ph-зонд

Формула изобретения

1. pH-Зонд, содержащий измерительные сурьмяные кольцевые электроды, жестко закрепленные на тонкостенных втулках, шланг, натянутый на втулки, хлорсеребряный электрод сравнения, расположенный в неметаллическом корпусе с двумя камерами, соединенными разъемным соединением и электролитическим ключом, и проводники, проходящие внутри шланга и связывающие электроды с разъемом, отличающийся тем, что первая камера, в которой расположены хлорсеребряный электрод и порошок хлористого калия, жестко соединена герметичным разъемным соединением с второй съемной камерой, имеющей электролитический ключ в виде отверстия и заполненной раствором хлористого калия в воде.

2. Зонд по п.1, отличающийся тем, что первая камера соединена с второй съемной камерой резьбовым соединением через эластичное уплотнительное кольцо.

3. Зонд по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит съемную вспомогательную камеру, выполненную без электролитического ключа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для определения концентрации водородных ионов (pH) биологических сред, в частности, для гастроэнтерологической pH-метрии, т.е. pH-метрии в пищеводно-желудочном тракте человека, а также в технической pH-метрии, например для контроля различных жидких сред в пищевой промышленности.

Известен pH-зонд, содержащий на рабочем конце каломельный (Hg/Hg₂Cl₂) электрод сравнения, два измерительных сурьмяных электрода, закрепленных в эластичной трубке, и проводники, соединяющие электроды с разъемом и проходящие внутри трубки [1]. Недостатком pH-зонда данной конструкции является наличие в негерметичном корпусе электрода сравнения ядовитых веществ: ртути и хлористой ртути (каломели).

Известен pH-зонд, содержащий измерительные сурьмяные электроды в виде колец, жестко закрепленные на тонкостенных втулках, шланг, натянутый на эти втулки, хлорсеребряный (Ag/AgCl) электрод сравнения, расположенный в неметаллическом корпусе, и проводники, соединяющие электроды с разъемом и проходящие внутри шланга [2]. Недостатком данного pH-зонда является "вымывание" хлористого калия из корпуса электрода сравнения при длительном погружении рабочей части зонда в жидкую среду, например, в раствор перекиси водорода при стерилизации. Это снижает срок службы зонда и его надежность.

Известен pH-зонд (прототип) [3], содержащий измерительные кольцевые электроды, жестко закрепленные на тонкостенных втулках, шланг, натянутый на втулки, хлорсеребряный электрод сравнения, расположенной в неметаллическом корпусе с двумя камерами, соединенными разъемным соединением и электролитическим ключом, и проводники, проходящие внутри шланга и связывающие электроды с разъемом. Наличие второй камеры, в которой находится раствор хлористого калия, защищает полость первой камеры, в которой находится хлорсеребряный электрод с порошком хлористого калия, от вымывания из нее хлористого калия. Это увеличивает срок службы и его надежность, особенно при длительных циклах измерения.

Недостатком pH-зонда данной конструкции является то, что вторая камера, состоящая из отрезка эластичной трубки и керамического колпака, не соединена герметично с первой камерой. Это снижает эффективность ее работы из-за проникновения жидкости среды через разъемное негерметичное соединение. Кроме того, может происходить негативное воздействие раствора перекиси водорода при стерилизации pH-зонда на хлорсеребряный электрод из-за проникновения перекиси водорода в первую камеру через отверстие в колпаке второй камеры. Это снижает устойчивость pH-зондов к стерилизации в перекиси водорода.

Техническим результатом изобретения является увеличение срока службы и надежности pH-зонда, а также его устойчивости к многократным циклам стерилизации в растворах перекиси водорода.

Данный технический результат достигается тем, что в известном pH-зонде, содержащем измерительные сурьмяные кольцевые электроды, жестко закрепленные на тонкостенных втулках, шланг, натянутый на втулки, хлорсеребряный электрод сравнения, расположенный в неметаллическом корпусе с двумя камерами, соединенными разъемным соединением и электролитическим ключом, и проводники, проходящие внутри шланга и связывающие электроды с разъемом, первая камера, в которой расположены хлорсеребряный электрод и порошок хлористого калия, жестко соединена герметичным разъемным соединением со второй съемной камерой, имеющей электролитический ключ в виде отверстия и заполненный раствором хлористого калия в воде. Первая камера соединена со второй съемной камерой резьбовым соединением через эластичное уплотнительное кольцо. Кроме того, pH-зонд дополнительно содержит съемную вспомогательную камеру, выполненную без электролитического ключа.

Суть изобретения состоит в том, что механическое разъемное соединение первой камеры корпуса электрода сравнения со второй съемной камерой выполнено герметичным. Для этого первая камера жестко соединена со второй камерой, выполненной в виде цилиндрического колпака с отверстием, резьбовым соединением через эластичное уплотнительное кольцо, обеспечивающее герметичность соединения. Благодаря этому исключается проникновение внешней жидкой среды через разъемное соединение внутрь второй камеры, а также попадание раствора хлористого калия из второй камеры через это соединение во внешнюю среду. Это повышает защиту первой основной камеры корпуса электрода сравнения от вымывания из нее хлористого калия.

Кроме того, pH-зонд дополнительно содержит съемную вспомогательную камеру, выполненную в виде цилиндрического колпака без электролитического ключа, т.е. отверстия. После выполнения цикла измерения кислотности жидкой среды съемная камера, имеющая электролитический ключ (отверстие), откручивается от корпуса электрода сравнения, а на ее место накручивается вспомогательная камера без отверстия. В таком виде рабочая часть pH-зонда, включая снятую съемную камеру с отверстием, подвергается стерилизации в растворе перекиси водорода. Это позволяет практически полностью исключить отрицательное воздействие перекиси водорода на хлорсеребряный электрод, расположенный в первой камере, благодаря исключению проникновения перекиси водорода внутрь корпуса электрода сравнения. После проведения стерилизации вспомогательная съемная камера без отверстия откручивается, а на ее место накручивается съемная камера с отверстием, заполненная раствором хлористого калия, а затем снова проводится цикл измерения pH.

Таким образом, благодаря выполнению механического разъемного соединения между первой и второй съемной камерой электрода сравнения герметичным и жестким, а также благодаря наличию вспомогательной съемной камеры без отверстия достигается технический результат изобретения, а именно, увеличение срока службы и надежности pH-зонда, а также его устойчивости к стерелизации в растворе перекиси водорода.

На фиг. 1, 2 изображен pH-зонд предлагаемой конструкции.

pH-зонд (фиг. 1) содержит измерительные сурьмяные кольцевые электроды 1, жестко закрепленные на тонкостенных втулках 2, шланг 3, натянутый на втулки, хлорсеребряный электрод сравнения 4, расположенный в неметаллическом корпусе с двумя камерами, жестко соединенными герметичным разъемным, преимущественно резьбовым, соединением 5. Хлорсеребряный электрод сравнения 4 размещен в первой камере 6, заполненной порошком хлористого калия 7. Первая камера соединена со второй камерой также электролитическим ключом 8. Вторая съемная камера 9 выполнена в виде неметаллического цилиндрического колпака с электролитическим ключом в виде отверстия 10 и заполнена раствором хлористого калия в воде 11.

Герметичность разъемного соединения 5 обеспечивается за счет уплотнительного эластичного, преимущественно резинового, кольца 12, плотно сжатого между торцами основной камеры 6 и съемной камеры 9.

Измерительные сурьмяные электроды 1 соединены с разъемом 13 проводником 14. Кроме того, pH-зонд дополнительно содержит съемную вспомогательную камеру 15, выполненную без отверстия (фиг. 2). Все неразъемные соединения pH-зонда выполнены посредством полимерных клеев 16

Работа pH-зонда.

При погружении рабочей части pH-зонда (фиг. 1) в измеряемую жидкую среду между измерительными сурьмяными электродами 1 и хлорсеребряным электродом сравнения 4 образуется разность потенциалов, которая посредством проводников 14 подается через разъем 13 на ацидогастрометр для дальнейшего преобразования сигнала.

В процессе измерения pH жидкой среды в качестве съемной камеры используется цилиндрический колпак 9 с электролитическим ключом (отверстием) 10 (фиг. 1). А при стерилизации рабочей части pH-зонда съемная камера 9 на конце pH-зонда (фиг. 1) заменяется на съемную камеру 15 (фиг. 2), которая выполнена без сквозного отверстия.

Таким образом, предлагаемая конструкция pH-зонда обеспечивает увеличение надежности и срока службы pH-зонда, а также его устойчивости и многократным циклам стерилизации в растворе перекиси водорода.

Испытания таких зондов подтвердили их эффективность.