Устройство для контроля токсичности жидкости Советский патент 1984 года по МПК G01N33/18 

сг ел

4 Иэобратение относится к устройст вам для исследования химических свойств вещества, в частности для контроля токсичности жидкостей, и может быть использовано в водоподготовке в химической, фармацевтичес кой и других отраслей промышленности. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство дл контроля токсичности жидкостей, содержащее измерительную емкость с культурой тест-объекта, снабженную датчиком кислорода, соединенным через усилитель с регистриругацим прибором, термостат, соединенный с измерительной емкостью, насос аэрации, связанньой с сосудом жидкос ти, дозируюций насос контролируемой жидкости и программный блок ij . Недостатками известного устройст ва является длительное время измерения , обусловленное большими объемами емкостей, что вносит дополнительную ошибку в динамическую.погрешность измерения в результате самопроизвольного уменьшения тока датчиков (данное явление характерно для всех, датчиков), Одновременно ошибка обусловлена явлением химичес кого потребления кислорода (ХПК) сточными водами,которое для некото рых категорий сточных вод может достигать 10000 мг/л и более. Кроме этого, в зависимости от соотношения компонентов в контролируемой емкости может изменяться коэффициент мае сопередачи и величина насыщения кис лородом, что приводит к.невоспроизв димым результатам. Устройство обладает низкой чувствительностью, кото рая зависит от степени разбавления и объема емкостей. Кроме того, слож ная пробоподготовка затрудняет возм ность автоматизации измерений. Цель изобретения - повышение точности контроля. Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит последовательно соединенные кул тиватор, насос-дозатор культуры тест-объекта и блок реакционных сосудов, другой вход которого связан с выходом дозирукадего насоса контро лируемой жидкости, последовательно соединенныб( поршневой дозатор, камеру жидкости и смеситель, подключенный другим входом к блоку реакционных сосудов, а выходом - к изме рительной емкости, блок реагентов, редукционный клапан и насос прокачки, установленные на трубопроводах подачи соответствугацих сред в сосуд и камеру жидкости, блок управления и блок пробоподготовки, соединенные с программным блоком, электрически связанньвл с приводами насоса прокачки, насоса-дозатора культуры тестобъекта, дозирующего насоса контролируемой жидкости и насоса аэрации, а также редукционным клапаном, блоком реакционных сосудов и усилителем. I На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит измерительную емкость 1 с культурой тест-объекта, имеющую датчик 2 растворенного кислорода, выход которого соединен через усилитель 3 с регистриругацим прибором 4, термостат 5, соединенный с измерительной емкостью 1, насос 6 аэрации, дозируюций насос 7 контролируемой жидкости и программный блок 8. Кроме того, в него введен, смеситель 9, выход которого соединен с измерительной емкостью 1, а первый вход соединен с блоком 10 реакционных сосудов, к одному из входов которого подсоединен дозирующий насос 7 контролируемой жидкости, к входному патрубку которого подсоединен блок 11 пробопсяготовки. Другой вход блока 10. соединен с насосомдозатором 12 культуры тест-объектаj входной патрубок которого соединен с куль иватором 13. К второму входу смесителя 9 присоединена камера 14 жидкости, соединенная с поршневым дозатором 15. и через редукционч-ый клапан 16 и насос 17 прокачки с сосудом 18 жидкости. При этом последний соединен с блоком 19 реагентов и насосом 6. Причем насосы 6,7, 12 и 17, поршневой дозатор 15, редукционный клапан 1.6, усилитель 3 и блоки 10, 11 и 19 электрически соединены с программным блоком 8, вход которого связан с блоком 20 управления. Предлагаемое устройство работает следующим образом. При включении устройства по сигналу блока 8 происходит программное заполнение, например, десяти сосудов блока 10 реакционных, сосудов контролируемой, жидкостью и культурой тест-объекта, подающихся соответственно, дозирующим насосом 7 из блока 11.пробоподготовки и насосом-дозатором 12 культуры тест-объекта из культиватора 13. Дозирукйдим насосем 7 в блок 10 реакционных сосудов подается, напри-; мер, сточная вода, разбавленная в блоке 11 пробоподготовки водопроводной водой в соотношениях 1:1; 1:2; 1:5; 1:10; 1:20; 1:50; 1:100; 1:200; 1:500; 1:1000. Этим достигается оценка токсичности различных сточных вод и других жидкостей, независимо от степени их воздействия на выбраннЕлй тест-объект и расширяе ся область применения устройства. Насос-дозатор 12 подает во все с суды равные порции культуры тестобъекта из культиватора 13. Культур тест-объекта, приготовленная в куль тиваторе 13, имеет строго одинаковы физиологические характеристики. Так образом, в блоке 10 программно подготавливаются десять сосудов с контролируемой жидкостью, разбавлен ной в указанных соотношениях, в которые введены по программе равные количества культуры тест-объекта с одинаковыми физиологическими характеристиками. Этим достигается высокая точность оценки токсичности жидкостей. Одновременно блок 19 реагентов подает в сосуд 18 жидкости необходи мые реактивы и воду, а насос 6 аэрации барботирует питательную среду в сосуде жидкости до гидростатического насыщения кислородом. Насос 17 прокачки прокачивает питательную среяу через редукционный клапан 16 и каме ру 14 жидкости. Таким образом осуще ствляется подготовка питательной ср ды со строго заданным содержанием кислорода и концентрацией реагентов в питательном субстрате. По сигналу блока 8 управления редукционный клапан 16 перекрывает подачу питательной среды в камеры 1 жидкости и срабатывает поршневой дозатор 15. По капиллярному выходному каналу питательная среда поступае в смеситель 9, где смешивается с приготовленной в реакционном сосуде 10 контролируемой жидкостью, в которую введено определенное количество тест-объекта. За одну подачу питательной среды в смеситель 9 происходит подача контролируемой жидкос ти с культурой тест-объекта от одного сосуда блока реакционных сосудов 10. При этом сначала подается контролируемая жидкость с тест-объек том, разбавленная в соотношении 1:1000. После смааивания в смесителе 9 смесь поступает в измерительную емкость 1, в которой расположен элект рохимический датчик 2 растворенного кислорода. В результате поглощения кислорода тест-объектом содержание кислорода в измерительной ёмкости 1 изменяется от максимального до минимального значения. Эти изменения фиксируются датчиком 2. Выходной сигнал датчика 2 поступает на вход усилителя 3, в котором сигнал постоянного тока усиливается и передается на регистрирукщий прибор 4. Регистрирующий прибор 4 фиксирует и запоминает результаты измерения скорости поглощения кислорода данного измерения. После достижения минимального значения содержания кислорода в измерительной емкости 1 происходит вторая подача питательной среды в смеситель 9, а также контролируемой жидкости с тест-объектом, разбавленной в соотношении 1:5. Таким образом, в смесителе 9 происходит поочередное смешивание питательной среды со строго заданным содержанием кислорода и контролируемой жидкости с тестобъектом с понижающей кратностью ра1бавления, после чего смесь поступает в измерительную емкость 1. Происходит очередное измерение скорости измерения кислорода. Выходной сигнал датчика через усилитель Э поступает на регистрирукщий прибор 4. Такой цикл продолжается, например, десять раз с учетом десяти сосудов контролируемой жидкости с тест-объектом заданного соотнсляения разбавления. В результате измерений получают зависимость скорости изменения кислорода от концентрации токсических воцеств в сточной воде, т.е. дозовую зависимость. О токсичности судят, анализируя полученную дозовую зависимость, и вычисляют величину .токсичности т, например, по формуле ( Г-А, , тах где А - коэффициент, характеризующий используемый тест-объект,, его.организацию, род. вид и т.д.5 KJQ - кратность разбавления сточной воды, при которой скорость дыхания уменьшается на 50% по отношению к эталонной жидкости; ttiax кратность разбавления сточной воды, при которой наблюдается стимуляция дыхательной функции тест-объекта. Для исключения влияния температурных изменений измерительная емкость снабжена термостатом 5, работающим в непрерывном режиме в период измерения. Стабилизация температуры исключает изменения скорости поглощения кислорода тест-объектом, а также изменения диффузионного тока датчика во времени. Блок 20 управления осуществляет сштоматическое управление устройством в зависимости от выбранных режимов измерения. Выходной сигнал устройства, кроме регистрации определягаций токсичность сточных вод, поступает также на вход унифицированной системы контроля для автоматического регулирования Очистными сооружениями сточных вод промышленного предприятия.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОКСИЧНОСТИ жидкости, содержащее измерительную емкость с культурой тест-объекта, снабженную датчиком кислорода, соединенным через усилитель с регистрирующим прибором, термостат, соединенный с измерительной емкостью, насос аэрации, связанный с сосудом жидкости,;.дозирук1ций насос контролируемой жидкости и программный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, оно дополнительно содержит последовательно соединенные культиватор, насос-дозатор культуры тест-объекта и блок реакционных сосудов, другой вход которого связан с выходом дозирующего насоса контролируемой жидкости, последовательно соединенные поршневой дозатор, камеру жидкости и смеситель, подключен ный другим входом к блоку реакционных сосудов, а выходом - к измерительной емкости, блок реагентов, редукционный клапан и насос прокачк,и, установленные на трубопроводах подачи соответствующих сред в сос|уд и камеру жидкости, блок управления и блок пробоподготовки, соединенные с программным блоком, электрически § связанным с приводами насоса прокач(Л ки, насоса-дозатора культуры тестобъекта, дозирунадего насоса контролируемой жидкости и насоса аэрации, а также редукционным клапане, бло;ком реакционных сосудов и усилите- S лем.