Капиллярный кондуктометрический датчик

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 18 ОО 349 1)5 6 01 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ЕНТНОЕ(57) Использов ческих исследо содержит корпу два электрода. Через шайбы стержней с воз ил. ДУКТО ИЧЕ ЫИ ласть физико-химиидких сред. Датчик ллярным каналом и акрыт с двух сторон., т электроды в виде тью перемещения. 1 ание: об ваний ж с с капи Канал з проходл можнос створа;странстгде р- удельно 1- длина м ва; Я - площад.Учитьвая рров капилляро ского размера погрешность иь сечения капил аэброс внутрени неточность при изготовлен мерЕния достиг ляра.их диаметгеомет рицеии датчиков,ает 2 3%,(21) 490015825(71) Всесоюзный научи конструкторскийлабораторной техник(56) Авторское свиде9851237, кл. 6 01 йХазин И.З. и др,нических исследовамедицинскойтехник 9 но-исследовательскийинститут медицинскойиН.В.Ивановательство СССР 27/02, 1981.Кондуктометр для клиний крови//Новостии, Вып. 3, 1981, С.З - 11. Изобретение относится к области физико-химических. исследований жидких сред, в первую очередь биологического происхождения, и может быть использовано для лаборатОрных исследований методом измерения электрических параметров жидкостей (полное сопротивление; активная и : реактивная составляющая) в области медицины для измерения сопротивления с диагностической целью, а также регистрации процессов межфазного разделения жидкостей типа оседания эритроцитов крови. Наиболее близким к изобретению (прототипом) является датчик кондуктометра для клинических исследований, пред.ставляющий собой стеклянный капиллярс впаянными в него концентрическимиэлектродами, включенный в общий кожух из оргстекла.Подобный датчик может использоваться для измерения параметров биожидко-стей, т.к. требуются небольшие объемыжидкости - от десятков микролитров. Серьезным недостатком датчика является малая точность измерения и неудобство в эксплуатации при проведении большого количества исследований, что совершенно необходимо при измеренилх сдиагностическими целями. Невысокая ,точность измерений объясняется тем, что при изготовлении датчиков путем сварки стекла с металлом трудно точно выдержать геометрические размеры датчиков, а параметры датчика (полное сопротивление, активная и реактивная составлл 1 ощие) зависят от его геометрических размеров, например, активное сопротивление датчикай =р -Яе сопротивление ра ежэлектродного проПри эксплуатации подобного датчика существенно осложняется его промывка, так как невозможно достичь полного совпадения внутреннего диаметра капилляра и электродов, в зоне перехода от электрода к капилляру образуются участки, где задеркиваются частицы исследуемой хсидкости, особенно в случае с кровью при ее свертывании, Это также приводит и к снижению тач н асти.Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей датчика, Поставленная цель достигается тем, что датчик выполнен в виде корпуса с капиллярным каналом и двумя электродами, в торцах корпуса установлены шайбы, герметично закрывающие капиллярный канал, а электроды выполнены в виде стержней диаметром, меньшим диаметра капиллярного канала, и проходят через центр каждой шайбы по ее оси, причем по крайней мере один электрод выполнен с возмокнастью перемещения в шайбе вдоль своей оси,Сравнительный анализ показывает, что заявляемый датчик отличается от прототипа наличием новых признаков: датчик представляет собой корпус с капиллярным каналом, в торцах корпуса установлены шайбы, герметично закрывающие капиллярный канал, электроды выполнены в виде стержней диаметром, меньшим диаметра капилляр- ного канала, и проходят через центр каждой шайбы по ее оси, и хотя бы один электрод выполнен с возмокностью перемещения в шайбе вдоль своей оси.Предлагаемая конструкция датчика обеспечивает повышениеточности и расширение его функциональных возможностей.Повышение точности измерения. Недостатком датчика-прототипа является малая точность измерения. Действительно, параметры кондуктометрического датчика зависят от точности его геометрических размеров. Так, активное сопротивление датчикаВ= р -Ягде р - удельное сопротивление;1 - длина мехсэлектродного пространства,8 - площадь сечения капилляра,Поскольку диаметр капилляра имеетразброс при изготовлении и дополнительноискажается в процессе сварки электродовсо стеклом, а также появляется неточностьв размере 1, то погрешность измерения сопротивлений составит 2 - 3%,В предлагаемом датчике влияние разброса величин площади поперечного сече ния 3 и расстояния между электродами 1устраняется с помощью регулировок, т,е, величину отношения 1/Я можно воспроизводить в пределах 0,1-0,2;4,5 10 Расширение функциональных возможностей, При установке датчика в вертикальное положение приобретается чувствительность к измерению процесса оседания эритроцитов, Эта чувствительность обусловлена тем, что частицы, в данном случае эритроциты, оседая на поверхность нижнего электрода, установленного эаподлицо, как бы образуютдополнительный конденсатор между электродом15 и исходной жидкостью. Диэлектрикам дл. этого конденсатора являются сами осевши эритроциты, Поскольку электрические свой ства эритроцитов отличаются от свойств Ф ходной жидкости, то изменяется и обща проводимость датчика, Прототип не имее 1 такой чувствительности, так как электродь 20 его сдвинуты от торцов и могут покрыться оседающими частицами только через длительное время.25 Следует отметить, что применениеобычного (стандартного) капилляра дополнительно облегчает эксплуатацию датчика при регистрации процесса оседания эритроцитов. Стандартный капилляр позволяет 30 легко увязать показания датчика в электрических величинах с общепринятыми показателями оседания эритроцитов в мм/ч, так как в одном и том же капилляре можно регистрировать процесс визуально,35 Изложение позволяет сделать вывод осоответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия".На чертеже представлена конструкция 40 датчика. В капилляре 4 установлены электроды 3 и 5. Каждый электрод снабжен регулировочным элементом (шайбой) 1 и 7, Для предупреждения вытекания жидкости предусмотрены прокладки 2 и б.45 Датчик работает следующим образом.Электроды 3 и 5 вставляются в регулировочные элементы 1 и 7 так, чтобы рабочая часть электрода выступала на заданную длину.Капилляр 4 заполняется исследуемой жид кОстью. Электроды с регулировочными элементами вставляются с торцов в капилляры до упора. После этого датчик вставляется горизонтально в штатив, где осуществляется легкое сжатие всей конструкции и далее 55 производится измерение.Если необходимо осуществить калибровку датчика, то он заполняется растворомс известной проводимостью, а нужная величина постоянной датчика А =1/5 достигается путем небольших перемещений1800349 Таким образом предлагаемый датчик по сравнению с прототипом, обеспечивает повышение точности измерений, расширение функциональных возможностей за счет измерения процесса оседания эритроцитов, Кроме того, значительно упрощается технология изготовления его, так как полностью Составитель А,Баштанов Редактор Техред М.Моргентал Корректор Л,ПилипенкоЗаказ 1160 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва,Ж. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат ГПатент", г. ужгород, ул,Гагарина, 10 электродов с помощью регулировочных элементов (шайб), т,е, регулировкой величины 1, При необходимости измерения скорости оседанияэритроцитовдатчик, заполненный жидкостью, устанавливается вертикально в штатив, нижний электрод устанавливается с помощью регулировочного винта заподлицо с торцевой поверхностью капилляра и производятся измерения. исключен сложный технологический процесс сварки стекла с металлом.Формула изобретения Капиллярный кондуктометрический 5 датчик, содержащий корпус с капиллярнымканалом и два электрода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерений, в торцах корпуса 10 установлены шайбы, герметично закрывающие капиллярный канал, электроды выполнены в виде стержней с диаметром, меньшим диаметра капиллярного канала, и проходят через центр каждой шайбы по ее 15 оси, причем по крайней мере один электродвыполнен с возможностью перемещения в. шайбе вдоль своей оси.