Осмометр Советский патент 1989 года по МПК G01N13/04 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам определения концентрации, и может быть использовано в биологии и медицине для определения концентрации осмотически активных веществ в биологических жидкостях.

Цель изобретения - повышение точности определения концентрации путем снижения ошибок, связанных с градиентом температуры в жидкости в процессе кристаллизации.

На чертеже изображена схема предлагаемого осмометра.

Осмометр содержит измерительную головку 1 с датчиком 2 температуры, установленным на оси съемной кюветы 3 для исследуемой жидкости, укрепленной в держателе 4, охлаждаемую термостатированную камеру 5, в которой установлен нагреватель 6 с малой тепт ловой инерцией, окружающий измерительную головку 1 и не имеющий с ней непосредственного теплового контакт а, систему 7 автоматического регулирования температуры камеры 5, электромагнитный вибратор 8, предназначенный для встряхивания кюветы 3 с исследуемой жидкостью. Камера 5 закрыта теплоизоляционным кожухом 9. Датчик 2 температуры подключен к регистратору 10 температуры. Осмометр также .со- ;держит задатчик II температуры и коммутатор 12. Задатчик II температуры предназначен для установки и автоматического поддержания температуры внутри термостатированной камеры 5 путем подачи напряжения на нагреватель 6. Задатчик 11 температуры работает независимо от системы 7 автоматического регулирования температуры термостатированной камеры 5 и позволяет поддерживать температуру в полости термостатированной камеры 5 более выСП

о:

GO СО

сокой, чем значение температуры самой термостатируемой камеры 5. Коммутатор 12 соединен с вибратором 8 и задатчиком 11 температуры и имеет три положения: первое - когда при подаче напряжения на вибратор 8 напряжение на нагреватель 6 не подается; второе когда в момент подачи напряжения на вибратор 8 одновременно включается и нагреватель 6, который остается вклю ченным и после снятия напряжения с вибратора 8, третье - когда напряжение не подается ни на вибратор, ни на нагреватель.

Кювета 3 имеет дно сферической формы для того, чтобы тепловой контакт с вибратором 8 осуществлялся через малую поверхность и теплообмен с вибратором 8 бьш бы минимальным. Это уменьшает градиенты температуры в исследуемой жидкости и повышает точность измерений.

Осмометр работает следующим образом.

Кювету 3 с исследуемой жидкостью устанавливают в держателе 4, датчик 2 температуры помещают в жидкость и iопускают собранную таким образом го

0

5

0

начало кристаллизации в исследуемой жидкости, что сопровождается резким возрастанием температуры за счет выделения скрытой теплоты кристаллизации. Этот режим работы предлагаемого осмометра соответствует тому режиму, в котором работает известный осмометр, когда его измерительная головка находится в среднем положении. Регистрируют зависимость температуры жидкости от времени. Максимальный подъем на кривой соответствует температуре t кристаллизации исследуемой жидкости. Поскольку в исследуемой жидкости во время измерения существуют температурные градиенты, то значение температуры t кристаллизации будет найдено с некоторой погрешностью. Значение

г

температуры t, можно

25

назвать температурой кристаллизации в первом приближении, Зная численную величину температуры t, устанавливают задатчик 11 температуры в такое положение, при котором он будет поддерживать температуру в термостатируемой камере на 0,1-0,2 С ниже значения температуры t, Снова переводят коммутатор 12 в третье поло

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к устройствам для определения концентрации, и может быть использовано в биологии и медицине для определения концентрации осмотически активных веществ в биологических жидкостях. Целью изобретения является повышение точности определения концентрации путем снижения ошибок, связанных с градиентом температуры. Для этого устанавливают нагреватель в термостатированной камере осмометра вокруг кюветы с исследуемой жидкостью и соединяют его с задатчиком температуры. 1 ил.

ловку 1 в полость камеры 5 так, чтобы30 жение, понижают температуру в полосдно кюветы 3 соприкасалось с вибратором 8, Коммутатор 12 должен быть при (том .установлен в третье положение, а температура в полости камеры 5 должна быть установлена на уровне, который ниже температуры кристаллизации исследуемого раствора.

При работе с растворами физиологических концентраций температура в камере 5 должна быть установлена на уровне -5 + -10°С. Значение этой температуры зависит от вида исследуемого раствора и должно быть найдено в каждом конкретном случае эмпирически.

исходя из того условия, чтобы в раст-45 жидкости переводят коммутатор 12 во

воре при встряхивании при этой температуре начиналась -кристаллизация. - льда. После установки измерительной головки 1 в полость камеры 5 температура жидкости понижается, что регистрируется регистратором 10 температуры. Когда температура исследуемой жидкости опускается ниже точки ее кристаллизации, с помощью коммутатора 12, который переводят в первое положение, включают вибратор 8 для встряхивания жидкости, Задатчик 11 температуры остается при этом выключенным. Встряхиванием инициируется

ти термостатируемой камеры 5 до того значения, которое было установлено там ранее при выключенном задатчике 11 температуры. Кювета 3 с исследуемой жидкостью перед этим должна быть нагрета до температуры полного плавления в ней льда. Для ускорения процесса измерения это делают путем извлечения измерительной головки I из термостатируемой камеры 5, после чего кювету 3 нагревают вне камеры 5, Далее измерительную головку 1 снова погружают в камеру 5 и после достижения необходимого переохлаждения

0

5

второе положение. При этом подается переменное напряжение на вибратор 8 и одновременно включается задатчик 11 температуры, от которого подается напряжение на нагреватель 6, Вибратор 8 работает кратковременно (0,5-2,0 с), после чего переменное напряжение с вибратора снимают, однако задатчик 1 1 температуры и нагреватель 6 остаются включенными. Температура воздуха в термостатируемой камере 5 быстро повышается, однако жидкость в кювете 3 не может нагреваться столь быстро в силу того, что непосредственного теп

5151

левого контакта с нагревателем 6 кювета не имеет. Таким образом, в первый момент жидкость остается переохлажденной и подвергается действию вибрации, что приводит к возникновению кристаллизации. Выделение скрытой теплоты кристаллизации ведет к повышению температуры жидкости, однако кристаллизация протекает значительно медленнее, чем в рассмотренном выше случае, поскольку температура в полости термостатируемой камеры 5 поддерживается на уровне только незначительно ниже температуры кристаллизации жидкости. Таким образом, процесс кристаллизации длится дольше, чем в первом случае, и регистратор 10 температуры регистрирует кривую кристаллизации с .более растянутой во времени горизонтальной частью. Температура tff горизонтальной части кривой соответствует уточненному значению тем9

пературы кристаллизации исследуемой жидкости.

Формула изобретения

Осмометр, содержащий охлаждаемую термостатированную камеру, в которой расположена кювета для исследуемой жидкости с датчиком температуры жидкости, электромагнитный вибратор,

контактирую0щй с кюветой для жидкости, и регистратор температуры, соединенный с датчиком температуры жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения -концентрации путем снижения ошибок, связанных с градиентом температуры в жидкости в процессе кристал- изахщи, осмометр дополнительно содержит нагреватель, установленный в

охлаждаемой термостатир ованной камере вокруг кюветы дл исследуемой жидкости, и задатчик температуры, соединенный с нагревателем.