RU211752U1

RU211752U1 - Cell for measuring the electrical conductivity of compacted materials

Info

Publication number: RU211752U1
Application number: RU2022106607U
Authority: RU
Inventors: Артём Александрович Шестаков; Александр Георгиевич Баннов; Максим Викторович Попов; Андрей Евгеньевич Брестер
Filing date: 2022-03-15
Publication date: 2022-06-21

Abstract

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к анализу физических характеристик компактированных материалов, твердых электролитов, и может быть использована для определения основных электрических параметров, например зависимости электрической проводимости компактированного материала от концентрации анализируемого газообразного вещества в выдыхаемом воздухе крупнорогатого скота. Ячейка для измерения электрической проводимости компактированных материалов состоит корпуса и крышки, при этом крышка закреплена к корпусу, в корпусе зафиксированы штуцера ввода и вывода газовых потоков, в центральной части днища корпуса зафиксирован керамический нагреватель, к которому зажимным контактом прижат компактированный образец, при этом в крышке зафиксирован зажим для верхнего контакта. Технический результат – обеспечение возможности получения данных о содержании вредных газообразных веществ в дыхательной системе в динамических условиях.

The utility model relates to measurement technology, namely to the analysis of the physical characteristics of compacted materials, solid electrolytes, and can be used to determine the main electrical parameters, for example, the dependence of the electrical conductivity of the compacted material on the concentration of the analyzed gaseous substance in the exhaled air of cattle. The cell for measuring the electrical conductivity of compacted materials consists of a body and a cover, while the cover is fixed to the body, the inlet and outlet fittings of gas flows are fixed in the body, a ceramic heater is fixed in the central part of the bottom of the body, to which the compacted sample is pressed by a clamping contact, while in the cover the clamp for the top contact is fixed. EFFECT: providing the possibility of obtaining data on the content of harmful gaseous substances in the respiratory system under dynamic conditions.

Description

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к анализу физических характеристик компактированных материалов, твердых электролитов, и может быть использована для определения основных электрических параметров, например, зависимости электрической проводимости компактированного материала от концентрации анализируемого газообразного вещества в выдыхаемом воздухе крупнорогатого скота.The utility model relates to measuring technology, namely to the analysis of the physical characteristics of compacted materials, solid electrolytes, and can be used to determine the main electrical parameters, for example, the dependence of the electrical conductivity of the compacted material on the concentration of the analyzed gaseous substance in the exhaled air of cattle.

Последние полвека сохраняется тенденция высокого роста населения, что приводит к необходимости производить большее количество продуктов питания. Молочные продукты являются одними из наиболее распространённых продуктов мирового потребления. В погоне за высокой производительностью, фермеры прибегают к кормам высокой жирности, что приводит к заболеваниям печени коров, таким как кетоз.Over the past half century, the trend of high population growth has continued, which leads to the need to produce more food. Dairy products are one of the most widely consumed products in the world. In pursuit of high performance, farmers resort to high-fat feed, which leads to cow liver diseases such as ketosis.

Патологоанатомические изменения в печени оцениваются по увеличению или уменьшению массы, величины органа, изменению формы, поверхности, консистенции, цвета, структуры на разрезе. Деструктивные изменения печени приводят к снижению продуктивности молочного скота, рождению маложизнеспособного молодняка и уменьшают сроки эксплуатации животных [Семененко М.П., Зотова Т.А., Кузьминова Е.В., Лысенко А.А., Тяпкина Е.В. Теоретическое и экспериментальное обоснование применения инъекционных гепатопротекторов в профилактике заболеваний у коров // Научный журнал КубГАУ, 2017, № 32 (08), С. 335-345]. Кетоз коров — заболевание, обусловленное нарушениями обмена углеводов, белков и жиров. Характерными признаками кетоза являются снижение уровня глюкозы в плазме крови, а также содержания гликогена в печени, и повышенное образование и выделение кетоновых тел. Болезнь проявляется нарушениями пищеварения и обмена веществ. Ее признаки часто проявляются малосимптоматически (в субклинической форме). Заболевание кетозом наносит хозяйствам большой экономический ущерб. Оно распространено практически во всех странах с развитым животноводством. В некоторых странах от 5% до 10% общего поголовья коров после отела заболевает кетозом. В отдельных стадах число заболевших кетозом коров составляет (20-80)%.Pathological changes in the liver are assessed by an increase or decrease in the mass, size of the organ, a change in shape, surface, consistency, color, structure in the section. Destructive changes in the liver lead to a decrease in the productivity of dairy cattle, the birth of low-viability young animals and reduce the life of animals [Semenenko M.P., Zotova T.A., Kuzminova E.V., Lysenko A.A., Tyapkina E.V. Theoretical and experimental substantiation of the use of injectable hepatoprotectors in the prevention of diseases in cows // Scientific Journal of KubGAU, 2017, No. 32 (08), pp. 335-345]. Ketosis of cows is a disease caused by disorders in the metabolism of carbohydrates, proteins and fats. Characteristic signs of ketosis are a decrease in the level of glucose in the blood plasma, as well as in the content of glycogen in the liver, and an increased formation and excretion of ketone bodies. The disease is manifested by disorders of digestion and metabolism. Its signs are often manifested oligosymptomatically (in a subclinical form). The disease of ketosis causes great economic damage to farms. It is common in almost all countries with developed animal husbandry. In some countries, 5% to 10% of the total cow population becomes ketotic after calving. In some herds, the number of cows with ketosis is (20-80)%.

Поэтому важным вопросом является создание ячейки для определения содержания ацетона в дыхательной системе.Therefore, an important issue is the creation of a cell for determining the content of acetone in the respiratory system.

Известна конструкция ячейки, содержащая корпус с перегородкой и измерительными контактами [патент RU 196427U1 от 2019.12.20, МПК H01L 23/02(2006.01)]. Ячейка имеет корпус, выполненный в виде прямоугольника с использованием горизонтальных выступов в верхней части корпуса и соответствующих пазов в его нижней части. Корпус ячейки выполнен из керамики, получаемой высокоскоростным спеканием. Размещение верхней части корпуса внутри ее нижней части позволяет повысить надежность устройства.A cell design is known, containing a housing with a partition and measuring contacts [patent RU 196427U1 dated 2019.12.20, IPC H01L 23/02(2006.01)]. The cell has a body made in the form of a rectangle using horizontal protrusions in the upper part of the body and corresponding slots in its lower part. The cell body is made of high speed sintered ceramic. Placing the upper part of the case inside its lower part allows to increase the reliability of the device.

Данная конструкция не позволяет работать с компактированными материалами, поскольку ячейка предназначена только для пленок газочувствительных материалов. Кроме того, известная ячейка обладает относительно большими габаритами и сложна в производстве (необходимость спекания керамики для корпуса).This design does not allow working with compacted materials, since the cell is designed only for films of gas-sensitive materials. In addition, the well-known cell has relatively large dimensions and is difficult to manufacture (the need to sinter the ceramic for the body).

Известна конструкция ячейки, которая представляет собой две цилиндрические части, герметично соединенные между собой [Патент RU 2253106С1 от 2004.03.22, МПК G01N 27/12(2006.01)]. Согласно полезной модели, ячейка детектирования, состоящая из термостатируемой реакционной емкости, патрубков ввода и вывода газа-носителя и пробы, реакционная емкость состоит из двух герметично соединенных между собой цилиндрических частей. В верхнюю часть вмонтирован съемный держатель для 25 пьезокварцевых сенсоров и электронное управляющее устройство. В нижнюю часть вмонтированы перфорированная кассета для пробы и воздушный вентилятор. Данная конструкция ячейки позволяет исследовать газообразные, жидкие и порошкообразные продукты, содержащие летучие компоненты.Known design of the cell, which consists of two cylindrical parts, hermetically connected to each other [Patent RU 2253106S1 from 2004.03.22, IPC G01N 27/12(2006.01)]. According to the utility model, a detection cell consisting of a thermostatically controlled reaction vessel, inlet and outlet pipes for the carrier gas and a sample, the reaction vessel consists of two cylindrical parts hermetically connected to each other. A removable holder for 25 piezoelectric sensors and an electronic control device are mounted in the upper part. A perforated sample cassette and an air fan are mounted in the lower part. This cell design makes it possible to study gaseous, liquid and powder products containing volatile components.

Однако данная конструкция не позволяет работать с компактированными материалами, поскольку ячейка предназначена только для пьезокварцевых сенсоров. Кроме того, данная конструкция имеет большие габариты и требует присутствия водяного термостатирования.However, this design does not allow working with compacted materials, since the cell is designed only for piezoelectric sensors. In addition, this design has large dimensions and requires the presence of water temperature control.

Известна ячейка для измерения электрофизических параметров волокнистых материалов, снабженная поперечными канавками для размещения осей шарниров, описание которой приводится в работе [Патент SU 798577A1 от 1979.04.17, МПК G01N 27/12(2006.01)]. Конденсатор, имеющий камеру и плоские электроды, камеру для помещения исследуемого материала, выполненную в виде куба, на диагонально противоположных ребрах которого шарнирно закреплены электроды так, что они могут проворачиваться в пространстве относительно шарнирного соединения на угол 90°.Known cell for measuring the electrical parameters of fibrous materials, provided with transverse grooves to accommodate the hinge axes, which is described in [Patent SU 798577A1 dated 1979.04.17, IPC G01N 27/12(2006.01)]. A capacitor having a chamber and flat electrodes, a chamber for placing the test material, made in the form of a cube, on the diagonally opposite edges of which the electrodes are pivotally fixed so that they can rotate in space relative to the articulated joint at an angle of 90°.

Однако данная конструкция ячейки не позволяет получать данные о содержании вредных газообразных веществ в дыхательной системе в динамических условиях, поскольку данная ячейка представляет собой замкнутый контур.However, this cell design does not allow obtaining data on the content of harmful gaseous substances in the respiratory system under dynamic conditions, since this cell is a closed circuit.

Известна ячейка для измерения электрической проводимости компактированных материалов, являющаяся прототипом предлагаемой полезной модели, описание которой приводится в работе [Патент RU 207289 от 2021.10.21, МПК G01N 27/12(2006.01)]. Ячейка для измерения электрической проводимости компактированных материалов состоит из корпуса и крышки, крышка закреплена к корпусу, в корпусе зафиксированы штуцера ввода и выводы газовых потоков, в центральной части днища корпуса зафиксирован керамический нагреватель, к которому зажимными контактами прижаты компактированный образец, при этом между образцом и поверхностью нагревателя зафиксирован контакт.Known cell for measuring the electrical conductivity of compacted materials, which is the prototype of the proposed utility model, which is described in [Patent RU 207289 dated 2021.10.21, IPC G01N 27/12(2006.01)]. The cell for measuring the electrical conductivity of compacted materials consists of a body and a cover, the cover is fixed to the body, inlet fittings and gas flow outlets are fixed in the body, a ceramic heater is fixed in the central part of the bottom of the body, to which a compacted sample is pressed by clamping contacts, while between the sample and contact is fixed on the heater surface.

Однако данная конструкция крупногабаритная и не позволяет работать с относительно небольшими объемами газа, т.к. возникают проблемы забора образцов выдыхаемого воздуха КРС, возникает потребность работы с небольшим объемом исследуемых образцов.However, this design is large and does not allow working with relatively small volumes of gas, because there are problems of taking samples of the exhaled air of cattle, there is a need to work with a small volume of the studied samples.

Задачей (техническим результатом) предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности получения данных о содержании вредных газообразных веществ в дыхательной системе в динамических условиях.The objective (technical result) of the proposed utility model is to provide the possibility of obtaining data on the content of harmful gaseous substances in the respiratory system under dynamic conditions.

Задача достигается тем, что ячейка для измерения электрической проводимости комапактированнных материалов состоит корпуса и крышки, при этом крышка закреплена к корпусу, в корпусе зафиксированы штуцера ввода и выводы газовых потоков, в центральной части днища корпуса зафиксирован керамический нагреватель, к которому зажимным контактом прижат компактированный образец, при этом в крышке зафиксирован зажим для верхнего контакта.The task is achieved by the fact that the cell for measuring the electrical conductivity of compacted materials consists of a body and a cover, while the cover is fixed to the body, inlet fittings and outlets of gas flows are fixed in the body, a ceramic heater is fixed in the central part of the bottom of the body, to which a compacted sample is pressed by a clamping contact , while a clamp for the upper contact is fixed in the cover.

На чертеже приведена ячейка для измерения электрической проводимости компактированных материалов, состоящая из корпуса (1), крышки (3), штуцера ввода газов (2), зажима для верхнего контакта (4), контактов (5), штуцер вывода газа (6), компактированного образца (7), нагревателя (8).The drawing shows a cell for measuring the electrical conductivity of compacted materials, consisting of a body (1), a cover (3), a gas inlet fitting (2), a clamp for the upper contact (4), contacts (5), a gas outlet fitting (6), compacted sample (7), heater (8).

Ячейка для измерения электрической проводимости компактированнных материалов работает следующим образом. The cell for measuring the electrical conductivity of compacted materials operates as follows.

Смесь газов через шприц поступает в объем ячейки через штуцер ввода газа (2), расположенного в корпусе (1). Далее газовый поток проходит через компактированный образец (7), прижатый контактом (5). Нагреватель (8), расположенный под контактом (5), позволяет проводить дегазацию образцов. Зажим для верхнего электрода (4), расположенный в углублении крышки (3), позволяет использовать компактированные материалы различной высоты. Контакты изготавливаются из металла, имеющего низкое электрическое сопротивление (например, из меди, свинца и пр.) После чего с помощью штуцера вывода газов (6), газовый поток выходит в атмосферу. A mixture of gases through a syringe enters the volume of the cell through the gas inlet fitting (2) located in the housing (1). Next, the gas flow passes through the compacted sample (7), pressed by the contact (5). The heater (8) located under the contact (5) allows degassing of the samples. The clamp for the upper electrode (4), located in the recess of the cover (3), allows the use of compacted materials of various heights. The contacts are made of metal with low electrical resistance (for example, copper, lead, etc.). Then, using the gas outlet fitting (6), the gas flow is released into the atmosphere.

Таким образом, ячейка для измерения электрической проводимости компактированных материалов работает в динамических условиях, поскольку оснащена зажимом для верхнего контакта. Thus, the cell for measuring the electrical conductivity of compacted materials works under dynamic conditions, since it is equipped with a clamp for the top contact.

Claims

A cell for measuring the electrical conductivity of compacted materials, consisting of a body and a lid, the lid is fixed to the body, inlet and outlet fittings of gas flows are fixed in the body, a ceramic heater is fixed in the central part of the bottom of the body, to which a compacted sample is pressed by a clamping contact, between the sample and the surface heater, a contact is fixed, characterized in that a clamp for the upper contact is fixed in the cover.