Устройство для приготовления термохромных композиций и измерения их цветотемпературных характеристик Советский патент 1988 года по МПК G01N21/00 B01F3/00 

Изобретение относится к устройствам для приготовления термохромных композиций, например смесей колесте- рических жидких кристаллов, предназ- наченнык для неразрушающего контроля и термометрии.

Цель изобретения - повышение производительности устройства и точности измерения.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг,2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.З- узел I на фиг.2, аксонометрия.

Устройство содержит емкость 1с крышкой 2, блок реле 3 и источник 4 света. На крышке 2 укреплены обогреваемые приспособления 5 для дозирования термохромных компонентов с электромагнитными клапанами 6, элек- тродвигатель 7 с мешалкой 8, нагреватель 9, термометр 10 и контактный термометр 11, а также шарнирно зак- репленная на кронштейне 12 обогреваемая пластина 13, установленная с воз можностью перемещения внутри емкости 1, в стенке которой расположено обогреваемое щелевое окно 14. Е нижней части емкости установлен вентиль 15. Приспособления 5 для дозирования тер мокромных компонентов содержат поплавки 16 со шкалой 17 для определения объема вводимой в емкость 1 порции необходимого компонента.

Обогреваемая пластина 13 выполня- ется, например, как металлическая пластина заданного переменного сечения с нагревателем 18, установленным на ее верхнем конце, где, кроме того может быть установлен охладитель (не показан). На верхнем и нижнем концах обогреваемой пластины 13 на поверхности, обращенной к обогреваемому щелевому окну 14, установлены спаи термопар 19.

Обогреваемое щелевое окно 14 выполняется, например, как окно с металлической рамкой 20, на верхнем и нижнем концах которой установлены нагреватели 21 и 22 и, кроме того, могут быть установлены охладители. В верхней и нижней частях на поверхности щелевого окна 14 с внутренней стороны напротив спаев термопар 19 установлены спаи термопар 23,

Устройство работает следующим образом.

Для приготовления композиции в емкость 1 подают термохромные компонен

5 0 5 0

5 0 5

5 .

ты. CooTHOuieHHe компонентов в исходной композиции предварительно определяют по фазовым диаграммам состав - цветотемпературный интервал. Перемешивание компонентов осуществляют с помощью мешалки 8. Заданную температуру композиции в емкости поддерживают при помощи нагревателя 9, управление которым осуществляют с помощью блока реле 3 и контактного термометра 1 1 .

Достижение однородного состава композиции определяют по результатам анализа ее цветотемпературных характеристик, который осуществляют следующим образом.

Пластину 13 прижимают к щелевому окну 14, причем между пластиной и окном оставляют зазор не более 0,2 мм. При большей величине зазора картина цветового распределения будет загрязняться белесым фоном, что может привести к снижению точности при оценке цветотемпературных характеристик. Тонкий слой вещества, находящийся между пластиной 13 и окном 14, служит образцом для измерения его цветотемпературных характеристик. С помощью нагревателей 18, 2 и 22 создают градиент температур по высоте пластины 1 3 и щелевого окна 14. Нагревателем 18 создают неравномерный нагрев пластины 13 по линейному закону за счет отвода тепла от пластины к композиции, для чего температуру композиции в емкости I устанавливают, не превьшгающей минимальной температуры заданного температурного интервала.

Градиент температур по высоте щелевого окна 14 устанавливают с помощью нагревателей 2 и 22 в соответствии (равным по величине) с градиентом температур на поверхности пластины 13. Адекватность градиентов температур на поверхности пластины 13 и щелевого окна 14 контролируют термопарами 19 и 23.

В том случае, если цветотемпера- турные характеристики композиции могут быть определены только при ее охлаждении (например, при получении композиции из монотропных жидких кристаллов), образец исследуемого вещества предварительно нагревают с помощью нагревателя до изотропного состояния, после чего устанавливают требуемый градиент температур. Кроме того, в этом случае градиент темпера

14

тур по высоте пластины 13 и щелевого окна 14 может быть установлен с помощью охладителей, при этом температуру композиции в емкости 1 устанавливают выше максимальной температуры заданного интервала.

Градиент температур по высоте пластины и окна вызывает соответствующий градиент температур заключенного между ними образца вещества, в результате чего по высоте пластины и окна появляются цветные линии, соответствующие различнью температурам образца, распределенным по его высоте. Возникающая цветовая картина освещается источником 4 света и наблюдается визуально или фиксируется фотоэлементом спектрофотометра.

В случае, если результаты двух последующих анализов оказываются одинаковыми, считают, что композиция однородна. Далее по результатам анализа образца определяют добавку необходимого компонента, сдвигающего цв-е тотемпературный интервал в нужную сторону или изменяющего его ширину. Необходимый компонент определяют из фазовой диаграммы состав - цветотем- пературный интервал, а количество добавки оценивают по степени отклонения цветотемпературных характеристик полученной композиции от заданных.

Для изменения состава композиции пластину 13 отодвигают от окна 14 и из соответствующего приспособления 5 для дозирования термохромных компонентов , открывая электромагнитный клапан 6, вводят добавку необходимого компонента, при этом осуществляют перемешивание композиции до достижения ее однородности. Количество введенного комлонента определяют с помощью шкалы 17. В процессе перемешивания осуществляется удаление термо- хромного вещества с поверхности щелевого окна 14 потоками перемешиваемо- го вещества.

0

5

0

25

0

Процесс получения композиции с заданными цветотемператур1Л1ми характеристиками осуществляется циклически путем добавления соответствующих ком- понентов и измерения цветотемпературных характеристик получаемой композиции вышеуказанным способом. Полученная термохромная композиция сливается через вентиль 15.

Осуществление процессов получения термохромной композиции в емкости 1 с помощью приспособлений 5 для дозировки термохромных компонентов и мешалки 8 и измерения ее цветотемпературных характеристик путем исследования образца, заключенного между обогреваемой пластиной 13 и обогреваемым щелевым окном 14, не извлекая его из емкости 1, позволяет повысить точность измерения цветотемпературных характеристик композиции за счет устранения влияния на приготовляемый образец атмосферного воздуха. Это позволяет сократить число циклов изменения ее состава до получения композиции с заданными характеристиками, а также повысить производительность устройства за счет проведения обоих , процессов в одном аппарате.

Ф

ормула изобретения Устройство для приготовления термохромных композиций и измерения их цветотемпературных характеристик, содержащее емкость, снабженную мешалкой и щелевым окном, источник света и детектор, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения производительности и точности измерения, оно снабжено металлической пластинот переменного сечения, установленной в емкости напротив щелевого окна шар- нирно, металлической рамкой для зак- |репления окна, нагревателями и охладителями, подсоединенными к верхнему концу пластины и к верхней и нижней сторонам рамки.

ВиЗА

If

Ю 5

IS

фиг2

18

13

/Д

12

.3

Изобретение относится к устройствам для приготовления термохромных 1F ко позиций и измерения их цветатемпе- ратурных характеристик. Цель изобретения - повышение производительности устройства и точности измерения. В емкость 1 подают термохромные композиции в определенном соотношении и перемепшвают их при одновременном нагреве. При анализе пластину 13 прижимают к щелевому окну 14, оставляя зазор между ними не более 0,2 мм. С помощью нагревателей создают градиент температур по высоте пластины и окна, в результате чего по высоте пластины и окна появляются цветовые линии, соответствующие различным температурам образца, которые освещаются источником света и фиксируются фотоэлементом или наблюдаются визуально. 3 ил. 9 (Л ю 00 ел