Устройство для контроля жидкости в потоке на наличие механических частиц

Устройство для контроля жидкости в потоке на наличие механических частиц

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

- 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЖИДКОСТИ В ПОТОКЕ НА НАЛИЧИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ЧАСТИЦj содержащее контрольную камеру с отражающей внутренней поверхностью, средство для создания капиллярного потока исследуемой жидкости с прозрачной емкостью в зоне . контроля, расположенной в одном из фокусов отражающей поверхности контрольной камеры, регистрирующую систему с фотоприёмником, установленным в другом ее фокусе, и осветительную систему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля и упрощения устройства , контрольная камера вьтолнена в внде эллиптического цилиндра с основаниями, при этом прозрачная емкость выполнена в виде капиллярной трубки, расположенной параллельно образующей этого цилиндра, а осветительная система размещена вдоль оси трубки. 2. Устройство по It. 1 , с т л и (Л чающееся тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых жидкостей, контрольная камера по крайней мере одно из ее оснований выполнено с возможностью возвратнопоступательног .о перемоцення и фиксации вдоль оси цилиндра

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (I ) ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2851525/24-25 (22) 20.09.79 (46) 23,05.85. Бюл. ll 19 (72) В.Д.Викторов, В.В.Денежкии, В. И.Евстратов, Г.С.Орлов и Н.А.Филипин (71) Ленинградское научно-производственное объединение технологического оборудования по производству готовых лекарственных средств "Прогресс" (53) 55).508(088.8) (56) 1. Патент Франции 11 2175395, кл. G 01 N 15/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

У 486251, кл. 6 О1 М 15/00, 1975 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ЖИДКОСТИ В ПОТОКЕ НА НАЛИЧИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ЧАСТИЦ, содержащее контрольную камеру с отражающей внутренней поверхностью, средство для создания капиллярного потока исследуемой жидкости с прозрачной емкостью в зоне . контроля, расположенной в одном иэ

4(5!) С 01 N 21/85, 15/00 фокусов отражающей поверхности контрольной камеры, регистрирующую систему с фотоприемником, установленным в другом ее фокусе, и осветительную систему, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности контроля и -упрощения устройства, контрольная камера выполнена в виде эллиптического цилиндра с основаниями, при этом прозрачная емкость выполнена в виде капиллярной трубки, расположенной параллельно образующей этого цилиндра, а осветительная система размещена вдоль оси трубки.

2. Устройство ло d. 1 с т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона исследуемых жидкостей, контрольная камера— ло крайней мере одно из ее оснований выполнено с возможностью возвратнопоступательного перемещения и фикса-. ции вдоль оси цилиндра.

l 157419

Изобретение относится к контролю частоты лекарственных средств, например инъекционных растворов, и может найти применение в производстве жидких продуктов, к чистоте которых S предъявляются повышенные требования, например, для инъекционных растворов в фармацевтической, витаминной и других отраслях промышленности.

Известен спектрометрдля измерений 1р размеров частиц, содержащий контрольную камеру с внутренней поверхностью, выполненной в форме шара Ульбрихта и имеющую отверстия для входа и выхода исследуемойжидкости исветового потока, а также каналы для подвода отфильтрованного воздуха для сохранения капиллярности жидкости в зоне контроля, экран, .задерживающий прохо*дение прямого светового потока 20 осветительную систему, установленную перед камерой перпендикулярно потоку жидкости, регистрирующую систему с фотоэлектронным умножителем„ прозрачный капиллярный туб, диаметр которого уменьшается в районе зоны контроля, служащий.. для ввода исследуемой жидкости и отфильтрованной (эталонной), и второй прозрачный капиллярный туб, q воронкой для вывода исследуемой жидкости (Ц, Однако при использовании устройстsa оценка величины инородных тел, содержащихся в контролируемой жидкости, достаточно сложна и ненадежна в связи с необходимостью наполнения З5 контрольной камеры той же жидкостью, что и контролируемая, но предварительно тщательно отфильтрованной.

Чувствительность и надежность обнаружения инородных тел недостаточно высока, так как наличие экрана препятствует прохождению к светоприемнику прямого светового потока, рассеянного инородными частицами, а также вводит дополнительные погрешности иэ-за отражений световых потоков от самого экрана и деталей его крепления. Кроме того, имеются потери лучистой энергии вследствие экранирования световоспринимающей поверхности фотоприемника, которая не вписывается во внутреннюю поверх" ность сферы.

Возможно появление ошибок из-sa образования брызг на участке зоны контроля при входе раствора в воронку, которые фиксируются как инородные тела.

Невозможна длительная эксплуатация спектрометра в производствнных условиях, так как сфера контрольной камеры изнутри покрывается -толстым (2,5-3,0 мм) слоем накопленной окиси магния, обладающим наилучшими фотометрическими свойствами, но механически очень непрочным.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является устройство для контроля жидкости в потоке на наличие механических частиц, содержащее контрольную камеру с отражающей внутренней поверхностью, средство для создания капиллярного потока исследуемой жипкости с прозрачной емкостью в зоне контроля, расположенной в одном иэ фокусов отражающей поверхности контрольной камеры, регистрирующую систему с фотоприемником, установленным в другом ее фокусе, и осветительную систему.

При этом осветительная система и рабочая поверхность фотоприемника размещены соосно большой оси симметрии контрольной камеры, а для экранирования прямого воздействия излучения на рабочую поверхность фотоприемника устройство снабжено гасителем излучения конической формы t 2) .

В известном устройстве, таким образом, несколько снижены потери лучистой энергии вследствие экранирования рабочей поверхности фотоприемника, которая не вписывается во внутреннюю поверхность сферы. Однако установка гасителя вводит дополнительные погрешности из-за отраженных световых потоков от самого гасителя и элементов его крепления, Кроме того, создание в устройстве вокруг контролируемого потока воздушной рубашки сопровождается возникновени-. ем завихрений, что способствует попаданию, вместе с воздухом дополнительных частиц, а это также снижает точность измерений.

Целью изобретения является повышение точности контроля и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля жидкости в потоке на наличие механических частиц, содержащем контрольную камеру с отражающей внутренней поверхностью, средство для создания капиллярного.потока исследуемой жид11574 / мрн

7 кости с прозрачной емкостью в зоне контроля, расположенной в одном иэ фокусов отражающей поверхности контрольной камеры, регистрирующую систему с фотоприемником, установленным в другом ее фоку е, и осветительную систему, контрольная камера выполнена s виде эллиптического цилиндра с основаниями, прн этом прозрачная емкость выпоЛнена в виде 10 капиллярной трубки, расположенной параллельно образующей этого цилиндра, а осветительная система размещена вдоль оси трубки, Кроме того, для расширения диапазона исследуемых жидкостей контрольная камера — по крайней иере одно из ее основания выполнено с возможностью возвратно-поступательного перемещения и фиксации вдоль оси цилиндра.

Контроль жидкости, например инъекционных растворов, указанным сНосо бом можно осуществлять в процессе фильтрации и/или для установления неисправности фильтрующих элементов.

Изобретение позволяет уменьшить погрешность измерений и упростить устройство за счет исключения гасителя, а также необходимости создания воздушной рубашки вокруг контроли1 руемого потока.

Процесс контроля предусматривает обнаружение частиц размером порядка 5 мкм и выше (с учетом величины максимально допустимых для инъекционных растворов размеров частиц).

На практике установлено, что величина загрязненности растворов (количество частиц в единице объема) колеблется в широких пределах (в одном литре раствора в пределах 1О -10 частиц). ь

Нижний предел диапазона указывает на пригодность раствора к использованию в .медицинских целях. Применение в предлагаемом устройстве фотоприемни- 1 ка, например фотоэлектронного умножителя, обладающего интегральным свойством преобразования лучистой энергии, требует наличия в зоне контроля одной частицы(для правильной регистрации величины и количества посторонних механических частиц в потоке жидкости),для чего зона контроля должна быть ограничена при контроле не только в поперечном И сечении (что достигается капнллярностью потока), но и по высоте.

Минимальная высота контрольной

19 ф камеры Н должна соответствовать мрм верхнему пределу количества частиц в одном литре раствора и может быть рассчитана по известной формуле

Н / милн ы ) И (7 где / — объем, приходящийся на одну частицу и равный

V †--1 мл/ч

10 г1 — диаметр капилляра (внутренний диаметр прозрачной трубки).

Скорость прохождения контролируемой жидкости в соответствии с установленной высотоФ определяется по известной формуле где g — минимальное время контроля.

Если количество частиц в контролируемой жидкости не велико (т.е. загрязненность незначительна), то контрольная камера должна быть высокой, так как увеличение зоны контроля приводит к повышению световой энергии, попадающей на фотоэлектрический умножитель, вследствие увеличения косинуса угла падения (,телесного угла) светового потока на отражающую поверхность эллиптического отра" жателя, т.е. к повьппению чувствительности и надежности обнаружения.

Однако при значительной высоте контрольной камеры увеличивается вероятность попадания в зону контроля одновременно нескольких частиц и ,получения от них суммарного сигнала (интегральный эффект). Таким образом, для обеспечения контроля жидкостей в значительном диапазоне загрязненности требуется изменять высоту камеры (в обратно пропорциональной зависимости от загрязненности) до установления оптимальной высоты»

На фиг. 1 показан пример конструктивного выполнения устройства для обнаружения частиц (без регистрирующей системы), вертикальный разрез; иа фиг, 2 — структурная схема устройства на фиг. 3 — схема прохож1 дения световых лучей, рассеянных час»ицаии»

Устройство содержит (фиг. и 2) осветительную систему 1, установлен11 57419ную вдоль оси прозрачной капиллярной трубки 2, (средство для создания капиллярного потока с прозрачной емкостью), н содержащую источник 3 света, в качестве которого может 5 быть использована обычная лампа накаливания, и линзу 4, служащую для формирования освещенной эоны 5 контроля, контрольную камеру 6, крышку

7 и корпус 8. Капиллярная трубка 2 10 пересекает контрольную камеру 6 с отражающей внутренней поверхностью

9, выполненную в виде эллиптического цилиндра с основаниями 10 и 11, причем по крайней мере одно из осно- 15 ваний (на фиг. i основание 10), установлено с возможностью возвратно-поступательного перемещения и фиксации вдоль оси цилиндра с помощью регулировочнаго винта 12 и упор- 211 ной шайбы 13. В одном из фокусовф ) отражающей поверхности цилиндра установлен фотоприемник 14, а в другом фокуде(1„) размещена прозрачная трубка 2. Устройство также содержит. у волоконный световод 15 с модулятором

16, осветитель 17, служащий для калибровки устройства, и (фиг.2) регистрирующую систему, содержащую усилитель 18, ширина полосы пропус- 30 кания которогЬ согласована с длительностью импульсов, возникающих при прохождении инородными телами контрольной камеры 6, анализатор 19 импульсов для распределения импульсов, поступающих последовательно во времени, по величинам амплитуд, функционально связанных с размерами инородных частиц, и для суммирования импульсов, имеющих одинаковые амплитудные значения, цифропечатаю- 46 щее устройство 20 для фиксации на бумажной ленте информации о количестве и величине амплитуд импульсов, соответствующих количеству и геометрическим размерам 1величинам) инородных частиц, насос 21 для пракачивання контролируемой жидкости непрерывно или отдельными дозами. Отражающая поверхность 9 покрыта зеркальным покрытием, имею- SO щим максимальный коэффициент отражения. Зона 5 контроля расположена s фокальной плоскости отражающей поверхности цилиндра, ограничена его высотой инахаднтся на уровне чувствя- $3 тельнасти элементафатоприемника 14.

Устройство работает следующим образом.

До начала контроля включают осве.титель 17, модулируют световой поток модулятором 16 и передают его через светавод 15 на фотоприемник 14, обеспечивая получение на выходе анализатора 19 импульсов сигнала, соответствующего частице с минимально допустимым размером. Перемещением основания 10 с помощью регулировочного винта 12 и упорной шайбы 13 устанавливают минимальную высоту контрольной камеры 6, определенную по указанной формуле, Контролируемый поток жидкости с постоянной скоростью, соответствующей минимальной высоте контрольной камеры, непрерывно или отдельными дозами пропускают через прозрачную капиллярную трубку 2 снизу вверх.

Одновременно световой поток от источника 3 света через линзу 4 проходит по капиллярной трубке 2, освещая поток исследуемой жидкости и образуя зону 5 контроля. Увлекаемые потоком жидкости инородные частицы в зоне контроля рассеивают световые потоки, Рассеянный световой поток 1 (фиг. 3) суммируется со световыми потоками Fq, Ь, Г, Fz и другими отраженными от поверхности 9 потоками и концентрируется на чувствительном элементе фотоприемника 14. Последовательность импульсов с выхода фотоприемника подается на усилитель 18 и анализатор 19 импульсов, С последнего информация поступает на цифропечатающее устройство 20, показание которога соответствует количеству частиц, находящихся в контролируемом объеме жидкости. Если показание цифропечатающего устройства 20 соответствует высшему пределу максимальной границы диапазона, то контроль осуществляют на минимальной высоте, Если показания цифропечатающего устройства ниже высшего предела максимальной границы диапазона, то с помощью винта 12 и упорной шайбы 13 осуществляют перемещение основания

10 (меняют высоту контрольной камеры) до тех пор, пока показания цифропечатающего устройства не начнут уменьшаться. Достигнутая высота камеры является оптимальной для надежного контроля жидкости, и при этой высоте осуществляют определение размеров и счет частиц описанным способом.

Таким образом, ограничение высоты контрольной камеры осуществляют в обратно пропорциональной эависимости от эагряэненности контролируемой жидкости. С выхода аналиэатора 19 сигнал может поступать на устройство

157419 Ф управления или ЭВМ для определения пригодности раствора и воэможности испольэования его в проиэводстве.

1157419

Составитель С.Непомнящая

Редактор О.Юрковецкая Техред М.Пароцай Корректор Н. Помо

Заказ 3359/41 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственнего комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13Î35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ултород, ул. Проектная, 4