SU1635074A1 - Device for sedimentation analysis - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  седиментационного анализа в центробежном или гравитационном пол х с определением зависимости интенсивности излучени  от плотности суспензии. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и повышение точности анализа при последующей загрузке проб без смены седиментационной жидкости Цель достигаетс  тем, что устройство снабжено дополнительно двум  интерпол торами первые входы которых соединены с выходами компараторов , вторые входы - с выходом вычислительного устройства, выходы интерпол торов соединены с вторыми входами компараторов , а выход вычислительного устройства с загрузочным устройством кюветы Конструкци  устройства позвол ет вести анализ частиц в заданном интервале размеров и сокращает более чем на пор док врем  проведени  каждого отдельного анализа 1 илThe invention relates to devices for sedimentation analysis in a centrifugal or gravitational field with the determination of the dependence of the radiation intensity on the density of the suspension. The purpose of the invention is to expand the functionality and improve the accuracy of the analysis during the subsequent loading of samples without changing the sedimentation liquid. the second inputs of the comparators, and the output of the computing device with the loading device of the cuvette. The design of the device allows the analysis of part in a given size range and reduced by more than the order of the time of each separate analysis yl 1

Description

Изобретение относитс  к устройствам дл  седиментационного анализа в центробежном или гравитационном пол х с определением зависимости интенсивности излучени  от плотности суспензии.The invention relates to devices for sedimentation analysis in a centrifugal or gravitational field with the determination of the dependence of the radiation intensity on the density of the suspension.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей и сокращение времени анализа большого числа проб без смены седиментационной жидкости путем интерпол ции порогов срабатывани  компараторов .The purpose of the invention is to expand the functionality and reduce the time for analyzing a large number of samples without changing the sedimentation fluid by interpolating the thresholds of the comparators.

На чертеже приведено устройство дл  седиментационного анализа.The drawing shows a device for sedimentation analysis.

Устройство состоит из кюветы 1, соединенной с загрузочным устройством 2 Кювета 1 в зависимости от типа излучателей 3 (звуковые, световые и т.д.) может быть прозрачной или непрозрачной, В зависимости от метода осаждени  (гравитационный, центробежный) исследуемого материалаThe device consists of a cuvette 1 connected to the charging device 2. The cuvette 1, depending on the type of radiators 3 (sound, light, etc.), may be transparent or opaque. Depending on the deposition method (gravity, centrifugal) of the material under study.

выбираетс  форма (пр моугольна , цилиндрическа ) и размеры кюветы 1 Излучатели 3 могут быть точечными, кольцевыми линейными и расположены как внутри кюветы 1, так и вне ее. Напротив излучателей 3 установлены соответствующие приемники 4. соединенные через усилители 5 с компараторами 6 электрического типа с управл емым эталоном сравнени  Выходы обоих компараторов 6 соединены с входами сравнивающего устройства 7 и с г числитель- ным устройством 8the shape (rectangular, cylindrical) and dimensions of the cuvette 1 are selected. The emitters 3 can be point, ring linear and are located both inside and outside the cell 1. Opposite emitters 3, corresponding receivers 4 are installed. Connected via amplifiers 5 to electric type comparators 6 with a controlled comparison standard. The outputs of both comparators 6 are connected to the inputs of a comparison device 7 and to a numeral device 8.

Вычислительное устройство 8 представл ет собой простейшее устройство, выполн ющее операцию счета по формуле Стокса, например сумматор с соответствующей программой вычислени . Устройство 8 соединено с автоматическим регистратором 9 Выход сравнивающего устройства 7 также соединен с регистратором 9 ПредлаОComputing device 8 is the simplest device that performs the counting operation using the Stokes formula, for example, an adder with an appropriate calculation program. The device 8 is connected to the automatic recorder 9 The output of the comparison device 7 is also connected to the recorder 9

со ел оcoined

4 four

гаемое устройство содержит два интерпол тора 10, выходы которых соединены с управл ющими входами компараторов 6, одни из выходов соединены с выходами компараторов 6, а другие - с выходом вычислительного устройства 8.The device under consideration contains two interpolators 10, the outputs of which are connected to the control inputs of the comparators 6, one of the outputs connected to the outputs of the comparators 6, and the others to the output of the computing device 8.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Перед началом работы в кювету 1 заливают седиментационную жидкость. В рассматриваемом случае выбран центробежный метод осаждени , поэтому кювета 1 имеет возможность вращени  вокруг своей оси. При вращении кюветы 1 седиментаци- онна  жидкость принимает форму коаксиального цилиндра. Анализируема  проба из загрузочного устройства 2 подаетс  в кювету 1 так, что происходит равномерное ее распределение по внутренней поверхности коаксиального цилиндра. Под действием центробежного пол  происходит перемещение частиц пробы от внутренней поверхности коаксиального цилиндра седи- ментационной жидкости до стенки кюветы 1. В устройстве две пары кольцевых излучателей 3 и приемников 4 расположены одна напротив другой так, что световой пучок от излучател  ориентирован строго перпендикул рно направлению движени  частиц. При этом размер развернутого светового пучка должен быть не меньше соответствующего размера кюветы, т.е. световой пучок должен полностью перекрывать сечение кюветы. Действие устройства основано на  влении экстинкции, когда взвешенные в кювете частицы ослабл ют интенсивность пучка света между излучателем 3 и приемником 4. По осаждении частиц среда осветл етс , при этом изменени  освещенности воспринимаютс  приемниками 4, которые преобразуют световые потоки в электрические сигналы по напр жению и передают их усилител м 5. На выходе последних формируютс  два сигнала,сдвинутых по времени , которые принимаютс  компараторами 6. При анализе первой пробы компарато- ры 6 отсекают помехи, вызванные флуктуацией сигналов, поступающих с усилителей 5. С компараторов 6 электрические сигналы, сдвинутые по времени, поступают в сравнивающее устройство 7, которое формирует сигнал рассогласовани . Этот сигнал передаетс  на автоматический регистратор 9, в котором преобразуетс  в цифровой сигнал,  вл ющийс  началом регистрации измерени . Цифровой сигнал, характеризующий сдвиг по времени сигналов приемников 4, поступает с регистратора 9 на вычислительное устройство 8, в котором по формуле Стокса определ етс  максимальна  крупность частиц анализируемой пробы, по значению которой задаетс  значение минимального размера частицы на момент окончани  анализа и периодичность измерени  (из услови  соотношени  размеров частиц, их процентного содержани  и т.д.). По окончании анализа сигнал с вычислительного устройства 8 поступает на регистратор 9 и по нему заканчивают регистрацию измерени . При анализе последующих проб их загружают при помощи устройства 2 в ту же седиментационную жидкость по сигналу вычислительного устройства 8 об окончании регистрации измерени  предыдущей пробы. При загрузке второй пробы с приемников 4 через усилители 5 в компараторы 6 поступают сигналы со сдвигом во времени, харэктеризующие суммарные световые потоки от двух проб. Сигналы с вычислительного устройства 8 об окончании регистрации измерени  дают команду на интерпол торы 10 о прин тии сигнала с выходов сооветствующих компараторов 6, в результате чего на управл ющие входы компараторов 6 выдаютс  сигналы, характеризующие закон прогнозируемого оседани  частиц первой пробы.Before starting work, the sediment liquid is poured into the cuvette 1. In this case, the centrifugal sedimentation method is chosen, therefore the cuvette 1 has the ability to rotate around its axis. When the cuvette 1 is rotated, the sedimentation liquid takes the form of a coaxial cylinder. The sample to be analyzed from the loading device 2 is fed into the cuvette 1 so that it is evenly distributed over the inner surface of the coaxial cylinder. Under the action of a centrifugal field, the sample particles move from the inner surface of the coaxial cylinder of the sublimation fluid to the wall of the cuvette 1. In the device, two pairs of ring emitters 3 and receivers 4 are opposite each other so that the light beam from the radiator is oriented strictly perpendicular to the direction of movement of the particles . In this case, the size of the unwrapped light beam must be not less than the corresponding cell size, i.e. the light beam should completely overlap the cross section of the cuvette. The device is based on extinction when the particles suspended in the cell weaken the intensity of the light beam between the radiator 3 and the receiver 4. After the particles are deposited, the medium is lightened, while the illumination changes are perceived by the receivers 4, which convert the light fluxes into electrical signals by voltage and they are transmitted to amplifiers 5. At the output of the latter, two signals are shifted in time, which are received by the comparators 6. When analyzing the first sample, the comparators 6 cut off the interference caused by fluctuations s signals coming from the amplifier 5. With the comparators 6 electrical signals shifted in time are supplied to a comparator 7 which generates an error signal. This signal is transmitted to an automatic recorder 9, in which it is converted into a digital signal, which is the beginning of the registration of the measurement. A digital signal characterizing the time shift of the signals of the receivers 4 comes from the recorder 9 to the computing device 8, in which the maximum particle size of the analyzed sample is determined using the Stokes formula, the value of which specifies the value of the minimum particle size at the time of the analysis and the frequency of measurements conditions of particle size, percentage, etc.). At the end of the analysis, the signal from the computing device 8 enters the recorder 9 and the measurement registration is completed. When analyzing subsequent samples, they are loaded with the help of device 2 into the same sedimentation liquid at the signal of computing device 8 that the registration of the measurement of the previous sample has finished. When the second sample is loaded from receivers 4 via amplifiers 5, the comparators 6 receive signals with a shift in time characterizing the total light fluxes from two samples. The signals from the computing device 8 about the end of the measurement registration instruct the interpolators 10 to receive the signal from the outputs of the respective comparators 6, as a result of which signals go to the control inputs of the comparators 6 that characterize the law of predicted sedimentation of the particles of the first sample.

Таким образом, с выходов компараторов 6 на сравнивающее устройство 7 поступают сигналы, характеризующие только вторую пробу, т.е. исключаетс  вли ние первой пробы, что обеспечивает достоверность анализа последней пробы.Thus, from the outputs of the comparators 6, signals that characterize only the second sample, i.e. the effect of the first sample is eliminated, which ensures the accuracy of the analysis of the last sample.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  седиментационного анализа, содержащее кювету, загрузочноеThe claims of the device for sedimentation analysis, containing a cuvette, loading устройство кюветы, две пары излучателей и приемников, расположенных с противоположных ее стороны, соединенных через усилители и компараторы с входами сравнивающего устройства, выход которого соединен с автоматическим регистратором, о т- личающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и сокращени  времени анализа большого количества проб при достоверном измере0 нии каждой без смены седиментационной жидкости, оно снабжено двум  интерпол торами , первые входы которых соединены с выходами компараторов, вторые входы соединены с выходом вычислительного уст5 ройства, выходы интерпол торов - с вторыми входами компараторов, и выход вычислительного устройства соединен с загрузочным устройством кюветы.device cuvette, two pairs of emitters and receivers located on its opposite sides, connected through amplifiers and comparators to the inputs of a comparison device, the output of which is connected to an automatic recorder, which is designed to expand the functionality and reduce the analysis time of a large the number of samples with a reliable measurement of each without changing the sedimentation liquid, it is equipped with two interpolators, the first inputs of which are connected to the outputs of the comparators, the second inputs oedineny yield computing ust5 roystva outputs interpolation tori - with the second inputs of the comparators and the output of the computing device is connected to a feeder cell. rr ft (g)ft (g)