Способ определения характеристик эмульсий

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим методам контроля жидких дисперсных сред, в частности эмульсий, и может найти применение, например, при исследовании движения вязких жидкостей. Целью изобретения является расширение информативности за счет дополнительного определения траекторий и скоростей перемещения дисперсных капель. В одной из фаз исследуют эмульсии, растворяют фотохромное вещество. Эмульсию зондируют монохроматическим световым импульсом на длине волны возбудения фотохимической реакции растворенного фотохромного вещества. В результате этого светового воздействия капли эмульсии, содержащие фотохромное вещество, окрашиваются и становятся видимыми в потоке равномерного видимого освещения. Многократная фоторегистрация изображений окрашенных капель позволяет по смещению координат изображений определить скорость и траектории дискретных капель в исследуемой среде.

СО1ОЗ.СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„;SU„,1578588

А1 щ) С 01 N 15/02

».

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BT0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 4294418/24-25 (22) 06.08.87 (46) 15,07.90. Бюл. К9 26 (71) Институт проблем механики

АН СССР (72) Ю.В.Мартынов, В.Н.Юречко и Ю.В.Рязанцев (53) 66.063.62 (088.8) (56) Трохан А.М. Гидроаэродинамические измерения, М.: Изд-е стандартов, 1981, с. 126-128.

Авторское свидетельство СССР

Е 1515893, N 1515894,êë. G О! N 15/02, 1987. (54 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

ЭМУЛЬСИЙ .(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим методам контроля жидких дисперсных сред, а именно эмульсий, и может найти применение, Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к оптическим методам контроля жидких дисперсных сред, а именно эмульсий, и может быть использовано, например, при исследовании движения вязких жидкостей.

Цель изобретения — расширение информативности за счет дополнительного. определения траекторий и скоростей перемещения дисперсных капель.

Способ определения характеристик . эмульсий осуществляют следующим образом.

2 например, при исследовании движения вязких жидкостей. Целью изобретения является расширение информативности за счет. дополнительного определения траекторий и скоростей перемещения дисперсных капель. В одной из фаэ,исследуют эмульсии, растворяют фото- ., хромное вещество. Эмульсию. зондируют. монохроматическим световым импульсом на длине волны возбуждения фотохимической реакции растворенного фотохромного вещества. В результате этого светового воздействия капли эмуль— сии, содержащие фотохромное вещество, окрашиваются и становятся видимыми в потоке равномерного видимого освещения. Многократная фоторегистрация изображений окрашенных капель позволяет по смещению координат изображений определить скорость и траектории дисперсных капель в исследуемой среде.

Приготавливают раствор фотохромного вещества, смешивают приготовленную фотохромную жидкость с несущей нефотохромной жидкостью (или с дисперсной нефотохромной жидкостью).

На исследуемую эмульсию с раство. ренным в ней фотохромным веществом воздействуют импульсом монохроматического излучения, например лучом импульсного лазера, причем длину волны этого зондирующего светового излучения выбирают соответствующей спектральному интервалу возбуждения фотохимической реакции данного фотохром—

1578588

Составитель P.Èâàíîâ

Техред M.Äèäûê Корректор O.Ципле

Редактор А.Лежнина

Заказ 1911 Тираж 502 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113085, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 ного вещества. В результате фотохи- ., мической реакции дисперсные элементы эмульсии, через которые прошел лазерный луч, приобретают окраску, цвет

5 которой определяется используемым фотохромным веществом..Образованные цветовые метки имеют длины, равные размерам капель (если в качестве несущей среды фотохромная жидкость, то в тех местах, где находятся капли, существуют пробелы, равные размерам капель между цветовыми метками).

Длительность сохранения окрашенности дисперсных элементов среды так- 5 же зависит от использованного фотохромного вещества. При этом выбираются такие фотохромные вещества, длительность жизни окраски которых превосходит характерные длительности гидродинамических процессов в исследуемой среде. Длительность окрашенности может быть обеспечена, например, в пределах нескольких минут.

Исследуемую эмульсию с созданными 25 цветовыми метками освещают равномерным потоком видимого света и осуществляют многократную фоторегистрацию сформированных изображений цветовых меток.

ЗО

Локальные значения концентрации той или иной. дисперсной фазы могут быть найдены из отношения объема окрашенных меток к объему эмульсии, подвергшемуся воздействию зондирую35 щего луча. Измерения концентрации дисперсных фаз осуществляют с помощью анализа фотоизображений, зарегистрированных непосредственно после завершения действия зондирующего светового „ импульса, так как последующее перемещение эмульсии со цветовыми метками привело бы к ошибкам в определении концентрации дисперсных фаз.

Фракционный состав капель определяется путем подсчета числа меток эаданнои длины. Скорости движения капель (или несущей фазы ) определяются по перемещению изображений цветовых меток. Измеряя перемещение иэображений ф меток на двух соседних кадрах и время между кадрами, находят отношение смещения изображения меток вдоль их оси

Х к интервалу времени между кадрами и определяют компоненту скорости вдоль этой оси, аналогично определяют компоненту скорости вдоль оси Y. По движению цветовых меток определяют структуру потока„ размеры застойных эон и зон с повышенными сдвиговыми напряжениями и выявляют влияние этих зон на формирование фракционного состава .капель и профиль концентраций.

Через 1-2 мин происходит обесцвечивание меток, эмульсия становится однородной по цвету и лазерным лучом можно воздействовать на эмульсию уже в другом сечении.

Формула из обретения

Способ определения характеристик эмульсий, включающий зондирование исследуемой дисперсной среды пучком монохроматического .светового излучения, фоторегистрацик изображения дисперсных элементов исследуемой среды, анализ этих изображений и определение концентрации и фракционного состава дисперсных элементов, о т л.и ч а юшийся тем, что, с целью расширения информативности за счет дополнительного определения. траекторий и скоростей перемещения .дисперсных капель, в одной из фаз.эмульсии растворяют фотохромное вещество, в качестве зондирующего излучения используют импульсное излучение на длине волны возбуждения фотохимической реакции растворенного фатохромного вещества, при этом исследуемую среду дополнительно освещают равномерным потоком видимого света, а фоторегистрацию выполняют многократно после завершения зондирующего светового импульса и по величинам последовательных смещений координат изображений дисперсных капель определяют их траектории и скорости перемещения в исследуемой среде.