Устройство для оценки токсичности жидкостей под давлением

Союз Советски кСоциалистичесиикРеспублик О П И С А Н И Е,щ 945793ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22)Заявлено 23.01.81 (2 ) 320561/23-26 (51)М. Кд. с присоединением заявки Эй О 01 й 33/18 Государственный комитет(23) Приоритет во делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения В.И. Иацкивский, В.Р. Лозанский, Д.В. Савенко., и Г.Г.Поликарпов Всесоюзный научно-исследовательский институт по охране води Ордена Трудового Красного Знамени инстит т биологииюжных морей АН Украинской ССР(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ТОКСИЧНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ Основным недостатком известногоустройства является то, что большая статическая ошибка, обусловленная 2 о тем, что в электроде нет четко ограниченной камеры для образца, приводит к значительным поправкам, которые необходимо учитывать другими методами и приборами. 1Изобретение относится к уст" ройствам для исследования химических свойств веществ, в частности для контроля токсичности сточных вод сбрасываемых в .водные объекты, и может быть использовано в оборотном водоснабжении предприятиями пищевой, фармацевтической, химической и другими отраслями промышленности.Известно устройство, содержащее электрохимический датчик растворенно" го кислорода, герметично соединенной с камерой, имеющей светопроницаемое окно и отверстие для ввода суспензии водорослей и добавок, магнитную мешалку, термостатирующую рубашку, термометр, источник света 1 1.Основным недостатком этого устройства является невозможность проводить анализ под давлением большая динами" ческая ошибка, низкая надежность, невозможность автоматизации измерений и необходимость значительных затрат времени для анализа, что связано с большим объектом камеры, возможнымзагрязнением светопроницаемого окна,содержанием в исследуемой жидкостимикроорганизмов и влияния механичес 5ких примесей в исследуемой жидкости.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту кпредлагаемому является устройство дляоценки токсичности жидкости под давлением, содержащее блок датчика токсичности, включающий электролитичес"кую ячейку и связанный с блоком куль"тивирования тест-объекта, регистоа"ции, подачи контролируемой жидкости 15 и питания 2.Цель изобретения - повышение точности оценки и ее экспрессности,Указанная цель достигается тем,цто блок датчика токсичности дополнительно содержит камеру для тестобъекта и шторку с блоком управления, при этом камера для тест-объектавыполнена в виде цилиндра, боковаяповерхность которого образована прозрачным источником света, верхняя 10торцовая часть " газопроницаемой мембраной с металлическим покрытием, анижняя торцовая часть - металлической сеткой,На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для оценки токсичности под давлением; на фиг. 2функциональная схема устройства, установленного на трубопроводе; нафиг. 3 - общий вид датчика.Устройство для оценки токсичностижидкости под давлением состоит изблока 1 культивирования и подачикультуры тест-объекта, системы 2 подачи контролируемой жидкости, соединенные с регистрирующей аппаратурой 3,имеющей блок 4 электропитания, датчик 5. В корпусе б датчика 5 имеется полость 7 с электрохимическойячейкой 8 растворенного кислорода,которая имеет стержень 9 из изолирующего материала с катодом 10,анод 11, электролит 12 и газопроницаемуЮ мембрану 13. При этом яцейка 8 введена в камеру для тест-объекта 14, которая соединенФ с источ 35ником 15 света и снабжена каналом 16для ввода контролируемой жидкости.Прицем катод 10 закреплен в полостистержня 9 так, что его торец не выхо 40дит из торца стержня 9, а с внешнейстороны стержня 9 установлен анод 11,имеющий контакт с электролитом 12,удерживаемым газопроницаемой мембраной 13.Анод 11 выполнен в виде метал 45лического напыления на диск 17, пооси которого закреплен нижний конецстержня 9, который притерт в местезакрепления в диске 17. Верхний конец стержня установлен с уплотнением 18 на крышке 19. Причем между .крышкой 19 и диском 17 установленос уплотнением контактное кольцо 20.Газопроницаемая мембрана 13 с внешней стороны металлизирована газопроницаемым слоем 21, при. этом черезмембрану 13 нижний конец стержня 9соединен с камерой для тест-объекта 14, Причем последняя снизу ограничена от канала 16 ввода контролируемой жидкости металлической сеткой 22, а канал 16 ввода контролируемой жидкости снабжен управляемой шторкой 23. При этом камера 14 выполнена в виде цилиндра, образующая поверхность которого соединена с ис" точником 15 света, а слой 21 на газопроницаемой мембране 13 и металлическая сетка 22 соединены с блоком 4.Источник 15 света выполнен на базе полупроводникового материала, представляющий собой оптоэлектронный элемент инжекционного типа.Газопроницаемая мембрана 13 установлена на уплотняющем кольце 24, расположенном на диске 17 и зафикси" рованном токопроводящим кольцом 25, имеющим электрическую связь с бло- ком 4. Причем токопроводящее кольцо 25 установлено в уплотняющую обойму 26, выполненную из упругого и мягкого материала, в которой установлен источник 15 света.Металлический слой 21 на газопроницаемой мембране 13 покрыт графитовой смазкой 27.В состав регистрирующей аппаратуры 3 входят усилитель 28 постоянного тока, логический блок 29, блок 30 пи тания источника света, блок 4 электропитания, блок 31 автоматики и прибор 32 вывода информации, Электрохимическая ячейка 8 соединена с усилителем 28 постоянного тока, выход ко" торого соединен с входом логического блока 29, первый выход которого соединен с блоком питания источника 30 све. та, а второй выход соединен с прибо" ром 32 вывода информации. Вход управления логического блока 29 соединен с первым выходом блока 31 автоматики, второй выход которого соединен с блоком 4, а третий выход соединен с насосом 33 прокачки культуры и управляемым клапаном 34, установленными в блоке 1 культивирования и подачи тест- объекта.В корпусе 6 датчика 5 установлен термодатчик 35, выполненный, например, на основе полупроводникового элемента, который соединен с усилителем 28 по" стоянного тока в цепи корректировки. Система 2 подачи контролируемой жид кости включает патрубки: ввода 36 и вывода 37 жидкости, которые введены в трубопровод 38 так, что открытыйторец патрубка ввода 36 жидкости установлен по оси трубопровода 38 переджидкостью 39,а торец патрубка вывода 37 жидкости установлен по оси трубопровода 38 так, что поток жидкости 39 огибает его. Вторые концы обеихпатрубков 36 и 37 образуют систему изкоаксиальных цилиндров 40, у которойвнешний цилиндр соединен по оси с каналом 16 для ввода контролируемой жид 1 окости, а торец внутреннего цилиндране соприкасается с управляемой шторкой 23.Также в блоке 1 культивирования иподачи культуры тест-объекта установлены культиватор 41 и емкость 42 спромывочной жидкостью, которые соединены с управляемым клапаном 34, а вдатчике 5 установлен блок 43 управления шторкой 23. 20Устройство работает следующим образом,Из культиватора 41 в некоторый сосуд вводится культура тест-объекта.В данном примере использовалась 15культура одноклеточных водорослей,которые выполнены из моря в естественных условиях и адаптированные длялабораторных исследований. В.этот сосуд погружается датчик 5. После вклю- зочения блока 31 автоматики на металлизированный слой 21 подается из блока 4 электропитания положительный потенциал, а на металлическую сетку 22 отрицательный, причем разность потенциалов составляет 25 В. Через 5 минэто напряжение необходимо понизитьдо 0,8"1,5 В. После этого управляемаяэрка 23 перекрывает канал 16.вводаконтролируемой жидкости. В таком состоянии датчик 5 опускается на определенную глубину моря, что зависит отпоставленной задачи. По определенному сигналу из блока 31 автоматики,который поступает на блок 43 управленияшторкой 23, которая открывается, включается измерительный тракт устройст"ва, После выдерживания в течение 1015 мин включается источник 15 света.При этом в клетках происходит процессфотосинтеза, т.е. выделение кислородаклетками водорослей, которые, пройдяметаллический слой 21, газопроницае"мую мембрану 13, попадают в прикатод-ную область электрохимической ячей" ки 8. По величине активности фотосинтеза можно судить о степени повреждения клеток, а значит и о степени ток" сичности контролируемой жидкости, Рпыты показали, что чувствительность морского фитопланктона вполне достаточна, чтобы выявить грубые нарушения сброса сточных вод в моря, захоронение радиоактивных отходов и ядохимикатов.После анализа датчик 5 поднимается на судно, где производят промывку камеры для тест-объекта 14 путем подачи обратного напряжения на металлический слой 21 и металлическую сетку 22, а также путем подачи в камеру промывочной жидкости, После заправки устройство снова готово для эксплу" атации.формула изобретенияУстройство для оценки токсичности жидкостей под давлением, содержащее блок датчика токсичности, включающий электролитическую ячейку и связанный с блоками культивирования тест"объек-, та, регистрации, подачи контролируемой жидкости и питания, о т л и ч а" ю щ е е с я тем, что, с целью, повышения точности оценки и ее экспрессности, блок датчика токсичности дополнительно содержит камеру для тест" объекта и шторку с блоком управления, при этом камера для тест-объекта выполнена в виде цилиндра, боковая по" верхность которого образована прозрач ным источником света, верхняя торцовая часть " газопроницаемой мембраной с металлическим покрытием, а нижняя торцовая часть - металлической сеткой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Финаков Г.З. и др, Применениеамперметрического метода для исследования влияния света на кислородныйобмен водных растений, Деп. У 2684-.74АН СССР. Институт биологической физики, г. Пущино, 1974.2, "Прибор и аппаратурадля научного эксперимента". 1971, 42. Г 1,с. 143-146.ВНИИП Тираж Заказ 5323/Подписное