устройство для определения относительной вязкости биологических жидкостей

Формула изобретения

Устройство для определения относительной вязкости биологических жидкостей, содержащее регулируемый зажим на выходе полого корпуса, прозрачный капилляр, закрепленный коаксиально внутри полого корпуса, образуя коаксиальный зазор таким образом, что максимальная высота поднятия эталонной жидкости в капилляре и коаксиальном зазоре одинакова, полый корпус и капилляр жестко прикреплены к нижней части ванны, состоящей из внутренней и внешней герметичных емкостей для забора эталонной и исследуемой жидкостей, при этом исследуемая жидкость, налитая во внутреннюю емкость, сообщается с коаксиальным зазором через отверстие полого корпуса, эталонная жидкость, налитая во внешнюю полость, сообщается с капилляром, а на высоте, равной половине высоты максимального поднятия эталонной жидкости в капилляре, сделана метка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике, а именно к устройствам для определения реологических характеристик биологических жидкостей (вода, кровь и др.), и представляет собой компактный карманный вискозиметр для экспресс-анализа исследуемой вязкой среды.

Известен вискозиметр, выполненный в виде авторучки, содержащий пустотелый цилиндрический корпус, который заполнен испытуемой жидкостью с плавающим в ней шариком. Вискозиметр закрыт с обоих торцов съемными крышками, причем корпус сблокирован с изолированным от жидкости пишущим устройством и снабжен съемным колпачком, содержащим регистрирующее устройство, которое выполнено в виде электронного секундомера [патент RU №2265204, С2, 2003 г.]. Вязкость в данном вискозиметре определяется по закону Стокса.

Недостатком известного устройства является малый диаметр рабочей области, и поэтому на движение шарика внутри жидкости существенное влияние оказывают стенки этой области.

Наиболее близким по достигаемому результату является медицинский вискозиметр ВК-4 [Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. Учеб. для мед. вузов - М.: Высшая школа, 1987 - 638 с., стр.176] (в котором не используется закон Стокса), содержащий два проградуированных капилляра, соединенных резиновыми трубками, тройником с краном, от которого идет трубка с наконечником. В один из капилляров набирают эталонную жидкость до определенного уровня, закрывая кран, набирают во второй капилляр исследуемую жидкость до этого же уровня, далее, открывая кран, продолжают двигать жидкости по капиллярам, и по разности уровней жидкостей в капиллярах измеряют вязкость исследуемой жидкости относительно эталонной.

Недостатками известного устройства являются:

- малая компактность устройства;

- трудоемкость и длительность измерений, что не позволительно для экспресс-анализа быстро меняющихся биологических жидкостей;

- невозможность получения с его помощью коэффициента поверхностного натяжения.

Техническим результатом заявляемого устройства является упрощение конструкции вискозиметра, повышение удобства пользования и расширение области его применения и в походных условиях эксплуатации.

Технический результат достигается тем, что внутри полого корпуса закреплен коаксиально капилляр, а на выходе из полого корпуса установлен регулируемый зажим, причем сам полый корпус и капилляр жестко крепятся вертикально в поле тяжести в нижней части к ванне, состоящей из двух герметичных емкостей для забора эталонной и исследуемой жидкостей.

На чертежах изображена схема устройства вискозиметра, где на фиг.1, 2 изображены две проекции устройства, а на фиг.3 - в увеличенном масштабе отверстие в корпусе 1.

Вискозиметр для биологических жидкостей состоит из корпуса 1, выполненного из прозрачного материала, например, стеклянной трубки, и имеющего метки, внутри корпуса 1 имеется цилиндрический капилляр 2, образующий с ним коаксиальный зазор 3. В нижней части корпус 1 и капилляр 2 жестко крепятся к ванне 4, состоящей из двух герметичных емкостей: внутренней 5 и внешней 6. Корпус 1 снабжен отверстием 7, через которое исследуемая жидкость попадает из внутренней емкости 5 ванны 4 в коаксиальный зазор 3. Внешняя емкость 6 ванны 4 с помощью крепежных планок 8 жестко фиксируется с внутренней емкостью 5 и сообщается с капилляром 2 для забора эталонной жидкости. В верхней части на выходе из полого корпуса 1 установлен регулируемый зажим 9.

Вискозиметр для биологических жидкостей работает следующим образом.

Для тарировки вискозиметра для биологических жидкостей в обе емкости 5 и 6 ванны 4 наливают одинаковую жидкость, например дистиллированную воду, при полном перекрытии зажима 9, затем его открывают и фиксируют максимальное поднятие эталонной жидкости в капилляре 2 и коаксиальном зазоре 3. Конструктивные особенности выполнения вискозиметра подобраны таким образом, что максимальная высота поднятия в капилляре 2 и коаксиальном зазоре 3 примерно одинакова. Так, для стеклянного капилляра 2 и дистиллированной воды в качестве эталонной жидкости коаксиальный зазор 3 составляет 0,4 мм при внутреннем диаметре капилляра 2, равным 0,6 мм, высота максимального поднятия является одинаковой и составляет 22 мм. На высоте, равной половине высоты максимального поднятия на капилляре 2, делают метку и об относительной вязкости судят по достижению этой метки эталонной жидкостью и уровня достижения исследуемой жидкости, который регистрируется на прозрачном корпусе, имеющем метки через каждые 0,5 мм.

После проведения тарировки в емкость 5, сообщающуюся с коаксиальным зазором 3, наливают исследуемую жидкость, а в емкость 6, сообщающуюся с капилляром 2 - эталонную жидкость. Жидкость с предположительно большей вязкостью, чем эталонная, всегда набирается во внешний коаксиальный зазор 3, чтобы исключить затемнения исследуемой жидкостью внутреннего капилляра 2 с эталонной жидкостью. Об относительной вязкости судят по отношению высот поднятия исследуемой и эталонной жидкостей при достижении эталонной жидкостью метки, поставленной на высоте, равной половине высоты максимального поднятия за счет сил поверхностного натяжения. В этот момент зажим 9 перекрывается, и движение жидкости прекращается, что позволяет произвести точный отсчет положений менисков. В дальнейшем зажим открывается, и по максимальной высоте поднятия судят об относительном коэффициенте поверхностного натяжения обеих жидкостей.

Достигаемый результат в предлагаемом вискозиметре для биологических жидкостей положительный эффект заключается в следующем:

1) упрощение конструкции и эксплуатации вискозиметра, а также снижение трудоемкости испытаний сокращает затраты времени на эксперимент, что обеспечивает возможность проведения быстрого экспресс-анализа вязкости различных биологических жидкостей;

2) добавляется дополнительная возможность определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей;

3) расширяется область применения индивидуальными потребителями малогабаритного переносного вискозиметра для биологических жидкостей в полевых условиях.