Дзетаметр

Союз Советскнк Соцналнстнческнх Республикоо 708212 1 Дополнительное к авт 2) Заявлено 28.09.7 1)2533354/18 присоединением заявки М С 01 И 27/ ударственный комитетСССРделам изобретенийи открытийпубликовано 050 180.Бюллетень Ко ия описания 060180 ата опублико(54) ДЗЕТАМЕ е относится к прибоения дзетапотенциала форезом и может быть при обогащении полезх, исследовании почв, химии, медицине, а стке природных и сточой нИэобретенирам для измермикроэлектроиспользовано5 ных ископаемыв коллоиднойтакже при очиных вод.Известен прибор для измерения дзетапотенциала микроэлектрофорезом, включающий в себя электрофоретическую ячейку, состоящую из двух камер с электродами, соединенных прозрачной измерительной трубкой, устройства для заполнения ячейки 15 пробой и слива пробы, источникэлектрического тока, микроскоп с горизонтальной оптической осью,совмещенной с оптической осью осветителя, устройство для измерения 20 удельной электропроводности пробы и секундомер, Дзетапотенциал этим прибором определяется путем измерения скорости движения частиц вэлектрическом поле. Заряженные частицы движутся в измерительной трубке к электроду, имеющему потенциал противоположного знака, Скорость движения частиц находится в прямой зависимости от величины их поверхностного потенциала и потенциала,приложенного к электродам электрофоретической ячейки, Микроскоп сфокусирован в освещенную полость измерительной трубки и в его поле видныдвижущиеся частицы. Измеряя секундомером время движения частиц в полемикро .копа между линиями окулярнойсетки, определяют скорость ее электрофоретического движения и по известнью Формулам определяют величи-.ну дзетопотенциала 11).Недостатками этого прибора являются отсутствие прямой индикации величины дзетапотенциала, осуществление процесса измерения вручную, длительность измерения и возможностьсубъективных ошибок,И зестен дзетаметр, включающийв себя электрофоретическую ячейку,состоящую из двух камер с электродами, соединенных прозрачной трубкисточник постоянного тока, соединеный через контакты с электродами,микроскоп с осветителем, решеткумодулятор, фотоэлектрический детектор, соединенный с усилителем, иэлектронно-вычислительное устройство. Б этом приборе дзетапстенциалопределяется измерением электрофоретической скорости частиц. Свет изоб. рвжения движущихся в электрическом поле частиц, проходя от микроскопа через решетку-модулятор, в виде световых импульсов попадает на Фотоэлектрический детектор, преобразующий световые импульсы в электрические, Усиленные электронным усилителем импульсы попадают на вход электронно-вычислительного устройства, которое по частоте импульсов определяет дзетапотенциал отдельных частиц, взвешенных в пробе (2).Недостатками этого прибора являются измерение дзетапотенциала отдельных частиц взвеси суспензий ма-. лой концентрации, сложность прибора, 15 обусловленная применением неонового лазера в качестве осветителя.Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых концентраций суспенэий при измерении дзетапотенциала 20 и. упрощение конструкции дзетаметра,Это достигается тем, что дзетаметр снабжен измерителем средней ско-, рости течения пробы, соединенным с одной из камер электрофоретической 25 ячейки, выполненным в виде мерной емкости с дополнительным электро.дом и сливного патрубка, программным блоком, соединенным с электродами, микроскопом, Фотоэлектрическим детектором, усилителем и электронно-вычислительным устройством, а также тем, что в качестве осветителя используют галогенную лампу накаливания. 35На чертеже изображена функцио-.нальная схема дзетаметра,Дэетаметр содержит электрофоретическую ячейку 1, включающую в себя. две камеры 2 с электродами 3, 40соединенные прозрачной трубкой 4,устройство заправки пробой, состоящее из сосуда 5 с пробой, соединенного через электромагнитный клапан6 с одной из камер, устройство сменыпробы, состоящее из сосуда 7 сборапробы, соединенного через электромагнитный клапан 8 с той же камерой,Дзетаметр содержит также измерительсредней скорости, содержащий мерную 5 Оемкость 10 с электродом 11 и слив. -ной патрубок 12, источник 13 постоянного электрического тока, соединеннйй с устройствами дзетаметра,микроскоп 14 с осветителем 15 (галогениая лампа накаливания), объективы которых сфокусированы внутрь прозрачной трубки, решетку-модулятор16, установленную на пути прохождения света от микроскопа к фотоэлектрическому детектору 17 усилитель 6018, вход которого соедйнен с фотоэлектрическим детектором, а выходвключен на вход электронно-вычислительного устройства 19, программноеустройство 20, содержащее элементывключения и отключения устройств дзетаметра.Дзетаметр работает следующим образом,Программное устройство 20 автоматически включает клапан 6, из сосуда 5 проба через камеры 2 и трубу 4 поступает в мерную емкость 10, клапан закрывается, излишек пробы иэ емкости 10 сливается через патрубок 12. Открывается клапан 8, проба иэ емкости 10 через камеры 2 трубку 4 и клапан 8 сливается в емкость 7При движении пробы в трубке 4 свет, отраженный от взвешенных в пробе частиц, проходит через микроскоп 14, решетку-модулятор 16 и попадает на Фотодетектор 17 в виде световых импульсов, частота которых пропорциональна скорости движения частиц, Фотодетектор 17 преобразует световые импульсы в электрические, которые после усиления усилителем 18 поступают на вход электронно-вычислительного устройства, которое считает и запоминает количество импульсов и запоминает время счета за интервал времени с момента включения клапана 8 до момента, когда уровень пробы в емкости 10 не опустится ниже электрода 11. При этом электролитическая цепь между электродами 3 и 11 прерывается и программное устройство 20 выдает сигнал на прекращение счета импульсов и времени их счета. Клапан 8 закрывается, на электроды 3 подается напряжение от источника 13 постоянного тока, одновременно включается электронно-вычислительное устройство 19. В трубке 4 взвешенные частицы приходят в электрофоре-тическое движение со скоростью, пропорциональной величине их электрического заряда и величине потенциала на электродах З,устройство 19 считает и запоминает число импульсов при . электрофоретическом движении частиц за время, равное времени счета импульсов при движении частиц со средней скоростью.Гаким образом в устройстве 19 Формйруется результат счета импульсов и время счета импульсов.По этим данным устройство 19 выдает величину дзетапотенциала: ццц"-ццц-,ццэф где- вязкость воды; 6 - расстояние между электродами 3; диэлектрическая постоянная воды; Е - потенциал на электродах Зуэлектрофоретическая скоф рость частиц.Коэффициент К определяется из известной формулы Смолуховского 4 Щ 6 Зоо, (2)эф5) эф и Б ЗО где электрофоретическая скорость9 эф определяется применительно ксхеме предлагаемого дзетаметра извыражения(3) где и - число импульсов, сосчитанное ЭВУ за время Г присредней скорости теченияпробы Чри - число импульсов, сосчитанное за время Ф при электрофоретическом движении частиц,Средняя скорость течения пробы в трубке 4 Чр находится по ФормулеЧ"р- Яф где Ч - объем мерной емкости 10;8 - площадь сечения отверстияв трубке 4,Иэ выражений (4) и (3) получаем После подстановки выражения (5)Ь выражение (2) имеемж 6 Ъоочизф (б)Фср аЕ 9 оп,рКоэффициент К при этом равен4 ЮооЧ (7)Иэ (б) и (7) после подстановки получается элементарное управление 3= Йр"лифзапрограммированное в электроййо-вычислительном устройстве 19,Предложенный дзетаметр по сравнению с известным обеспечивает измерение среднего значения дзетапотенциала дисперсной Фазы суспензий в широком диапазоне концентраций,Формула изобретения 1. Дзетаметр, содержащий электроФоретическую ячейку, состоящую издвух камер с электродами, соединенных прозрачной трубкой, источник постоянного тока, соединенный черезконтакты с электродами, микроскоп сосветителем, решетку-модулятор, фотоэлектрический детектор, соединенный с усилителем, и электронно-вычислительное устройство, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения диапазона измеряемых концентраций суспензий при измерениидзетапотенциала и упрощения конструкции, дзетаметр снабжен измерителем средней. скорости течения пробы,соединенным с одной из камер электрофоретической ячейки, выполненнымв виде мерной емкости с дополнительным электродом и сливного патрубка.2, Дзетаметр по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюускорения измерения, он снабженпрограммным блоком, соединенным сэлектродами, микроскопом, фотоэлектрическим детектором, усилителем иэлектронно-вычислительным устройством,е 3, Дзетаметр по п, 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в качествосветителя используют галогеннуюлампу накаливания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Описание работы дзетаметраФирмы - ОПТОН.2, Патент США 9 3793180,кл. 601 К 27/26, опублик 19.02.197708212 Составитель Г, Винокуроващ - ааааа ннцкая аказ 90 ПП Патент, г. Ужгород, ул, Проектн илиал/47Тираж 10.19БНИИПИ.Государственного кпо делам изобретений и113035 Москва ЖРауш Подписнотета СССРкрытийая наб. д, 45