Прибор для измерения поверхностного натяжения жидкостей Советский патент 1984 года по МПК G01N13/02 

Изобретение относится к технике измерения поверхностного натяжения жидкостей.

Известен прибор для опредения поверхностного натяжения жидкостей, содержащий калиброванное тело, весовое устройство и средства для перемещения тела относительно поверхности жидкости 1.

Прибор имеет низкую точность измерения и малую надежность из-за нарущения поверхности жидкости при отрыве калиброванного тела (кольца) от поверхности жидкости и малое быстродействие из-за невозможности быстрых повторных измерений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является прибор для измерения поверхностного натяжения жидкостей, содержащий стол с приводом перемещения, калиброванное тело, укрепленное на коромысле весов, установленном на опорной призме, которое снабжено системой автоматического уравновешивания и связано с отсчетным и коммутационным устройствами 2.

Известный прибор имеет недостаточные точность, надежность и быстродействие, поскольку отсутствие жесткой фиксации подвески с кольцом (калиброванным телом) в момент максимального усилия вызывает нестабильность юложения кольца относительно поверхности жидкости, что влечет возможность отрыва кольца от поверхности жидкости и невозможность повторных измерений, а вертикальные колебания нодвески с кольцом вызывают возмущение поверхностного слоя жидкости, что не позволяет четко зафиксировать максимальное усилие.

Целью изобретения является повышение точности, надежности и быстродействия при измерении поверхностного натяжения жидкостей.

Поставленная цель достигается тем, что в приборе для измерения поверхностного натяжения жидкостей, содержащем стол с приводом перемещения, калиброванное тело, укрепленное на ко)омысле весов, установленном на опорной призме, которое снабжено системой автоматического уравновешивания и связано с отсчетным и коммутационным устройствами, на коромысле весов размещена грузоприе1мная призма, на которой установлена нлощадка с подвеской, соединенная с калиброванным телом и с V -образной парой рычагов, снабженных приводом вращения, причем ось рычагов совмещена с лезвием онорной призмы, а састема автоматического уравновешивания связана через дифференциатор с компаратором, который по одному каналу через коммутационное устройство связан с приводами V-образной пары рычагов и стола, а по другому через триггер и регистр индикации - с отсчетным устройством.

На чертеже приведена схема нредлагаемого прибора.

Прибор содержит калиброванное тело 1 (кольцо), стол 2 с нриводом 3, коромысло 4 с системой автоматического уравновещивания, состоящей из компенсатора 5, датчика 6 разбаланса, усилителя 7, аналого-цифрового преобразователя 8 и отсчетного устройства 9 (цифровой индикатор), и с грузоцриемной 10 и опорной П призмами, коммутационное устройство 12, подвеску 13 с площадкой 14, V -образ11ую пару рычагов 15 и 16 с приводом 17, с упора.ми 18 и осью 19, совпадающей с лезвием онорной призмы 11. дифференциатор 20, компаратор 21.

, регистр 22 индикации, триггер 23.

Резервуар 24 стола 2 заполняется исследуемой жидкостью 25.

Стол 2 имеет вертикальное перемещение от кулачка 26, приводимого во вращение приводом 3. Остановка стола 2 в вер.нем

0 ноложении осуществляется с помощью микровык;1ючателя 27. Площадка 14 подвески 13 снабжена опорой 28 и фиксирующими гнездами 29 под упоры 18. Ось 19 V-образных рычагов 15 и 16 расположена в горизонтальной п/юскости рядом с опорой 30. Перемеш.ение V -образных рычагов 15 и 16 осуществляется от фивода 17 через кулачок 31.

Выключение привода 7 в крайних положениях V-образных рычагов 15 и 16 осуQ ществляется микровыключателями 32 и 33.

Регулируемые упоры 18 предназначены для ограничения угла заклонения ДТ коромысла 4.

Ручное управление приводами 3 и 17 5 осуществляется с блока 34 управлепия через коммутационное устройство 12.

Для фиксации результатов из.мерения применяется цифропечатающее устройство 35, подключаемое через ключ 36, управляемый компаратором 21, к отсчетному уст ройству 9.

Прибор работает следующим образом. Резервуар 24 заполняется испытываемой жидкостью 25, стол 2 поднимается в верхнее ноложение и калиброванное тело 1 находится на поверхности жидкости 25. Включается привод опускания стола 2, который онускается вниз по заданной нрограмме и с запланированной скоростью, получаемой профилем кулачка 26.

QНа кольцо 1 действуют силы поверхностного натяжения жидкости, которые через подвеску 13 заслоняют коромысло 4 на угол . С датчика 6 разбаланса нодается сигнал в виде UBX на усилитель 7, вырабатывающий компенсационный ток 1

5 для компенсатора 5 и выходной сигнал UK для аналого-цифрового преобразователя. Через регистр 22 индикации с аналого-цифрового преобразователя 8 снимается на отсчетное устройство 9 сигнал S, эквивалентный силе поверхностного натяжения жидкости, и фиксируется в виде цифровой индикации. Система автоматического уравновешивания связана через дифференциатор 20 с компаратором 21. Сигнал UK все время возрастает до определенного предела, пропорционально возрастанию силЪ поверхностного натяжения, которая при максимальном значении остается какой-то промежуток времени постоянной, этот момент и фиксирует дифференциатор 20, на вход которого подается сигнал UK, а с выхода снимается сигнал иди(з , пропорциональный изменению Up (усилия на кольце 1). Как только усилие поверхностного натяжения не будет изменяться с течением времени и Ufi const, а - О, компаратор 21зафиксирует этот момент и выдаст на выходе сигналы: по одному каналу через комму тационное устройство 12 на выключение привода 3 перемещения пары рычагов 15 и 16, а по другому - через триггер 23 на регистр 22индикации, который зафиксирует значение максимального усилия на кольце 1 на отсчетном устройстве 9, отключения системы автоматического уравновешивания, одновременно через ключ 36 включит цифропечатающее устройство 35. Поскольку ось враьчения коромысла 4 (лезвие призмы 11) совпадает с осью 19 вращения V-образных рычагов 15 и 16, упоры 18 всегда попадут в гнезда 29 площадки 14 и зафиксируют подвеску 13 с кольцом 1, одновре.менно также произойдет и остановка стола 2. По значению максимального усилия на отсчетном устройстве 9 определяется величина поверхностного натяжения жидкости, с блока 34 управления включается привод 3 перемещения стола 2 с жидкостью 25 вверх, которое происходит при жесткозафиксированной подвеске, на требуемую величину. Затем одновременно производится перемещение стола 2 вниз и расфиксация подвески 13 разведениемV-образных рычагов 15 и 16, включение памяти регистра 22 индикации и системы автоматического уравновешивания, производится следующее измерение максимального усилия поверхностного натяжения и его фиксация на отсчетном устройстве. Прибор может так.же работать в автоматическом режиме с фиксацией и записью результатов измерения на цифропечатающем устройстве, результаты измерений могут быть обработаны на ЭВМ с вычислением среднего значения максимального усилия поверхностного натяжения нескольских из.мерений, что значительно повышает точность измерения. Применение подвески с площадкой, V-образной пары рычагов с приводом и упорамп, дифференциатора, компаратора и регистра индикации, связи компаратора с приводами рычагов и стола п через регистр индикации с отсчетным устройством повышает точность, надежность и быстродействие, поскольку производится одновременная фиксация подвески и остановка стола с исследуемой жидкостью, что 1 сключает перемещения калиброванного те/ia относительно жидкости, не происходит нарушения поверхностного слоя II иск.почается возможность отрыва калиброванного тела от поверхности, жидкости, позволяя производить измерения многократно.

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ, содержащий стол с приводом перемещения, калиброванное тело, укрепленное, на коромысле весов, установленном на опорной призме, которое снабжено системой автоматического уравновешивания и связано с отчетным и коммутационным устройствами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, надежности и быстродействия, на коромысле весов размешена грузоприемная призма, на которой установлена площадка с подвеской, соединенная с калиброванным телом и с V-образной парой рычагов, снабженных приводом вращения, причем ось рычагов совмещена с лезвием опорной призмы, система автоматического уравновешивания связана через дифференциатор с компаратором, который по одному каналу через коммутационное устройство связан с приводами V-образной пары рычагов и стола, а по другому через триггер и регистр индикации - с отсчетным устройством. до