СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК G01N13/02 

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к бесконтактным аэрогидродинамическим способам контроля поверхностного натяжения жидких веществ, и может найти применение в различных отраслях промышленности.

Известен способ измерения поверхностного натяжения (Залманзон Л.А. Гидродинамические методы измерения параметров автоматизированных систем. М.: Наука, 1973. - С.61-62), заключающийся в деформации поверхности контролируемой жидкости газовой струей и измерении параметров образованного углубления как функции поверхностного натяжения, использующем оптические методы.

Недостатком такого способа измерения поверхностного натяжения является невозможность его использования для непрозрачных сред.

Наиболее близким по технической сущности является способ измерения поверхностного натяжения (Авторское свидетельство 1753369, М.Кл. 5 G 01 N 13/00, Способ определения поверхностного натяжения жидкостей /В.П. Астахов, М. М. Мордасов, В.Д. Журавлев), заключающийся в формировании углубления на поверхности жидкости газовой струей, вытекающей из сопла, измерении расхода газа. Форма углубления контролируется световым потоком, проходящим через жидкость по оси симметрии углубления. О величине поверхностного натяжения судят по расходу газа в струе, при котором световой поток минимален.

Недостатком этого способа является невысокая точность вследствие потери информативности сигнала при прохождении через слой жидкости, а также невозможность работы с непрозрачными жидкостями.

Технической задачей изобретения является повышение точности измерения поверхностного натяжения жидких сред, а также обеспечение возможности контроля качества непрозрачных, вязких сред.

Поставленная техническая задача достигается за счет измерения отклонения отраженного светового потока от поверхности жидкости до и после деформации струей газа, и величину поверхностного натяжения находят как функцию расхода газа, вызывающего отклонения отраженного светового потока на заданную величину.

На чертеже представлена схема устройства для реализации способа измерения поверхностного натяжения.

Сжатый воздух от источника поступает на вход регулятора расхода воздуха 1, выход которого подключен к входу измерителя расхода 2, после которого он подается на вход сопла 3. Выходящая из сопла 3 струя газа воздействует на поверхность жидкости 4 и образует на ней углубление 5. Над поверхностью жидкости размещены источник светового потока 6 и два приемника световых потоков 7 и 8.

На источник светового потока 6 подают напряжение питания. Положение отраженного светового потока от недеформированной поверхности жидкости при отсутствии расхода газа на входе в сопло фиксируется с помощью светоприемника 7. Увеличивают расход газа, подаваемый в сопло 3. Размеры углубления на поверхности жидкости растут. Как только отраженный от поверхности углубления 5 световой поток поступит на вход светоприемника 8, осуществляют фиксацию расхода, при котором наступило такое состояние.

Деформация поверхности сопровождается изменением ее радиуса кривизны от максимального значения R-->∞ в точке A до заданного значения в точке В.

Способ, использующий отражение светового потока от поверхности с определенными значениями радиуса кривизны, является наиболее простым для реализации и более точным.

Поверхностное натяжение определяют по измеренной величине расхода газа, вызывающего на поверхности деформацию заданной глубины.

Предложенный способ измерения поверхностного натяжения позволяет повысить точность как в лабораторных, так и в производственных условиях при измерении непрозрачных сред.

Изобретение может найти применение в различных отраслях промышленности, таких как химическая, лакокрасочная, пищевая промышленность и в других. Способ заключается в измерении отклонения отраженного светового потока от поверхности жидкости до и после деформации струей газа. Величину поверхностного натяжения находят как функцию расхода газа, вызывающего отклонения отраженного светового потока на заданную величину. Техническим результатом является возможность использования изобретения для любых вязких сред, в том числе и непрозрачных, и повышение точности измерений. 1 ил.

Способ измерения поверхностного натяжения, включающий формирование углубления на поверхности жидкости под воздействием струи газа, измерение расхода газа и параметров углубления оптическими методами, отличающийся тем, что фиксируют отклонение отраженного светового потока от деформированной поверхности на заданную величину, измеряют изменение расхода газа, вызвавшее это отклонение, по которому судят о величине поверхностного натяжения.