ к размещенной внутри стакана пробирке с рабочим реактивом, окно затвора смещено относительно окон стакана и корпуса реакционной камеры и, таким образом, свет из полости стакана и корпуса попадает на чувствительный элемент фотоэлектрического датчика. Поступление света на него начинается только после того, как крышка будет переведена в рабочее положение, что сопровождается совмещением окон затвтора, стакана и корпуса реакционной камеры и введения в пробирку с рабочим реактивом анализируемой пробы путем нажатия на крышку и деформации имеющейся на ее внутренней поверхности резиновой шайбы. 3 ил.

АНАЛИЗАТОР ЖИДКИХ ПРОБ, содержащий реакционную камеру в виде корпуса с гнездом и размещенным в нем стаканом для пробирки с рабочим реактивом, затвор, фотоэлектрический датчик, при этом корпус имеет окно, затвор выполнен с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и размещен между окном и датчиком, установленным чувствительным элементом напротив окна, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, чувствительности и надежности анализа за счет дозировки пробы и исключения порчи и нестабильности работы фотоприемника путем полной его светоизоляции во время смены отработанного реактива на свежий при постоянном стабилизированном напряжении питания, он дополнительно содержит крышку-дозатор, выполненную с внутренней конической полостью, закрытой прокладкой-воронкой, клавишу, установленную на направляющих с возможностью перемещения, рычаг и сдвигатель, при этом клавиша соединена с затвором посредством рычага и сдвигателя, а затвор выполнен в виде цилиндра с окном на боковой поверхности, размещенным в гнезде реакционной камеры.