Устройство для определения эвтектических зон замораживаемых растворов Советский патент 1991 года по МПК G01N33/48 

Устройство для определения эвтектических зон замораживаемых раство™ ров относится к медицинскому прибо- ростроению и может использоваться при получении медицинских препаратов и продуктов микробного синтеза.

Цель изобретения - повышение точно сти

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на - конструкция устройства; на фиг.З - гра- фики напряжений блоков устройства.

Устройство содержит холодильную камеру 1 с расположенной в ней плитой 2 и встроенной в нее измерительной кюветой 3, датчик 4 температуры,

блок 5 умножения, соединенный с ре- гкстратором 6, блок 7 управления, датчик 8 теплового потока, сопряженный со стенкой 9 кюветы 3, последовательно соединенные нуль-орган 10, первое поляризованное реле 11, второе поляризованное реле 12, выходом соединенное со вторым входом регистратора 6, датчик 13 сопротивления, через второй блок 14 умножения, соединенный с третьим входом регистратора 6, дифференциатор 15, задатчик 16, соединенный со вторым входом нуль- органа 0, внутренний электрод 17 и внешний электрод, являющийся стенкой 9 кюветы, датчика 13 сопротивления,

N3

ocuOBaime 18 и крышка 19 измеритель- ной кюветы 3 через штифт 20, соединенный с плитой 2

Устройство работает следующим об пазом

Перед началом измерения кювету 3 заполняют жидким раствором исследуе- мого продукта и закрывают крышкой 19, с помощью задатчиков К и Ко в блоки 5 и 14 умножения вводя г значения, со- ответствующие тарировочным коэффи- циентам Блоком 7 управления программ но задают скорость охлаждения плиты 2 в холодильной камепе 1. На элект- роды 17 и 9 от датчика 13 сопротив- ления подают напряжения питания. Устройство готово к работе

В процессе охлаждения с постоянной скоростью исследуемого продукта и кю веты 3 с электродом 17 и датчиком 4 температуры за счет отводимой теплоты к плите 2 через датчик 8 теплового потока (до начала кристаллизации) в последнем возникает термоЭДС, величи- на которой в процессе охлаждения имеет постоянное значение. Зафиксированное значение этой величины устанавливают в задятчике 16. Установка готова к измерению эвтектических зон.

В основу работы устройства положены известные закономерности: при кристаллизации воды происходит выделение теплоты и в момент кристаллизации изменяется величина удельных со- противлении продукта Резкое возрастание величины удельных тепловыделений отвечает началу процесса кристалли- зиции, но замораживание влаги завершается раньше, чем кривая выйдет на О, т«е. на значение с которого произошло резкое возрастание величины удельных тепловыделений при зарождении первых кристаллов льда.

, Величина удельных тепловыделений повышается с появлением первых кристаллов льда, а удельная электропроводность лишь тогда, когда заканчивается образование каркаса из ледяных кристаллов и отсутствует возможность движения электронов между двумя раз- нозаридными электродами по жидкому составляющему. Но мере дальнейшего . охлаждения кристаллы льда увеличиваются в размере, что ледет к увели- чению толщины каркаса и уменьшению объемов карманов с электролитами. При их исчезновении величина удельной электропроводноеги продукта принимает постоянное значение. Именно этот момент и характеризует завершение кристаллизации влаги в продукте, а следовательно и нижнюю температуру эвтектической зоны.

В процессе измерения эвтектических зон при охлаждении кюветы 3, сигнал, возникший в датчике 4 температуры, пройдя через блок 5 умножения, преобразовавшись в конкретную численную величину температуры,поступает на первый вход регистраторов и непрерывно фиксируется. При этом в процессе охлаждения из объема продукта выделяемая теплота с удельной теплоемкостью проходит через датчик 8 тейпового потока к плите 2, при этом в датчике 8 теплового потока возникает термоЭДС, величина которой пропорциональна количеству теплоты, прошедшей через его чувствительные элементы Далее сигнал поступает на первый вход нуль-органа 10. На второй его вход поступает сигнал с за- датчика 16 и поскольку они равны по величине, то сигнал с выхода нуль- органа на входе поляризованного реле 11 отсутствует.

Одновременно с помощью датчика 13 сопротивления измеряют электропроводность исследуемого продукта. При этом сигнал поступает во второй блок 14 умножения, и полученное значение проводимости фиксируется в регистраторе 6. Сигнал, непрерывно поступающий со второго блока 14 умножения, пройдя через дифференциатор 15, поступает на управляющий вход поляризованного реле 11 и при наличии положительной величины открывает его, что обеспечивает в дальнейшем прохождение сигнала с выхода нуль-органа 10 на управляющий вход второго поляризованного реле 12

При достижении в процессе охлаждения точки Тн (начала эвтектической зоны (см. фиг.З а - г), . когда зародились в растворе первые кристаллики льда, значение сигнала увеличивается Если сигнал превышает значение подпорного сигнала с задат- чика 16, то сигнал с выхода нуль- органа 10 поступает через поляризова ное реле 11 на вход второго поляризованного реле 12, и сигнал с блока 5 умножения поступает на третий вход регистратора 6, где и фиксируется начало зоны эвтектики

Прохождение сигнала через второе поляризованное реле 2 продолжается до значения температуры Т в эвтектической зоне

При достижении указанного значе- ния величина электропроводности продукта принимает постоянное значение. При этом на управляющий вход поляри- зованного реле II прекращается по- ступление положительного значения и оно прерывает прохождение сигнала с нуль-органа 10 на вход второго по- ляризованного реле 12, которое в свою очередь прерывает прохождение сигнала с блока 5 умножения на тре- тий вход регистратора 6 (см фиг.З а - г).

Эта температура и является эвтектической зоной данного раствора

Для удобства проведения исследо- ваний регистратор 6 непрерывно фик- сирует изменение температуры продукта и его электропроводности

Формула

зоб

ре тения

1 Устройство для определения эвтектических зон замораживаемых растворов, содержащее холодильную ка1 меру с расположенной в зоне плитой

423916

со встроенной измерительной кюветой, датчик температурь, через блок умножения соединенный с регистратором, и блок управления, оттичающее- с я тем, что, с целью повышения точности, дополнительно содержит датчик теплового потока, сопряженный со стенкой кюветы и последовательно со-

JQ единенный с нуль-органом, первым и вторым поляризованным реле, выходом соединенным со вторым входом регистратора, датчик сопротивления, через второй блок умножения соединенный с

(5 третьим входом регистратора, дифференциатор, выходом подключенный ко второму входу первого поляризованного реле, а входом к выходу второго блока умножения, второй вход второго по-

20 ляризованного реле соединен с выходом первого блока умножения, и задатчик, подключенный ко второму входу нуль- органом.

2Л Устройство по , о т л и -

25 чающееся тем, что кювета содержит внутренний и внешний соосно расположенные электроды датчика сопротивления, датчик теплового потока, сопряженный со стенкой кюветы, осно- ЗС вание и крышку, а через штифт соединена с плитой

Изобретение относится к медико- биологическому оборудованию. Цель изобретения - повышение точности определения эвтектических зон Устрой- ств о содержит холодильную камеру с расположенной в ней плитой 2 и встроенной в нее измерительной кюветой 3. датчик 4 температуры, блок умножения, соединенный с регистратором, блок 7 управления, датчик 8 теплового потока, сопряженный со стенкой 9 кюветы 3, последовательно соединенные нуль- орган, первое и второе поляризованные реле, датчик сопротивления, че- рез второй блок умножения соединенней с третьим входом регистратора, дифференциатор, задатчик, соединенный со вторым входом нуль-органа, внутренний электрод 7 и внешний электрод, являющийся стенкой 9 кюветы 3, основание 18, крышку 19 и штифт 20. Устройство позволяет определять температурные эвтектические зоны и точки исследуемых растворов. 1 J.nn ёглы, 3 ил.

Г