Способ определения радиуса капилляра

,80.1247 А 1 И 15 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ССС1969ССР1977(57) Способ опрпилляра может бопределения ради ЕДЕЛЕНИЯ УСА КА еления радиуса ка ь использован для са микроотверстия а ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Авторское свидетельствоУ 280042, кл. С 01 Б 15/08,Авторское свидетельство СУ 678310, кл. С 01 Р 23/24,в стенке закрытой емкости и позволяет устранить влияние величины давления и фона паров жидкости на точностопределения. Способ заключается в заполнении герметичной емкости, сообщенной капилляром с атмосферой, жидкостью и измерении скорости испарения жидкости через капилляр. Приэтом емкость заполняют жидкостьюс растворенными нелетучими составляющими до давления, обеспечивающегопульсирующий характер испарения жидкости. Радиус капилляра определяютпо амплитуде пульсаций скорости исп1 124Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бытьиспользовано для определения радиусамикроотверстия в стенке закрытойемкости.Цель изобретения . - расширение области применения и повышение точности путем устранения влияния величиныдавления и фона паров жидкости на реэу)пьтаты измеренийВ основе способа лежит тот факт,что в процессе истечения (испарения)жидкости через капилляр происходитконкуренция двух процессов:подвод жидкости из полости емкостив сквозной капилляр по известномусоотношению Пуаэейлягфтп =(дР+РФ) т 1)т 8 Ыгде ш - количество истекшей жидкости через капилляр;г - радиус капилляра;с - длина капилляра;Ь - вязкость жидкости;ьР - избыточное давление в емкости по отношению к атмосфере;Р - капиллярное давление жидФкости,испарение жидкости из полостикапилляра в атмосферу по известномусоотношению Фика п,: я, )г) где ш - скорость испарения жидкостис поверхности;Рнас. - давление насьпценных паровжидкости;Р - давление паров жидкости на2расстоянии 8 от поверхностииспарения.В случае, если в жидкости растворены нелетучие вещества (соли и др. соединения), то процесс испарения с ее зеркала, находящегося в полости капилляра, замедляется. При этом верхний слой зеркала жидкости насыщается солями. Они накапливаются в капилляре, уменьшают зеркало испаряющейся в капилляре жидкости, ухудшают испарение жидкости из капил- - ляра и нарушают равновесие ш=ш т.е. количество поступающей в капилляр жидкости ш, будет больше колитчества испаряющейся с открытого .зеркала жидкости тп в полости капил2ляра. Это приводит к смещению положения зеркала жидкости в сторону 7722 2выхода в атмосферу (вплоть до выхода,зеркала жидкости иэ полости канала).Пленка солей за счет перепада давленин жидкости на канале капилляравыталкивается из полости капилляра;зеркало жидкости освобождается отсолей и вновь открыто для испарения.Этим моментам соответствуют максимальные скорости испарения жидкости 1 О из капилляра.Затем за счет большой скоростииспарения зеркало жидкости вновьвозвращается вглубь канала и начинается процесс накопления солей в пот 5 лости канала. Минимальная скоростьиспарения соответствует накоплениюв паре максимального количества нелетучих составлякпцих, т.е. процессиспарения будет пульсирук)щим.20 Для наступления пульсирующего режима истечения жидкости необходимовыполнить условие испарения жидкостив полости капилляратп(тп (3) 25 т .е, скорость испарения жидкости шэа счет испарения с поверхности должна быть больше скорости подвода жидкости в капилляр ш за счет перепададавления.Это легко обеспечить подачей жидкости в полость капилляра под заданным давлением, .которое выбирают исходя из условия (3), т.е.:тг , Р нос85 1- -(ьР+Рд) (О п г- --- . (4)8 Как следует из уравнения (2), скорость испарения жидкости зависит от площади зеркала жидкости в капилляре Я=Рг, т.е. от радиуса капилля ра, что определяет зависимость амплитуды колебаний скорости испарения от величины радиуса микрокапилляра, т.е. при прочих равных условиях скорость испарения жидкости будет тем больше, чем больше радиус,Способ осуществляют следующим образом.Насьпцают жидкость малорастворимыми труднолетучими составляющими и по. дают жидкость в емкость под избыточным давлением до наступления линейного характера расхода жидкости, затем снижают перепад давления жидкости в капилляре до значения, при котором наступает пульсирующий характер скорости испарения жидкости, ,фиксируемой газоанализатором илиФормула изобретения Составитель А.КощеевРедактор В.Ковтун Техред Н.Бонкало Корректор М.Шароши Заказ 4116/41 Тираж 778 Подпис ное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Лроизвадственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4; 3 124 другими средствами. Снимают кривую скорости испарения жидкости (раствора), например, по количеству выделяю . щегося газа в зависимости от времени, затем из калибровочного графика, построенного заранее с использованием набора капилляров с известными радиусами, по высоте амплитуды пульсаций определяют радиус капилляра,П р и м е р. В испытательную емкость. устанавливались образцы со сквоэнымн капиллярами радиусами 0,2 и 1,1 мк, Емкость заправлялась азотной кислотой с содержанием в ней азотнокислых солей 1107., повышалось давление в емкости до избыточ ного давления 5 кгс/см и снимались кривые скорости испарения (расхода) жидкости через каждый капилляр. Изме рение скорости испарения азотной кислоты производилось по окислу ЯОчувствительность .метода определения паров Ю составляла 0,02 мкг или 210 ,г. Для повышения надежности измерения концентрации паров Ю, производилось накопление количества ЯО в анализируемом объеме погло 2тительного раствора в течение 15- 60 с путем последовательного пропускания потока нейтрального газа над капилляром и через поглотительный 7722 4раствор. При этом анализируемые количества НО в растворе поглотителясоставляли 2 10"зг/с 15 с =0,3 10 ф г,что более чем на 1-2 порядка большечувствительности выбранного методаанализа. На образце с радиусом0,2 мк амплитуда скорости испаренияазотной кислоты составляла 1,5 ю10г/с, на образце с радиусом 1 р. 1,1 мк амплитуда скорости испарениясоставляла 0,510 г/с. Способ определения радиуса капилляра, заключающийся в заполнении гер метичной емкости, сообщенной капилляром с атмосферой, жидкостью и измерении скорости испарения жидкости щ через капилляр, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с. целью расширения области применения и повышения точности способа путем устранения влия" ния величины давления и фона паров контрольной жидкости на результаты измерений, емкость заполняют жидкостью с растворенными нелетучими составляющими до давления, обеспечивающего пульсирующий характер испа 30 рения жидкостиф и измеряют амплитудупульсации скорости испарения, по которой определяют радиус капилляра.