ИКРОКАЛОРИЛ1ЕТР Советский патент 1971 года по МПК G01K17/08 

Описание патента на изобретение SU306363A1

Изобретение относится к калориметрии, к чаетиоети, к приборам для исследования микротепловьгделений в небольших объемах жидкости преимущественно при изучении биологических объектов, распределенных в жидкой среде (тканевые и клеточные суспензии, взноси бактерий, кровь и т. д.).

Измерение малых тепловыделений в небольших объемах иредставляет значительные трудности, поскольку требуется обеспечивать термостатирование калориметра с высокой степенью точности. Кроме того, для изучения аэробных биологичеоких процессов -необходим нормальный газообмен.

Известны калорилгетры, выполпенные в виде стеклянных сосудов с двойными стенками, пространство между которыми вакуумировано, с введенной в сосуд тепловоспринимаюидей массой. Однако из-за значительных тепловых утечек через пробку эти приборы не обладают необходимой чувствительностью. Кроме того, выход на режим занимает несколько суток.

Цель изобретения - повысить чувствительность калориметра с двойными стенками и снизить требования к термостатированию при сохранении условий, близких к изотермическим, иутем прямого контакта исследуемой системы с термостатирующей жидкостью, окружающей его.

стис выполнено is виде капилляра с ионеречным сечением, обеспечивающим достагочиую для регистрации разность темиератур между 1 сследуемо11 системой и тер.мостатируюпдей средой; калориметрическая камера снибж.епа воронкой с двойны.мп стенками, служащими продолженпем стенок наружного и вкутреннсги сосудов, тореи которой расположен на границе раздела жидкости и газа; калориметрическая камера 1 111нолиоиа с влде стуиенчатого .

На фиг. 1 изображен микрокалори ;етр в разрезе; на фиг. 2 - шкрокалориметр для изучения аэробных процессов; на фш. 3 - ступенчатьп микрокгьюри.метр д.чя из чения аэробных процессов.

Наружная У и внутренняя 2 стенки и.з iaтeрпалг, с пизкой тенлопрозодностыо, на;;риме1 из етекла, образуют между co6oii Г1олость ,j, которая вак ум11руется для обеснечени;; тепловоГ| изоляции |;нут 1сииего пространства 4. Внутреннее ирост К1истпо 4 соединено с окр жающей его тер.мостатирукнце; срсдоП чероззаливочное отверстие ,5, через которое внуТ|1ь нростраиства 4 Г)Ведец датчик 6 температур).

В TON случае, когда цeoбxoди o обеснеч 1гь исследование роцсесов между газо , и Л Дкост к), калориметр 1чес1 ; я камс;; си;и)жастСЯ углубленно: С ДВОГ) ИЬ л: ii СТе)1чЛМИ 7 S (см. фиг. 2 и 3) , Я ЛЯ 0 1и1ли СН Ир.)должснисм стенок 1 II 2. Торец 9 этой воронки делит пространство 4 на две части: заполнен1-ую жидкостью (ниже то:риа) и газам (выше торца).

Через суженное заливочное отверстие осу цеетвляется тепловой контакт исследуемой С11стемь и термостатирующей среды. Разность темиератур между исследуемой системой и термостатируюидей средой прямо иропорцнопальна тепловому иотоку 4ej:ie3 сужение и обратно ироиоринональиа теилоироводности исследуемой системы и илощади поперечного ссчоння сужения.

Указанные конструктивные решения иозволякгг снизить требог5ання к те)мостатиру1още-му устройству кало)иметра, поскольку исследуемая система ирактически полностью теило1 3олпрована от окружающей среды. Амплитуда темнературных колебаний внутри исследуел ОЙ системы будет значительно .меньию ам1 литуды колебания температуры в термостаТ1 рующей ванне. В то же время исследуемая система соприкасается с исремеияизаемой термостатирующей жидкостью через заливочное отверстие, что обеспечивает необходимый теилоотвод и изотермичиость процесса.

Для изучения тенловых nj OHCecoii в системах, содержаидих газ н жидкость (например, аэ1)обпых биологических процессов), калоримет)ическая камера люжет бьггь снабжена двойными стенка гп, являюидимися продолжением стенок сосуда. Воронка углублена Ji сосуд, так что ири зaливкi в нее жидкоети, ироетранство сосуда, расиоложепиое торца юронки, остается занолненым газом. При иогруженин микрокалорпметра в термостатируЮ1ду о жидкость исследуемая система неносредственно контактирует е ией через впутренний канал воронки.

В каждом из )ассмотрениых случаев заливочное отверстие заполнено иеследуемой системой. Термостатируюшая жидкость может проникать внутрь калориметра только иутем диффузии через заливочное отверстие. Однако скорость диффузии чрезвычайно мала, и ирактичееки массообмен между исследуемой системой, заполняющей внутреннее пространство калориметра, и термостатирующей средой отсутствует.

С пелыо возможности анал1ггического расчета температурного поля внутри исследуе.мой системы, а также с нелью образования равио; 1ерного елоя из осажденных биологических частиц (клетки ткани, эритроциты и т. п.) внутренний сосуд выполнен в виде цилиндра с плоским дно.м. Самая высокая темцерату 5а в исследуемой системе наблюдается в месте, наиболее удалеииом от заливочного отверетии. Следовательно, для получения условий, блил.ких к изотермическим, отношение иыеот1)1 толба песледуемой систем к диаметру еосуда не должно вы.ходить за иределы 1:1-; 1:3.

Р1змерение те.мпературы иеследуемой средь: целесообразно проводить у самого диа заливочного отверстня. Для исследования процессов, требующих

значительного объе.ма газа, внутренний сосуд может быть выполнен в виде ступенчатого цилиндра. Цилиндр большего диаметра иснол: зуется как резервуар для газа, а цилиндр меньшего диаметра - для заливки нсследлс

мой системы. В этом случае воронка проходит через внутреннее иространство большего ии.лнндра так, что ее торец раеиолагается иа границе с цилиндром меньшего диа.мет|)а. Ст ценчатая фо).ма позволяет выбрать опт 1мальное соотношение высот1 1 и дпаметра цилиндра, заполняемого иеследуемой жидкостьк:.

Микрокалорн.метр работает еледующ,и.м образом. Внутреннее пространство 4 заполняют с помошьк: шприца нолностыо (см. фиг. 1)

пли для торца 9 (. фиг. 2, 3) и со cpaiinnтельным мнкрокалориметром по1ру кикгг i; тер.мостатнрующую ванну.

Сравнительный микрокалорнметр представляет собой точную рабочего к;;,юри.метра, но заиолнен жидкостью, имеющей теплопроводность, близкую к теилонроводности нсе.тедуемой снстемы, но не выделяющеГ тепло. Тенло, вырабатываемое и ирост1запстве 4 рабочего микрокалориметра, несколько повышает температуру исследуемой еиетемы но сравнению е температурой термостатирующе среды и внутреннего ироетранства сравнительного микрокалорнметра. Измерещк- разности температур иозволяет определить тепловыделеиие в исследуемой еистеме.

П р е д м е т и з о б р е т е и и я

1. Микрокалориметр, еодержащий калориметрическую камеру с двойными степками, прострапство между которыми вакуумироваио, с залпвочпым отверстием, снабженную датчиком температуры, отличающийся тем,

что, с целью повышения чувствительности, заливочное отверстие выполнено в виде капилляра е иоиеречн111м сечением, обеенечииающим достаточную для |;егистрацни разноеть температур между иееледуемой епсте.мой li термоeтaтиpyкJщeй ередой.

2.Микрокалориметр ио и. 1, отличающийся тем, что, с целью изучения теиловых пронеесов i; системах, содержащих газ и жидкость, кало.метрпчеекая камера сиабжепа воронкой с

двойнымн стенками, служащими продолжением стенок наружного и внутреннего сосудов, торец которой расположен на границе раздела жидкости и газа.

3.Микрокалориметр ио п. 2, отличающийся тем, что, с целью увеличения объема, заполняемого газо.м, калориметричеекая камера выполнена в виде ступенчатого цилиидра.

иг /

Похожие патенты SU306363A1

название год авторы номер документа
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ АДИАБАТНЫЙ СКАНИРУЮЩИЙ МИКРОКАЛОРИМЕТР ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ 2008
  • Потехин Сергей Александрович
  • Сенин Александр Андреевич
  • Абдурахманов Николай Нажмудинович
  • Межбурд Евгений Вольфович
RU2364845C1
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ МИКРОКАЛОРИМЕТР 1971
SU317318A1
Дифференциальный сканирующий микрокалориметр 1981
  • Ситнов Александр Александрович
  • Карпенко Валерий Сергеевич
SU1068740A1
Устройство для измерения теплопродукции микроорганизмов при объемном культивировании 1981
  • Лебедев Дмитрий Пантелеймонович
  • Калинин Юрий Тихонович
  • Попов Виктор Георгиевич
  • Геращенко Олег Аркадьевич
SU989420A1
Проточный микрокалориметр 1977
  • Лебедев Дмитрий Пантелеймонович
  • Тарасиков Александр Андреевич
SU1137343A1
Проточный микрокалориметр 1972
  • Корягин Владимир Васильевич
  • Чирков Игорь Михайлович
  • Коновалов Сергей Александрович
SU466406A1
Реакционный сосуд микрокалориметра 1981
  • Спиридонов Валерий Михайлович
  • Осипов Генрих Александрович
  • Фридман Игорь Семенович
  • Шейтельман Борис Исаакович
  • Кондратьев Юрий Васильевич
SU1030672A1
Калориметрическая камера для смешения жидкостей 1979
  • Ержов Юрий Кононович
  • Белоусов Владилен Петрович
SU873089A1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ НА КАПИЛЛЯРНОМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОМ ТИТРАЦИОННОМ КАЛОРИМЕТРЕ 2007
  • Котельников Григорий Владимирович
  • Моисеева Софья Петровна
RU2347201C1
Дифференциальный микрокалориметр 1981
  • Лебедев Дмитрий Пантелеймонович
  • Тарасиков Александр Андреевич
  • Геращенко Олег Аркадьевич
SU1054689A1

Иллюстрации к изобретению SU 306 363 A1

Реферат патента 1971 года ИКРОКАЛОРИЛ1ЕТР

Формула изобретения SU 306 363 A1

SU 306 363 A1

Авторы

Л. А. Пируз А. Розенфельд, И. А. Алсимо Е. М. Бражников

Ордена Ленина Институт Химической Физики

Даты

1971-01-01Публикация