Способ измерения относительной дисперсии сечений капилляров Советский патент 1988 года по МПК G01B13/00 

4 СП

о

О)

cpi/i.t

Изобретение относится к методам измерений и контроля с помощью пневматических и гидравлических средств и может использоваться для измерений относительной дисперсии сечений калиброванных капилляров из различных материалов - металла, стекла, пластмасс; измерения относитель-- ной дисперсии проходных сечений по- лых волокон в мембранных разделительных системах, сечений многоканальных трубок-теплообменников, а также в других областях, где требуется контролировать с повышенной точностью однородность проходных сечений тонких каналов.

Цель изобретения - упрощение из- мерения путем дифференциальной оценки пропускной способности пучка ка- пилляров о

На фиг.1 приведена схема измерения относительной дисперсии площадей сечений каналов; на фиг,2 - гистрограмма распределения проходных сечений в пучках капилляров

В состав измерительной схемы входят источник 1 стабилизированного потока вязкой среды, устройство 2 ввода вещества-метки; соединительный узел 3; контролируемый пучок 4 капилляров, детектор 5, регистрирующее устройство 6 и соединительные линии 7, Такой набор узлов в необходимой для реализации способа функцио- нальной связи имеется в газовых или жидкостных хроматографах, предназначенных для измерения химического состава многокомпонентных смесей веществ При равных длинах капилляров и пере- падах давления на них разброс скоростей движения вязкой среды и, следовательно, вещества-метки в капиллярах однозначно связан с разбросом площадей сечения капилляров. Это обетоятельство позволяет из дисперсии времен прохождения каналов веществом- меткой однозначно получить относитель ную дисперсию площадей сечений каналов ,

Скорость движения вязкой среды в капилляре подчиняется закону Пуазей- ля:

„ йР д„ -- S - AS

81

(1)

где S - площадь сечения капилляра;. 1 - длина капилляра;

ДР - перепад давлений на капилляре;

- вязкость средыо Время прохождения капилляра веществом-меткой равно

V AS

(2)

Пусть S SQ - некоторое выделенное сечение, например, среднее арифметическое, тогда

У - ч

л. - /

(3)

где tg - время прохождения вещество -о меткой капилляра с сечением So,

Капилляры 4 укладывают в пучок, поток вязкой среды с ламинарным режимом течения в капиллярах создают от единого источника 1, в поток вязкой среды вводят вещество-метку и записывают с помощью регистрирующего устройства 6 график изменения концентраций вещества-метки, который имеет, как правило, форму крийой Раусса,

Измеряя время выхода центра пика (математическое ожидание распределения) и дисперсию кривой, напр йнер путем измерения полуширины пика на полувысоте, вычисляют по формуле

г-1.ч

4,35 t:

(4)

35 40 5 0

5

относительную дисперсию проходных сечений капилляров в пучке. Здесь

относительная дисперсия, с, полуширина пика на полувысоте.

Пример, Для измерения используют хроматограф ЛХМ-80, Вязкая среда - аргон, вещество-метка - метан, детектор 5 - пламенно-ионизационный. Пучок 4 из 200 капилляров внутренним диаметром мкм включают между устройством 2 ввода и детектором 5, создают поток аргона от источника 1, Вещество-метку вводят в поток в виде узкой 5 -образной временной пробки. Тогда количество вещества-метки, регистрируемое в момент времени t на выходе капилляров, прямо пропорционально числу каналов, через которые пробки прошли за время t.

Устройством 6 регистрируют график изменения концентраций вещества-мет«

314

ки (фиго 2)о Этот график пересчитывают по зависимости (4) в гистограмму площадей проходньк сечений капилляров.

Использование хромотографа для дифферен|щальной оценки дисперсии сечений капилляров по изменению во времени концентрации вещества-метки, введенной одновременно во все капилляры, позволяет упростить измерение

Формула изобретения

Способ измерения относительной дисперсии сечений капилляров, вклю- .чаюший создание в кагасллярах потока

04

вязкой среды с ламинарным режимом те чения и определение относительной дисперсии сечений капилляров по гистограмме параметра потока, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерений, капилляры одинаковой длины укладывают в пучок , поток вязкой среды создают от

источника, единого дпя всех капилляров, в поток среды на входе в капилляры импульсно вводят веЩёство-метку, на выходе пучка регистрируют изменение концентрации вещества-метки в по-

токе среды, а в качестве гистограммы параметра потока используют график изменения концентрации.

Изобретение относится к измери- алаЕ.А. мао 2. НОЙ ери- тельной технике и может быть использовано для измерения относительной дисперсии сечений капилляров, С целью упрощения измерения путем интегральной оценки пропускной способности пучка капилляров на вход в пучок капилляров 4 подают вязкие газ или жидкость и импульсно вводят ве- щество--метку, скорость движения которого в каждом капилляре зависит от его диаметра. На выходе кз пучка капилляров с помощью хроматографа 5 фиксируют изменение во -времени концентрации вещества метки График изменения концентрации принимают за гистограмму площадей проходных сечений капилляров. 2 ил. § (Л

Вре11я, с