Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей Советский патент 1992 года по МПК G01N13/02 

блок присоединен к исполнительному механизму крана,

На чертеже представлена схема устройства для измерения поверхностного натяжения жидкостей.

Устройство состоит из измерительного сосуда 1, в центре дна которого установлен акустический струйный излучатель 2, к которому подключено сопло 3 с газоподврдящей трубкой, на которой установлены расходомер 4 и редуктор 5. Кроме того, устройство включает в себя мерную бюретку 6, заполненную контролируемой жидкостью с краном 7, снабженным исполнительным механизмом 8, Микрофон 9 соединен с входом 10 релейного блока 11, вход 12 которого соединен с кнопкой 13 пуска, а выход соединен с входом исполнительного механизма 8, При прохождении через слой жидкости газовой струи образуется канал 14 с жидкостными стенками.

Устройство для измерения поверхностного натяжения работает следующим образом.

Для измерения поверхностного натяжения жидкости на вхо струйного акустического излучателя 2 подают газ с постоянным расходом, величина которого устанавливается с помощью редуктора 5 и контролируется расходомером 4. Начальное количество контролируемой жидкости в измерительной бюретке 6 фиксируется и принимается за начало отсчета.

Процесс измерения начинается после нажатия кнопки 13 пуска. На исполнительный механизм 8 крана 7 поступает сигнал, под действием которого крин 7 открывается и контролируемая жидкость поступает в измерительный сосуд 1. При поступлении жидкости ее уровень h в сосуде 1 растет.

Газ с постоянным расходом поступает на акустический струйный излучатель 2, который осуществляет высокую турбулизацию поступающей газовой струи, генерируя при этом звуковые колебания с частотой (Do. Выходящая из излучателя струя газа образует в поступающей жидкости канал 14.

Звуковые колебания, генерируемые излучателем 2, описываются уравнением вида

a(t) Amo cos UJot,

гдеАто, Wo амплитуда и частота звукового колебания;

t - время.

Жидкость из бюретки 6 подается в измерительный сосуд 1 до тех пор, пока канал 14 сохраняет устойчивую форму.

Как только уровень жидкости в измерительном сосуде 1 станет критическим Ькр, то поверхность канала 14 начнет претерпевать периодические, изменения, близкие к гармоническим:

f(t) Amcos Qt,

где Am и Q- амплитуда и частота изменений формы газового канала.

Частота Q периодических изменений формы канала является инфразвукд,вой и определяется скоростью движения возникающей жидкостной волны по поверхности канала 14.

В системе струя газа - жидкость в автоколебательном режиме взаимодействия будет осуществляться акустическая амплитудная модуляция, при которой на колебания звуковой частоты будут накладываться колебания инфразвуковой частоты.

Переход системь струя газа - жидкость иаустойчивого состояния в автоколебательное происходит при достижении уровнем жидкости в измерительном сосуде 1 критического значения, определяемого поверхностным натяжением жидкости.

Звуковой сигнал после модуляции можно описать уравнением

aAm(t) Am(t) COS tOot,

Am(t) Amo(1 + coS Qt) - Огибаюгде

mo

щая акустического амплитудно-модулированного колебания;

Amo - среднее значение акустического амплитудно-модулированного колебания, равное амплитуде немодулированного звукового колебания;

Кдт-постоянный коэффициент пропорциональности, несет информацию о начале автоколебательного процесса.

Этот сигнал после преобразования микрофоном поступает на релейный блок 11, осуществляющий детектирование и формирование управляющего воздействия на исполнительный механизм, если амплитуда огибающей звукового колебания отлична от нуля.

После наступления автоколебательного процесса взаимодействия подача контролируемой жидкости в измерительную емкость прекращается. После этого о величине поверхностного натяжения судят по величине объема жидкости, поданной из измерительной бюретки 6.

Звуковые немодулированный и модулированный сигналы легко воспринимаются как микрофоном, так и исследователем.

Таким образом, предлагаемое устройство для измерения поверхностного натяжения обладает более высокой точностью за счет исключения неопределенности режима течения газа, так как он всегда будет турбулентным, кроме этого, осуществление амплитудной модуляции в момент перехода системы струя газа - жидкость из устойчивого состояния в автоколебательное позволяет осуществить более надежный процесс фиксации этого перехода.

Формула изобретения Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей, содержащее измерительную емкость с соплом, мерную бюретку с краном, размещенную над измерительной емкостью, соединенные с соплом расходомер и редуктор, микрофон, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно дополнительно снабжено акустическим струйным излучателем и релейным блоком, причем кран выполнен с исполнительным механизмом,

0 акустический струйный излучатель расположен между соплом и дном измерительной емкости, а релейный блок соединен с выходом микрофона и исполнительным механизмом крана.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аэрогидродинамическим устройствам для измерения поверхностного натяжения жидкостей, и может найти применение в различных отраслях промышленности для измерения состава и свойств жидкостей по величине их поверхностного натяжения. Целью изобретения является повышение точности измерений. Точность . повышается за счет того, что устройство -дополнительно снабжено акустическим струйным излучателем и релейным блоком, причем акустический струйный излучатель подключен к соплу, а выход микрофона через линейный блок присоединен к исполнительному механизму крана. 1 ил.слсИзобретение относится к измерительной технике, в частности к аэрогидродинамическим устройствам' для измерения поверхностного натяжения жидкостей, и может найти применение в различных отраслях промышленности для измерения состава и свойств жидкостей по величине их поверхностного натяжения.Известно устройство для измерения поверхностного натяжения, содержащее сосуд с контролируемой жидкостью,капиллярную трубку; опущенную в жидкость, регулятор расхода газа, установленьый на трубопроводе подачи газа в капиллярную тру'бку, измеритель максимального давления газа в процессе образования (и последующего отрыва) пузыря.Недостатком известного устройства является недостаточная точность при измерении поверхностного натяжения вязких жидкостей.Известно устройство для измерения поверхностного натяжения, содержащее измерительную емкость, сопло, мерную бюретку, кран с исполнительным механизмом, расходомер, редуктор, и микрофон.Данное устройство имеет недостаточную точность. Указанный недостаток возникает вследствие того, что режим течения газа должен быть определенным, кроме того, вызывает сложность фиксация момента начала колебаний газового канала с инфраз- вуковой частотой при помощи микрофона при работе в закрытых аппаратах.Целью изобретения является повышение точности измерения.Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей дополнительно снабжено акустическим струйным излучателем и релейным блоком, причем акустиче.- ский струйный излучатель подключен к соплу, а выход микрофона через релейныйю00 СА^

Сжатый газ