Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аэрогидродинамическим устройствам для измерения поверхностного натяжения жидкостей, и может найти применение в различных отраслях промышленности для измерения состава и свойств жидкостей по величине их поверхностного натяжения. Целью изобретения является повышение точности измерений. Точность . повышается за счет того, что устройство -дополнительно снабжено акустическим струйным излучателем и релейным блоком, причем акустический струйный излучатель подключен к соплу, а выход микрофона через линейный блок присоединен к исполнительному механизму крана. 1 ил.слсИзобретение относится к измерительной технике, в частности к аэрогидродинамическим устройствам' для измерения поверхностного натяжения жидкостей, и может найти применение в различных отраслях промышленности для измерения состава и свойств жидкостей по величине их поверхностного натяжения.Известно устройство для измерения поверхностного натяжения, содержащее сосуд с контролируемой жидкостью,капиллярную трубку; опущенную в жидкость, регулятор расхода газа, установленьый на трубопроводе подачи газа в капиллярную тру'бку, измеритель максимального давления газа в процессе образования (и последующего отрыва) пузыря.Недостатком известного устройства является недостаточная точность при измерении поверхностного натяжения вязких жидкостей.Известно устройство для измерения поверхностного натяжения, содержащее измерительную емкость, сопло, мерную бюретку, кран с исполнительным механизмом, расходомер, редуктор, и микрофон.Данное устройство имеет недостаточную точность. Указанный недостаток возникает вследствие того, что режим течения газа должен быть определенным, кроме того, вызывает сложность фиксация момента начала колебаний газового канала с инфразвуковой частотой при помощи микрофона при работе в закрытых аппаратах.Целью изобретения является повышение точности измерения.Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей дополнительно снабжено акустическим струйным излучателем и релейным блоком, причем акустиче.- ский струйный излучатель подключен к соплу, а выход микрофона через релейныйю00 СА^

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4808406/25 (22) 19,02.90 (46) 15.02.92. Бюл. N. 6 (72) M,М. Мордасов, Д.А, Дмитриев и А.А. Ефремов (53) 543.542(088,8) (56) Залманзон Л. А. Аэрогидродинамические методы измерения входных параметров автоматических систем. М.: Наука, 1973, с. 158, Авторское свидетельство СССР

N 783654,,кл. G 01 N 13/02, 1978, (54) УСТPОЙСТВО ДЛЯ ИЗMЕPЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к измерительной технйке, в частности к аэрогидродинамическим устройствам- для измерения поверхностного натяжения жидкостей, и может найти применение в различных отраслях промышленности для измерения состава и свойств жидкостей по величине их поверхностного натяжения.

Известно устройство для измерения поверхностного натяжения, содержащее сосуд с контролируемой жидкостью, капиллярную трубку; опущенную в жидкость, регулятор расхода газа, установленный на трубопроводе подачи газа в капиллярную трубку, измеритель максимального давления газа в процессе образования (и последующего отрыва) пузыря, Недостатком известного устройства является недостаточная точность при измерении поверхностного натяжения вязких жидкостей.

» БЫ 1712834 А1 (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аэрогидродинамическим устройствам для измерения поверхностного натяжения жидкостей, и может найти применение в различных отраслях промышленности для измерения состава и свойств жидкостей по величине их поверхностного натяжения. Целью изобретения является повышение точности измерений. Точность . повышается за счет того, что устройство дополнительно снабжено акустическим струйным излучателем и релейным блоком, причем акустический струйный излучатель подключен к соплу, а выход микрофона через линейный блок присоединен к исполнительному механизму крана. 1 ил.

Известно устройство для измерения поверхностного натяжения, содержащее измерительную емкость, сопло, мерную бюретку, кран с исполнительным механизмом, расходомер, редуктор, и микрофон.

Данное устройство имеет недостаточную точность. Указанный недостаток возникает вследствие того, что режим течения газа должен быть определенным, кроме того, вызывает сложность фиксация момента начала колебаний газового канала с инфразвуковой частотой при помощи микрофона при работе в закрытых аппаратах.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей дополнительно снабжено акустическим струйным излучателем и релейным блоком, причем акустический струйный излучатель подключен к соплу, а выход микрофона через репейный

1712834 блок присоединен к исполнительному механизму крана, На чертеже представлена схема устройства для измерения поверхностного натяжения жидкостей.

Устройство состоит из измерительного сосуда 1, в центре дна которого установлен акустический струйный излучатель 2, к которому подключено сопло 3 с газоподводя щей трубкой, на которой установлены расходомер 4 и редуктор 5, Кроме того, устройство включает в себя мерную бюретку 6, заполненную контролируемой жидкостью с краном 7, снабженным исполнительным механизмом 8. Микрофон 9 соединен с входом 10 релейного блока 11, вход 12 которого соединен с кнопкой 13 пуска, а выход соединен с входом исполнительного механизма 8, При прохождении через слой жидкости газовой струи образуется канал 14 с жидкостными стенками.

Устройство для измерения поверхностного натяжения работает следующим обра- зом.

Для измерения поверхностного натяжения жидкости на вхоД струйного акустического излучателя 2 подают газ с постоянным расходом, величина которого устанавливается с помощью редуктора 5 и контролируется расходомером 4. Начальное количество контролируемой жидкости в измерительной бюретке 6 фиксируется и принимается за начало отсчета, Процесс измерения начинается после нажатия кнопки 13 пуска, На исполнительный механизм 8 крана 7 поступает сигнал, под действием которого кран 7 открывается и контролируемая жидкость поступает в измерительный сосуд 1, При поступлении жидкости ее уровень h в сосуде 1 растет, Газ с постоянным расходом поступает на акустический струйный излучатель 2, который осуществляет высокую турбулизацию поступающей газовой струи, генерируя при этом звуковые колебания с частотой и о. Выходящая из излучателя струя газа образует в поступающей жидкости канал 14, Звуковые колебания, генерируемые излучателем 2, описываются уравнением вида а(т) =Amp соз Npt, где А т,о, в — амплитуда и частота звукового колебания;

t — время.

Жидкость из бюретки 6 подается в измерительный сосуд 1 до тех пор, пока канал

14 сохраняет устойчивую форму.

Как только уровень жидкости в измерительном сосуде 1 станет критическим h

f(t) = Am cos Qt, где А и Q — амплитуда и частота изменений

10 формы газового канала, Частота Q периодических изменений формы канала является инфразвуковой и определяется скоростью движения возникающей жидкостной волны по поверхности

15 канала 14.

В системе струя газа — жидкость в автоколебательном режиме взаимодействия будет осуществляться акустическая амплитудная модуляция, при которой на колеба20 ния звуковой частоты будут накладываться колебания инфразвуковой частоты, Переход системы струя газа — жидкость из.устойчивого состояния в автоколебател ьное происходит при достижении уровнем

25 жидкости в измерительном сосуде 1 критического значения, определяемого поверхностным натяжением жидкости.

Звуковой сигнал после модуляции можно описать уравнением

8Am(t) = Am(t) COS со,д, где Am(t) = Amp(1 +

KAM Am

cos Qt) — огибаюAmp щая акустического амплитудно-модулированного колебания;

Amo — среднее значение акустического амплитудно-модулированного колебания, равное амплитуде немодулированного звукового колебания;

KA — постоянный коэффициент пропорциональности, несет информацию о начале а втоколебательного и роцесса, Этот сигнал после преобразования микрофоном поступает на релейный блок 11, 45 осуществляющий детектирование и формирование управляющего воздействия на исполнительный механизм, если амплитуда огибающей звукового колебания отлична от нуля, После наступления автоколебательного процесса взаимодействия подача контролируемой жидкости в измерительную емкость прекращается, После этого о величине поверхностного натяжения судят по величине объема жидкости, поданной из измерительной бюретки 6.

Звуковые немодулированный и модулиpoBBHHblA сигналы легко воспринимаются как микрофоном, так и исследователем.

1712834

Составитель М. Мордасов

Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид

Редактор Э. Слиган

Заказ 531 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Таким образом, предлагаемое устройство для измерения поверхностного натяжения обладает более высокой точностью за счет исключения неопределенности режима течения газа, так как он всегда будет турбулентным, кроме этого, осуществление амплитудной модуляции в момент перехода системы струя газа — жидкость из устойчивого состояния в автоколебательное позволяет осуществить более надежный процесс фиксации этого перехода, Формула изобретения

Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей, содержащее измерительную емкость с соплом, мерную бюретку с краном, размещенную над измерительной емкостью, соединенные с соплом расходомер и редуктор, микрофон, о т л и5 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно дополнительно снабжено акустическим струйным излучателем и релейным блоком, причем кран выполнен с исполнительным механизмом, 10 акустический струйный излучатель расположен между соплом и дном измерительной емкости, а релейный блок соединен с выходом микрофона и исполнительным механизмом крана,