RU2253106C1 - Universal multi-sensor detecting cell - Google Patents
Universal multi-sensor detecting cell Download PDFInfo
- Publication number
- RU2253106C1 RU2253106C1 RU2004108503/28A RU2004108503A RU2253106C1 RU 2253106 C1 RU2253106 C1 RU 2253106C1 RU 2004108503/28 A RU2004108503/28 A RU 2004108503/28A RU 2004108503 A RU2004108503 A RU 2004108503A RU 2253106 C1 RU2253106 C1 RU 2253106C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cell
- sample
- built
- sensor
- reaction tank
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике проведения анализа газовой фазы и может быть использовано при анализе качественных и количественных показателей газообразных, жидких и порошкообразных веществ (например, чая, кофе, табака, табачных изделий).The invention relates to techniques for analyzing the gas phase and can be used in the analysis of qualitative and quantitative indicators of gaseous, liquid and powdery substances (for example, tea, coffee, tobacco, tobacco products).
Известна термостатируемая ячейка детектирования объемом 200 см3 с инжекторным вводом пробы определяемого вещества объемом 10 мкл микрошприцем непосредственно в ячейку [Selective piezoelectric odor sensor using molecularly imprinted polymers. Ji H-S., McNiven S., Ikebukuro K., Karube I. // Anal. Chim. Acta. 1999. V.300. P.93-100]. Сенсор перед проведением измерений выдерживают в потоке азота при расходе 0,2 дм3/мин до стабилизации аналитического сигнала. Затем подачу азота прекращают, в ячейку вводят 10 мкл раствора определяемого вещества и испаряют. Измерения аналитического сигнала прекращают, когда изменение частоты колебаний сенсора не превышает 1 Гц/мин.Known thermostatic detection cell with a volume of 200 cm 3 with injection injection of a sample of the analyte with a volume of 10 μl using a microsyringe directly into the cell [Selective piezoelectric odor sensor using molecularly imprinted polymers. Ji HS., McNiven S., Ikebukuro K., Karube I. // Anal. Chim. Acta. 1999. V.300. P.93-100]. The sensor before measurements is kept in a stream of nitrogen at a flow rate of 0.2 DM 3 / min until the analytical signal is stabilized. Then the nitrogen supply is stopped, 10 μl of the solution of the analyte is introduced into the cell and evaporated. Measurement of the analytical signal is terminated when the change in the oscillation frequency of the sensor does not exceed 1 Hz / min.
Недостатком ячейки является ввод в ячейку малого объема пробы, при котором сигнал сенсора будет на уровне “шумов” либо настолько большой, что приведет к увеличению погрешности при введении пробы микрошприцем, кроме того, недостатком является невозможность анализа твердых и порошкообразных продуктов.The drawback of the cell is the introduction of a small sample volume into the cell, at which the sensor signal will be at the level of “noise” or so large that it will increase the error when the sample is introduced with a microsyringe, in addition, the inability to analyze solid and powder products is impossible.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является ячейка детектирования объемом 500 см3, выполненная из нержавеющей стали, снабженная термостатирующей рубашкой, внешняя сторона которой покрыта теплоизолирующим материалом, состоящая из реакционной емкости, патрубков ввода, вывода воздуха и пробы, пьезокварцевого сенсора, причем крышка с вмонтированным держателем для пьезокварцевого сенсора выполнена из того же материала, а патрубок для непосредственного ввода пробы в реакционную емкость ячейки снабжен силиконовой прокладкой (Патент 2207539, G 01 N 5/02, 27/12. Заявлено 20.06.2002)The closest in technical essence and the achieved effect is a detection cell with a volume of 500 cm 3 made of stainless steel, equipped with a thermostatic jacket, the outer side of which is covered with heat-insulating material, consisting of a reaction vessel, inlet pipes, air and sample outlets, a piezoelectric crystal, and the lid with an integrated holder for the piezoelectric crystal made of the same material, and the nozzle for direct injection of the sample into the reaction vessel of the cell is equipped with silicone howl gasket (Patent 2207539, G 01 N 5/02, 27/12. Declared 06/20/2002)
Недостатками этой ячейки являются невозможность определения нескольких летучих веществ, входящих в состав анализируемого объекта, т.к. имеется только один пьезокварцевый сенсор, длительность установления равновесия из-за наличия градиента концентраций, невозможность определения парциальных давлений веществ, невозможность анализа твердых и порошкообразных веществ.The disadvantages of this cell are the inability to determine several volatile substances that make up the analyzed object, because there is only one piezoelectric crystal sensor, the duration of equilibrium due to the presence of a concentration gradient, the impossibility of determining the partial pressures of substances, the inability to analyze solid and powder substances.
Задачей изобретения является создание универсальной мультисенсорной ячейки детектирования, позволяющей идентифицировать газообразные, жидкие и порошкообразные продукты, содержащие летучие компоненты, получать точную количественную оценку взаимодействия сразу нескольких определяемых веществ (до 25) с селективными сорбентами, нанесенными на электроды пьезокварцевого сенсора, устранить концентрационный градиент внутри ячейки, повысить летучесть определяемых компонентов, т.е. повысить точность анализа за счет создания вакуума внутри ячейки и возможность измерения парциальных давлений компонентов.The objective of the invention is the creation of a universal multisensor detection cell, which allows to identify gaseous, liquid and powder products containing volatile components, to obtain an accurate quantitative assessment of the interaction of several analytes (up to 25) with selective sorbents deposited on the electrodes of the piezoelectric crystal, to eliminate the concentration gradient inside the cell , increase the volatility of the determined components, i.e. to increase the accuracy of the analysis by creating a vacuum inside the cell and the ability to measure the partial pressures of the components.
Поставленная задача достигается тем, что в универсальной мультисенсорной ячейке детектирования, состоящей из термостатируемой реакционной емкости, патрубков ввода и вывода газа-носителя и пробы, новым является то, что 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, воздушный вентилятор.The problem is achieved in that in a universal multi-sensor detection cell, consisting of a thermostatically controlled reaction vessel, inlet and outlet pipes of the carrier gas and sample, the new fact is that the reaction vessel consists of two cylindrical parts hermetically connected to each other; a removable holder for 25 piezoelectric quartz 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.
Схема универсальной мультисенсорной ячейки детектирования представлена на чертеже.The scheme of a universal multisensor detection cell is shown in the drawing.
Технический результат заключается в создании универсальной мультисенсорной ячейки детектирования, позволяющей идентифицировать газообразные, жидкие и порошкообразные продукты, содержащие летучие компоненты, получать точную количественную оценку взаимодействия сразу нескольких определяемых веществ (до 25) с селективными сорбентами, нанесенными на электроды пьезокварцевых сенсоров, устранить концентрационный градиент внутри ячейки, повысить летучесть определяемых компонентов (т.е. повысить точность анализа) за счет создания вакуума внутри ячейки и возможность измерения парциальных давлений компонентов.The technical result consists in the creation of a universal multisensor detection cell, which allows to identify gaseous, liquid and powder products containing volatile components, to obtain an accurate quantitative assessment of the interaction of several analytes (up to 25) with selective sorbents deposited on the electrodes of piezoelectric quartz sensors, to eliminate the concentration gradient inside cells, increase the volatility of the determined components (i.e., increase the accuracy of the analysis) by creating a vacuum inside the cell and the ability to measure partial pressures of the components.
Универсальная мультисенсорная ячейка детектирования объемом 500 см3 состоит из двух цилиндрических частей 1, 2, герметично соединенных между собой через вакуумное соединение 3, снабженных рубашкой для термостатирования 4 с патрубками ввода 5, вывода воздуха (газа-носителя, например, азот) 6, регенерации сенсоров, или для откачки воздуха, воздушного вентилятора 7, позволяющего ускорить выход сенсорной ячейки на рабочий режим и повысить точность измерений, кассеты 8 для пробы 9, съемного держателя 10 для 25 пьезосенсоров 11, соединенного с электронным управляющим устройством 12, расположенным в верхней части ячейки снаружи.A universal multisensor detection cell with a volume of 500 cm 3 consists of two cylindrical parts 1, 2, hermetically connected to each other through a vacuum connection 3, equipped with a jacket for temperature control 4 with nozzles for input 5, air outlet (carrier gas, for example, nitrogen) 6, regeneration sensors, or for pumping air, an air fan 7, which allows to accelerate the output of the sensor cell to the operating mode and increase the accuracy of measurements, cassette 8 for sample 9, a removable holder 10 for 25 piezosensors 11, connected to an electronic the second control device 12 located in the upper part of the cell from the outside.
Универсальная мультисенсорная ячейка детектирования работает следующим образом. В верхнюю часть ячейки помещают предварительно подготовленный держатель с соответствующим комплектом пьезокварцевых сенсоров, которые предварительно выдерживают в потоке осушенного лабораторного воздуха несколько минут до получения стабильного аналитического сигнала, и измеряют показания сенсора (для каждого типа анализируемой пробы подбирается свой набор сорбентов, нанесенных на сенсор). В кассету для пробы помещается навеска определяемого вещества, обе части ячейки герметично соединяют между собой, что позволяет создавать в ней разрежение; включают воздушный вентилятор для удаления концентрационного градиента летучих веществ по всему объему ячейки и термостатирование, а также, если это необходимо, откачивается воздух из ячейки. Секундомером отсчитывают время, по истечении которого сигнал пьезокварцевых сенсоров не изменяется. Разность между сигналами пьезосенсоров до и после контакта с газом-носителем, обогащенным компонентами пробы или самими компонентами, если анализ происходит в вакууме, служит характеристикой качественных и количественных определений. Разъемные части ячейки позволяют легко обслуживать ее (подготовить к новому анализу). После окончания анализа части разъединяют, вынимается съемный держатель с сенсорами, ячейку промывают и просушивают для удаления остатков летучих соединений, вставляется новый держатель сенсоров с соответствующим набором сорбентов. После этого ячейка снова готова к анализу.Universal multi-sensor cell detection works as follows. A pre-prepared holder with an appropriate set of piezoelectric quartz sensors is placed in the upper part of the cell, which is preliminarily held in the flow of dried laboratory air for several minutes until a stable analytical signal is obtained, and the sensor readings are measured (for each type of the analyzed sample, a different set of sorbents applied to the sensor is selected). A sample of the substance to be determined is placed in the sample cassette; both parts of the cell are hermetically connected to each other, which allows creating a vacuum in it; include an air fan to remove the concentration gradient of volatile substances throughout the cell volume and thermostating, and also, if necessary, air is pumped out of the cell. The stopwatch counts the time after which the signal of the piezoelectric sensors does not change. The difference between the signals of the piezosensors before and after contact with a carrier gas enriched in the components of the sample or by the components themselves, if the analysis takes place in a vacuum, is a characteristic of qualitative and quantitative determinations. The detachable parts of the cell make it easy to maintain (prepare for a new analysis). After the analysis is complete, the parts are disconnected, a removable holder with sensors is removed, the cell is washed and dried to remove residual volatile compounds, a new sensor holder with an appropriate set of sorbents is inserted. After that, the cell is ready for analysis again.
Результаты сравнения характеристик предлагаемой сенсорной ячейки с прототипом представлены в таблице.The results of comparing the characteristics of the proposed sensor cell with the prototype are presented in the table.
Таблица. Сравнение характеристик предлагаемой ячейки и прототипа.Table. Comparison of the characteristics of the proposed cell and prototype.
Таким образом, предлагаемая универсальная мультисенсорная ячейка детектирования позволяет:Thus, the proposed universal multisensor detection cell allows you to:
- проводить анализы газообразных, жидких и порошкообразных продуктов, содержащих летучие компоненты (целевые);- carry out analyzes of gaseous, liquid and powder products containing volatile components (target);
- измерять парциальные давления летучих компонентов;- measure the partial pressure of volatile components;
- проводить количественный и качественный анализы летучих компонентов твердой пробы;- conduct quantitative and qualitative analyzes of volatile components of solid samples;
- повысить точность измерений за счет непрерывного перемешивания газовой фазы вентилятором в ячейке (“реактор идеального смешения”);- increase the accuracy of measurements due to the continuous mixing of the gas phase with a fan in the cell (“ideal mixing reactor”);
- предотвратить потери определяемого вещества, поскольку предварительно взвешенная проба твердого вещества помещается непосредственно в ячейку.- prevent the loss of the analyte, since a pre-weighed sample of the solid substance is placed directly in the cell.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004108503/28A RU2253106C1 (en) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | Universal multi-sensor detecting cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004108503/28A RU2253106C1 (en) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | Universal multi-sensor detecting cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2253106C1 true RU2253106C1 (en) | 2005-05-27 |
Family
ID=35824600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004108503/28A RU2253106C1 (en) | 2004-03-22 | 2004-03-22 | Universal multi-sensor detecting cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2253106C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700740C1 (en) * | 2018-11-13 | 2019-09-19 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Device for determination of fuel leaks |
-
2004
- 2004-03-22 RU RU2004108503/28A patent/RU2253106C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700740C1 (en) * | 2018-11-13 | 2019-09-19 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Device for determination of fuel leaks |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6439026B2 (en) | Odor measuring apparatus | |
JP2511062B2 (en) | Gas verification method and device | |
US20040132193A1 (en) | Method of performing calibration and quality control of a sensor and apparatus for performing the method | |
JPS59157557A (en) | Measuring device with at least one sensor | |
US20060196271A1 (en) | Acoustic array analytical system | |
WO1986007150A1 (en) | Apparatus for testing liquids | |
US5712421A (en) | Moisture analyzer | |
US6360584B1 (en) | Devices for measuring gases with odors | |
US4293307A (en) | Method and apparatus for analyzing liquid | |
RU2253106C1 (en) | Universal multi-sensor detecting cell | |
RU2266532C1 (en) | Multi-sensor device for determining quantitative and qualitative factors of tobacco goods | |
WO2004040284A1 (en) | Method of performing calibration and quality control of a sensor and apparatus for performing said method | |
RU2207539C1 (en) | Sensory detector cell | |
US11808745B2 (en) | Gas sampling with controlled humidity | |
EP1099949B1 (en) | Device for measuring gases with odors | |
RU2247367C1 (en) | Sensor detection cell | |
JPH107115A (en) | Negative pressure head space gas analysis method | |
US11009483B2 (en) | Electrochemical measuring cell for measuring the content of chlorine compounds in water | |
RU120227U1 (en) | MULTI-TOUCH SYSTEM FOR DETERMINING VOLATILE COMPONENTS IN AIR FOR THE PRODUCTION OF BUILDING MATERIALS FROM POLYMER COMPOSITES | |
CA3143250C (en) | System and method of measurement and calibration of analyte testing | |
JPH079416B2 (en) | Liquid sample flow analysis method | |
RU2216016C1 (en) | Method detecting hexane in air | |
JPH04343057A (en) | Method for determining quantity of ammonia in solution | |
US7807041B2 (en) | Method for detecting the presence or absence of a gas bubble in an aqueous liquid | |
US7867375B2 (en) | Method for detecting the presence or absence of a gas bubble by dynamic sensor response |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060323 |