Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей

 

г

О П И-С- - -А:--:Н И-Й

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскын

Социалистических

Республни (t ai 655934 (6l) Дополнительное к авт. свиа-ву(22) Заявлено 24. 11.76 (2l) 2422896/18-25 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

2 (3 01 тт 13/02

Государственный комитет

СССР оо делам нзобретеннй и отнрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 05. 04.79фюллетеиь № 13

Дата опубликования описания 08.04,79 (53) УДК 543.542 (088. 8) (72) Автор. изобретения

В. И. Лаптев (71) Заявитель (54) УстРойстВО Для измерения поверхностного

НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к приборам контроля физико химических свойств жидких сред.

Известны устройства хонтроля поверхностйого натяжения, основанные на измерении максим льно д ленин в газовом 5 пузырьке, образованном на хонпе капилляра (1).

Недостатком таких устройств является низкая точность измерения при исследованиях на промышленных объектах, что то связано с влиянием на результат измерения изменений гидростатичесхого давлении на уровне погружения конца капилляра.

Влияние гидростатичесхого давления, вязкости, расхода газа мржет быть устра- т нено путем погружения барботажных трубок в эталонную и исследуемую жидкость, определения глубины погружения трубох при равенстве давления в них с последуя»шим расчетом поверхностного натяжения(2), В

Недостаток укаэанных устройств — сложность использования для непрерывных измерений на промышленных объектах (необходимость отбора проб или ввода эталонной жидкости в исследуемую).

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения. поверхностного натяжения жидкостей, содержашее калиброванную трубку, дифманометр и регистрируюший прибор (3).

Текущее значение поверхностного натяжения б рассчитывают по формуле

v- —, ЛЮХ)

8 f где 2- диаметр отверстия капилляра; з - плотность жидкости;

Ч - объем пузырька газа, вычисляемый по данным измерения расхода газа (на дифманометре) и периода T следования пузырьков (на счетчике)Ч = QT

Основными недостатками данного устЪ E ройства является большая погрешность (около 57), сложность измерительной части устройства, узкая область применения иэ-за необходимости ввода пузырьков газа в исследуемую среду.

6559 4! !епь предлагаемого изобретения — по«ышение точности изл«ере««ия.

Лпя этого устройство снабжено задатчикол«пневмоимпульсов и связанным с ним клапаном, установленным между рабо- s чей и компенсационной камерами дифманпметра, а также компенсатором изменений начального обьема газа в калиброванной трубке, причем компенсатор выполнен и виде дополнительной калиброванной Щ трубки, соединенной с компенсационной камерой дифманометра и снабженной электродами и связанными с ними через электронные реле эпектропневматическими клапанами впуска и выпуска газа. 15 !

-!а чертеже изображено устройство дпя измерения поверхностного натяжения жидкостей.

Устройство для измерения поверхностного натяжения включает в себя калиброванную трубку 1., дифманометр 2, выход которого соединен с регистрируюшим прибором 3, а,входы соединены через пневмоклапан 4, задатчик 5 пневмоимпульсов, сипьфон которого механически связан с г пневмоклапаном, и компенсатор изл«енений начального обьема газа в трубке 1, . состояший из дополнительной трубки 6, опушенйой в исследуемую среду параллельно с основной трубкой и соединенной через впускной клапан 7 с источником подачи газа и выпускной клапан 8 с атмосферой. В трубку 6 залита электропроводная жидкость и введены на разных уровнях относительно ее поверхности 35 электроды Э и 10, подключенные к электронным реле 11 и 12. Газовая полость трубки 6 соединена через капиляр 13 с компенсационной камерой дифманометра.

Измерение поверхностного натяжения осушествпяется следуюшим образом, Запускают задатчик 5 пневмоимпульсов, который через фиксированные промежутки времени включает электромагнитный привод сильфона, подавая в калиброванную трубку 1 заданный объем газа ЬЧ и перекрывая клапаном 4 полости дифл«анометра 2, В результате подачи пневмоимпульса пузырек газа расширяется, изл«еняя свой начальный обьелл 7,„на дЧ,„.

Вследствие расширения пузырька таза давление в трубке 1 падает на величину

Ь1, значение которой можно найти из уравнения газового состояния 55 « = (>- .+ ьv„)(P-ьр1, откуда где V,Ð- соответственно обьел«и да«пение газа в трубке до подачи «г««е««моил1пульса.

Так как прирашение обьема пузырька газа при постоянстве пневмоимпульса (ЬЧ ) определяется действием сил поверхностного натяжения, то измер"нный дифманометром перепад давле««ия ЬР будет пропорционален поверхностному натяжению исследуемой среды. Его значение фиксируется на регистрируюшем приборе 3 через выдержку времени после подачи пневмоимпульса путем замыкания контактов 5-1 задатчика 5 в цепи балансирующего двигателя схемы измерения регистрируюшего прибора.

Для исключения погрешности от изменения обьема V зависяшего от начального обьема пузырька газа V например, вследсгапе изменения уровня, плотности исследуемой среды, температуры, утечки газа, предусмотрен компенсатор, поддерживаюший заданный начальный обьем пузырька газа. Так, например, при утечке газа давление в трубках падает, что приводит к уменьшению обьема пузырька и повышению уровня жидкости в трубке 6. В результате электрод 9 касается жидкости, срабатывает реле 11, которое через свои норл«ально-разомкнутые контакты включает клапан 7 для впуска газа. Гаэ подается до тех пор, пока не разорвется контакт между электрода..«9 и жидкостью, т.е. в трубке 6, через капилляр 13, пневмоклапан 4, и в трубке 1 не установится прежнее давление. При колебаниях уровня или плотности исследуемой среды, например, уменьшении, что приводит к увеличению начального обьема пузырька газа, разрывается цепь включения реле 12 через электрод 10 и жидкость и замыкаются нормально-замкнутые контакты реле в ц пи включения клапана 8 для выпуска газа.

Давление в трубках падает до тех пор, пока не восстановится электрическая цепь между электродом 10 и жидкостью при этом благодаря связи трубок пузырек примет первоначальный обьем. Так как подача пневмоимпульса производится каж дый раз после выравнивания давлений в полостях дифманометра и при неизменном начальном обьеме пузырька газа, погрешности измерения поверхностного натяжения сведень«к л инил1уму и определяются классом точности дифманометра 1-3,5",-.

Формула изобретения

Устройсг во для измерения поверхностного натяжения жидкостей, со««ержа«нее

65 3934

Составитель С. Беловодчечко

Техреп 3. Фанта Корректор Е !аппп

Редактор !э. 1!авлов

Заказ 1502/32 Тираж 1089 Е!одписное

111!!!!!Г!!! !осударственного комитета CCCl-

no делам изобретений и открытий

1 l; 0;>., Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Филиал 1!1 1! "!!отецт, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 калиброванную трубку дифманометр и регистрируюший прибор, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено задат чиком пневмоимпульсов и связанным с % ним клапаном, установленным между рабочей и компенсационной камерами днфманометра, а также компенсатором изменений начального объема газа, в калиброванной трубке, причем компенсатор выпол-!0 нен в виде дополнительной калиброванной трубки, соединенной с компенсационной камерой дифманометра и снабженной электродами и связаннымн с ними через электронные реле электропневматическими клапанами впуска и выпуска газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Оствальд, Лютер> Друкер Физи кохимические измерения . Л., "Химтехиздат, 1935, с. 254-255, 2. Заводская лаборатория, 1970, Ию 12, с. 147,". 1475, 3, "Измерительная техника", 1972, N 1 2, стр. 64-6 6.