Спосіб вимірювання в’язкості невеликих проб рідин безелектродним методом

Реферат: Спосіб вимірювання в'язкості невеликих проб рідин безелектродним методом включає використання комп'ютеризованого вимірювального комплексу реологічних параметрів рідин з біоінертним капіляром. Також використовують пристрій, який доповнено третьою капсулою з досліджуваною рідиною; еталонну рідину заливають у першу капсулу, яку піднімають відносно другої капсули, причому рідина перетікає у цю капсулу по біоінертному капілярному соленоїду; по проходженні часу для стабілізації значення напруги верхній кінець капіляра виймають із першої капсули з еталонною рідиною і занурюють у третю капсулу з досліджуваною рідиною таким чином, щоб у капіляр ввійшла невелика її проба, після чого занурюють даний кінець капіляра назад у першу капсулу з еталонною рідиною; програмно з часової графічної залежності напруги визначають час входження досліджуваної невеликої проби рідини у капіляр t1 та час її виходу з нього t 2 , додатково в програму вводять значення довжини капіляра lк константи установки С, різницю рівнів рідини у першій та другій капсулах h, для програмного Ch ( t 2  t1 ) розрахунку в'язкості досліджуваної рідини за формулою   . lk UA 120224 U (54) СПОСІБ ВИМІРЮВАННЯ В'ЯЗКОСТІ НЕВЕЛИКИХ ПРОБ РІДИН БЕЗЕЛЕКТРОДНИМ МЕТОДОМ UA 120224 U UA 120224 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі медицини, а саме до способів вимірювання в'язкості невеликих проб рідин, і може бути використана у клінічній лабораторній практиці та наукових дослідженнях для визначення в'язкості біологічних рідин, крові. Сучасні методи та пристрої для визначення в'язкості рідин використовують здебільшого значні об'єми досліджуваної рідини. Розроблений та запатентований комплекс автоматизованого вимірювання електрофізичних та реологічних параметрів електролітів та біологічних рідин (Спосіб автоматизованого вимірювання в'язкості біологічних рідин безелектродним методом: пат. 35766 Україна. № u 2008 02926; заявл. 06.03.08; опубл. 10.10.08, бюл. № 19), який дозволяє визначати в'язкість рідини безелектродним методом під час її протікання у капілярному соленоїді, зокрема, не дає можливості досліджувати в'язкість невеликої проби (краплини) досліджуваної рідини. Тому розробка способів для вимірювання в'язкості невеликої проби досліджуваної рідини є актуальною на сьогоднішній час для клінічних досліджень біологічних рідин та фармацевтично-хімічної промисловості. Аналогом корисної моделі є спосіб вимірювання в'язкості рідин за допомогою капілярного віскозиметра Пуазейля (Гершензон Е.М., Малов Н.Н., Мансуров А.Н. Молекулярная физика: учебное пособие. - М.: Академия, 2000. - 272 с), в якому віскозиметр, який є U-подібною скляною трубкою із широким коліном, що розширюється до низу та другим коліном, що вміщує впаяний всередині капіляр, який закінчується зверху кулькою, яка розширюється до верху, опускають в ємність з досліджуваною рідиною так, щоб її рівень був вище верхньої мітки віскозиметра. Під кулькою і над нею позначені дві мітки, які обмежують певний об'єм. При заповненні віскозиметра (кульки) реєструється час проходження рідини між двома мітками, який пропорційний в'язкості рідини. Недоліком аналогу є відносно великий об'єм досліджуваної рідини, малий діапазон вимірювань, неможливість безперервного вимірювання миттєвих значень в'язкості під час руху рідини в капілярі. Найближчим аналогом корисної моделі вибраний безелектродний спосіб вимірювання в'язкості біологічних рідин включає вимірювання електрофізичних параметрів рідини (Спосіб автоматизованого вимірювання в'язкості біологічних рідин безелектродним методом: пат. 35766 Україна. № u200802926; заявл. 06.03.08; опубл. 10.10.08, бюл. № 19), в якому вимірюють параметри границі двох рідин, що рухаються одна за одною через контур певного об'єму, додатково проводять автоматичну комп'ютерну реєстрацію напруги на виході приладу (вимірювач добротності ВМ-560) та однозначно її переводять у добротність коливального контуру, а вимірювання в'язкості проводять за допомогою комп'ютерної обробки графічної залежності добротності коливального контуру від часу на екрані монітора під час послідовного протікання двох рідин через капілярний соленоїд, включений в індуктивну схему. Недоліком найближчого аналога є відсутність можливості вимірювання в'язкості під час протікання лише однієї рідини. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити спосіб вимірювання в'язкості невеликих проб рідин безелектродним методом шляхом зміни методики, а саме шляхом пропускання невеликої проби досліджуваної рідини на фоні еталонної. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб вимірювання в'язкості невеликих проб рідин безелектродним методом включає використання комп'ютеризованого вимірювального комплексу реологічних параметрів рідин з біоінертним капіляром, відповідно корисній моделі використовують пристрій, який доповнено третьою капсулою з досліджуваною рідиною; еталонну рідину заливають у першу капсулу, яку піднімають відносно другої капсули, причому рідина перетікає у цю капсулу по біоінертному капілярному соленоїду; по проходженні часу стабілізації значення напруги верхній кінець капіляра виймають із першої капсули з еталонною рідиною і занурюють у третю капсулу з досліджуваною рідиною таким чином, щоб у капіляр ввійшла невелика її проба, після чого занурюють даний кінець капіляра назад у першу капсулу з еталонною рідиною; програмно з часової графічної залежності напруги визначають час входження досліджуваної невеликої проби рідини у капіляр t1 та час її виходу з нього t2, додатково в програму вводять значення довжини капіляра Ік константи установки С, різницю рівнів рідини у першій та другій капсулах h, для програмного розрахунку в'язкості досліджуваної Ch ( t 2  t1 ) . рідини за формулою   lk Відмітні ознаки запропонованої корисної моделі від найближчого аналога наведена в наступній таблиці. 1 UA 120224 U Таблиця Порівняння запропонованої корисної моделі та способу-найближчого аналога за ознаками Найближчий аналог Ознаки вимірювальна установка для безелектродного дослідження використовують рідин біоінертний капіляр використовують в'язкість невеликих проб рідин не вимірюють 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель використовують використовують вимірюють Визначення термінів, які використовуються при описі корисної моделі: в'язкість, невеликі проби рідин, безелектродний метод. Теоретичні передумови здійснення корисної моделі. Безелектродні методи дослідження мають ряд переваг перед електродними методами досліджень електрофізичних параметрів рідин, у тому числі при дослідженні особливо чистих рідин. Переваги безелектродного методу вимірювання електрофізичних параметрів рідини під час її протікання у капілярі порівняно із електродним способом найбільш яскраво проявляються при дослідженні протікання невеликої проби досліджуваної рідини на фоні еталонної рідини, оскільки електродний спосіб у цьому випадку є малоефективним. Для підтвердження точності реєстрації часу входження досліджуваної невеликої проби рідини у капіляр та часу її виходу з нього при безелектродному способі було використано електродний спосіб дослідження, як показано на графічному зображенні, на якому наведено представлені часові залежності напруги Uq та струму I під час протікання рідини у капілярному соленоїді, де 1 - електродний спосіб, 2 - безелектродний спосіб. Припинення реєстрації струму електродним способом та початок зміни напруги безелектродним способом свідчать про час входження досліджуваної невеликої проби рідини у капіляр, а початок реєстрації відновленого значення струму при електродному способі та початок стабілізації напруги при безелектродному способі - час її виходу з нього. Спосіб здійснюється наступним чином. Для вимірювання в'язкості невеликих проб рідин безелектродним методом використовують вдосконалений вимірювальний комплекс, зазначений у найближчому аналогу, який доповнено третьою капсулою з досліджуваною рідиною. Еталонну рідину заливають у першу капсулу. Її піднімають відносно другої капсули та фіксують у даному положенні для забезпечення різниці тисків, завдяки якій рідина перетікає у цю капсулу по біоінертному капілярному соленоїду. По проходженні деякого часу, необхідного для стабілізації значення напруги Uq, що вимірюється вольтметром В7-21 на виході вимірювача добротності ВМ-560, який пов'язаний індуктивним зв'язком з вимірювальним коливальним контуром та через вольтметр з інтерфейсним перехідником, що спряжений з комп'ютером, верхній кінець капіляра виймають із першої капсули з еталонною рідиною і занурюють у третю капсулу з досліджуваною рідиною таким чином, щоб у капіляр ввійшла невелика її проба (краплина, довжиною в капілярі 3-5 мм), після чого занурюють даний кінець капіляра назад у першу капсулу з еталонною рідиною. Програмно з часової графічної залежності напруги Uq визначають час входження досліджуваної невеликої проби рідини у капіляр t1 та час її виходу з нього t2. Додатково в програму вводять значення довжини капіляра Ік константи установки С, різницю рівнів рідини у першій та другій капсулах h, для програмного розрахунку в'язкості досліджуваної рідини за формулою: Ch ( t 2  t1 ) .  lk Розраховане значення в'язкості невеликої проби досліджуваної рідини відтворюється на екрані монітора. Приклади використання корисної моделі Перед вимірюванням в'язкості шприцом відбирали біологічну рідину - плазму крові в об'ємі 1 мл та поміщали до третьої капсули. Еталонну рідину - фізрозчин заливали у першу капсулу. Її піднімали відносно другої капсули та фіксували у даному положенні для забезпечення різниці тисків, завдяки якій рідина перетікає у цю капсулу по біоінертному капілярному соленоїду. По проходженні часу t=100 с, при якому спостерігалося стабілізування значення напруги Uq, верхній кінець капіляра виймали із першої 2 UA 120224 U 5 10 капсули з фізрозчином і занурювали у третю капсулу з плазмою крові таким чином, щоб у капіляр ввійшла невелика її проба (краплина), після чого занурювали даний кінець капіляра назад у першу капсулу з фізрозчином. Програмно з часової графічної залежності напруги Uq визначали час входження досліджуваної невеликої проби рідини у капіляр t1 та час її виходу з нього t2. Додатково в 2 програму вводили значення довжини капіляра Ік = 500 мм константи установки С=0,129 мН×с , різницю рівнів рідини у першій та другій капсулах h=2,50 см, для програмного розрахунку в'язкості плазми крові. Розраховане значення в'язкості невеликої проби плазми крові спостерігали на екрані монітора =1,23 мПа×с. Технічний результат. Запропонований спосіб при своєму здійсненні дозволяє ефективно вимірювати в'язкість невеликих проб рідин безелектродним методом та в автоматичному режимі досліджувати і візуалізувати процес протікання через капіляр невеликих проб тих рідин, для яких інші методи непридатні та проводити кількісну оцінку ефективної швидкості та в'язкості даної проби рідини. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Спосіб вимірювання в'язкості невеликих проб рідин безелектродним методом включає використання комп'ютеризованого вимірювального комплексу реологічних параметрів рідин з біоінертним капіляром, який відрізняється тим, що використовують пристрій, який доповнено третьою капсулою з досліджуваною рідиною; еталонну рідину заливають у першу капсулу, яку піднімають відносно другої капсули, причому рідина перетікає у цю капсулу по біоінертному капілярному соленоїду; по проходженні часу для стабілізації значення напруги верхній кінець капіляра виймають із першої капсули з еталонною рідиною і занурюють у третю капсулу з досліджуваною рідиною таким чином, щоб у капіляр ввійшла невелика її проба, після чого занурюють даний кінець капіляра назад у першу капсулу з еталонною рідиною; програмно з часової графічної залежності напруги визначають час входження досліджуваної невеликої проби рідини у капіляр t1 та час її виходу з нього t 2 , додатково в програму вводять значення довжини капіляра lк константи установки С, різницю рівнів рідини у першій та другій капсулах h, 30 для програмного розрахунку в'язкості досліджуваної рідини за формулою   Ch ( t 2  t1 ) . lk Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3