Устройство для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости

 

Изобретение относится к исследованию физических параметров жидкостей и может быть использовано как для исследования электропроводных, так и неэлектропроводных жидкостей. Цель изобретения - упрощение процесса измерения при исследовании неэлектропроводных жидкостей . В устройстве возбуждают на поверхности исследуемой жидкости капиллярные волны и измеряют длину волн и их частоту. Капиллярные волны возбуждают поверхностно-продольными волнами, их получают за счет падения продольных волн из преломляИзобретение относится к исследованию физических параметров жидкостей, в частности поверхностного натяжения, и может быть использовано при исследовании как электропроводных так и неэлектропроводных жидкостей. Цель изобретения - упрощение процесса измерения при исследовании неэлектропроводных жидкостей. ющего звукопровода, выполненного в виде треугольной призмы с углом 0 arcsinC/CpL, на звуковод поверхностно-продольных волн, где 0- угол падения продольных волн; С - скорость продольных волн в преломляющем звуководе; CPL-скорость поверхностно-продольных волн в звуководе последних, и направленными из торцевой плоскости этого звуковода в зону соприкосновения ее со свободной поверхностью жидкости. Длину капиллярных волн измеряют, применяя формулу А 2(Дх/Дп) , где Дх хизменение расстояния х отражателя от торцевой плоскости звуковода поверхностнопродольных волн; An - изменение числа п экстремальных значений силы тока или напряжения индикатора, полученное при изменении х на величину А х. Звуковод поверхностно-продольных волн выполняют в виде призмы с углом в, образованным рабочей гранью призмы и гранью акустически контактирующей с преломляющим звуководом, величину угла в выбирают согласно формуле4 в 63,5-20,8 V, где v - коэффициент Пуассона материала звуковода поверхностно-продольных волн. 1 ил. На чертеже схематически изображено устройство. Устройство содержит приемно-излучающий пьезопреобразователь 1, высокочастотный генератор 2 непрерывных колебаний, к которому подключен пьезопреобразователь 1, блок 3 детектирования и усиления принятых колебаний, соединенный с пьезопреобразователем 1 и генерато (Л С ON О 00 VI О ON

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) ((() (5()5 G 01 N 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4605435/25 (22) 14.11.89 (46) 15.12.91. Бюл. ¹ 46 (71) Каунасский политехнический институт им. А.Снечкуса (72) Л.В.Юозонене и П,-Б,П.Милюс (53) 535.64 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 320755, кл. G 01 N 13/02, 1971.

Авторское свидетельство СССР

¹ 409116, кл. G 01 N 13/ 02, 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО

НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к исследованию физических параметров жидкостей и может быть использовано как для исследования электропроводных, так и неэлектропроводных жидкостей. Цель изобретения — упрощение процесса измерения при исследовании неэлектропроводных жидкостей. В устройстве возбуждают на поверхности исследуемой жидкости капиллярные волны и измеряют длину волн и их частоту.

Капиллярные волны возбуждают поверхностно-продольными волнами, их получают за счет падения продольных волн из преломляИзобретение относится к исследованию физических параметров жидкостей, в частности поверхностного натяжения, и может быть использовано при исследовании как электропроводных так и неэлектропроводных жидкостей.

Цель изобретения — упрощение процесса измерения при исследовании неэлектропроводных жидкостей. ющего звукоп ровода, выполненного в виде треугольной призмы с углом W arcsinC/Cpi, на звуковод поверхностно-продольных волн, где д- . угол падения продольных волн; С вЂ” скорость продольных волн в преломляющем звуководе; Ср(,-скорость поверхностно-продольных волн в звуководе последних, и направленными из торцевой плоскости этого звуковода в зону соприкосновения ее со свободной поверхностью жидкости.

Длину капиллярных волн измеряют, применяя формулу А =2(Лx/ An), где Ах изменение расстояния х отражателя от торцевой плоскости звуковода поверхностнопродольных волн; Л n — изменение числа и экстремальных значений силы тока или напряжения индикатора, полученное при изменении х на величину Л х. Звуковод поверхностно-продольных волн выполняют в виде призмы с углом 01, образованным рабочей гранью призмы и гранью акустически контактирующей с преломляющим звуководом, величину угла (71 выбирают согласно формуле 0> = 63,5 — 20,8 м, где v — коэффициент Пуассона материала звуковода поверхностно-продольных волн.

1 ил.!

На чертеже схематически изображено устройство.

Устройство содержит приемно-излучающий пьезопреобразователь 1, высокочастотный генератор 2 непрерывных колебаний, к которому подключен пьезопреобразователь 1, блок 3 детектирования и усиления принятых колебаний, соединенный с пьезопреобразователем 1 и генерато1698706

5

20

2Ьх

Лп 3 2 2

2Ж 4д2 ром 2, индикатор 4, подключенный к блоку

3, преломляющий звуковод5, выполненный в аиде треугольной призмы с углом О, одна грань которой акустически контактирует с пьезопреобразователем 1, звуковод 6 .поверхностно-продольных волн, выполненный в виде призмы с углом 0i, акустически контактирующий своим основанием с звуководом 5, так что наклоненные грани обоих звуководов 5 и 6 находятся напротив друг друга, исследуемую жидкость 7, свободная ,поверхность которой совмещена с зоной выхода поверхностно-продольных волн, находящейся на наклонной грани звуковода 6, отражатель 8, плоскость которого перпендикулярна свободной поверхности исследуемой жидкости 7, и микрометрическое приспособление 9 для отсчета длины перемещения отражателя 8.

Угол 0 звуковода 5 выбран исходя из условий .возбуждения поверхностно-продольных волн в звуководе 6 максимальной интенсивности, которое выражается формулой

0= are Sin С/СР(, где 0- угол падения продольный волн, излучаемых пьезопреобразователем 1, на звуковод 6;

С вЂ” скорость продольных волн, излучаемых пьезопреобразователем 1;

Сг(— скорость поверхностно-продольных волн, возбуждаемых в звуководе 6, преломляющихся под углом 01 в последнем, зона выхода которых совмещена с свободной поверхностью жидкости 7, а направление их распространения перпендикулярное наклоненной грани звуковода 6, которая с границей раздела звуководов 5 и 6 образует угол 01 выражаемый формулой 01 = 63,5+

+ 20,8 v, где v — коэффициент Пуассона материала эвуковода 6, Устройство работает следующим образом.

Преобразователь 1, подключенный к генератору 2 излучает продольные ультразвуковые волны 10 в преломляющий звуковод

5, которые падают под углом 0 на границу раздела звуководов 5 и 6, возбуждая в звуководе 6 поверхностно-продольные волны максимальной интенсивности, Эти поверхностно-продольные волны 11 преломляются в эвуководе 6 под углом 01 и падают перпендикулярно на наклонную грань звуковода 6, При помещении жидкости в измерительную камеру до такого уровня, что бы зона выхода поверхностно-продольных волн 11 совпадала с свободной поверхностью жидкости 7, в последней возбуждают30

55 ся капилярные волны 12, которые распространяются в горизонтальном направлении до отражателя 8, отражаются от него и возвращаются обратно этим же путем в горизонтальном направлении, затем в эвуководе 6 трансформируются опять в поверхностно-продольные волны, а на границе,звуководов 5 и 6 трансформируются в продольные волны, распространяющиеся в звуководе 5, которые принимаются пьезопреобраэователем 1. При плавном изменении расстояния х между отражателем 8 и наклонной гранью звуковода 6 можно получить стоячие капилярные волны на свободной поверхности жидкости 7. В этом случае х - —, где n = 1, 2, 3, А- длина капилярной и волны. Изменение расстояния х осуществляют с помощью микрометрического приспособления 9 и по показаниям индикатора

4 известным методом находят моменты возникновения стоячих капилярных волн в жидкости 7, т.е. регистрируют кривую реакции.

Если при изменении х на величину Лх индикатором 4 зарегистрируют и максимумов или минимумов силы тока; то длину капилярной волны определяют по формуле

Коэффициент поверхностного натяжения о определяют по формуле где р — плотность исследуемой жидкости 7;

f — частота капилярной волны {генератора);

g — .ускорение силы тяжести, равное

9,81, Подставляя в последнюю формулу значение длины капилярной волны, получаем, что а — (- + (4 гР (л х) — g (л n) j .

2, З

При выполнении преломляющего эвуковода 5 в виде жидкостной призмы, для которой в качестве жидкости использована вода, а звуковода поверхностно-продольных волн

6 — из полистирола, то угол д= 42 15, угол

01= 70 40 при комнатной температуре 18 С.

Формула изобретения

Устройство для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости, 1698706

0 =arc sin

СpL

Составитель Е. Карманова

Редактор М. Недолужен ко Техред М, Моргентал Корректор Н,Король

Заказ 4388 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 включающее камеру с исследуемой жидкостью, генератор электрических сигналов и индикатор, о тл и ч а ю щ е е с я тем. что, с целью упрощения процесса измерения, оно содержит пьезоэлектрический преобразователь, преломляющий звуковод продольных акустических волн в виде треугольной призмы и звуковод поверхностно-продольных волн, причем к выходу генератора электрических сигналов подключен электрический вход пьезоэлектрического преобразователя, который акустически последовательно через треугольный звуковод продольных акустических волн и звуковод поверхностно-продольных акустических волн соединен с камерой с исследуемой жидкостью, при этом преломляющие углы треугольного звуковода продольных волн О и звуковода поверхностно-продольных волн О соответственно равны

01 = 63,5 + 20,8 v

5 где 0 — угол падения продольных акустических волн на границу с звуководом поверхностно-продольных волн;

С вЂ” скорость продольных акустических волн в треугольной призме (в преломляю10 щем звуководе продольных акустических волн);

Ср — скорость поверхностно-продольных волн в эвуководе поверхностно-продольных волн, направленных из торцевой плоскости последнего в зону соприкосновения ее со свободной поверхностью жидкости;

v- коэффициент Пуассона материала звуковода поверхностно-продольных

20 волн.