Способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1436017 А 4 601 М 13/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ С: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный заочный машиностроительный институт(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, к способам определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости. Цель - повышение чувствительности и упрощение способа за счет исключения необходимости независимого измерения объема капли. Способ основывается на явлении вибрации капель, свободно падающих в потоке воздуха. Вибрирующая капля рассеивает падающее на нее излучение, которое регистрируется приемником излучения, По величине средней мощности, рассеченной в некотором фиксированном направлении, определяют объем падающей капли, а по положению максимумов в спектре регистрируемого сигнала - собственные частоты колебаний капли. Исходя из объема капли и частоты ее собственных колебаний определяют коэффициент поверхностного натяжения жидкости. Достоинствами метода являются дистанционный характер измере-ний и малое количество исследуемой жидкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно физико-химическому анализу свойств жидкостей, в частности к способам определения коэффициентаповерхностного натяжения (КПН, и можетбыть использовано для измерения КПН вдождях,Цель изобретения - упрощение способапутем исключения необходимости независимого измерения объема капли и повышениячувствительности определения.На чертеже приведена схема устройствадля проведения измерений.Устройство для оп ределения КПН состоит из коллимированного источника 1 света, подключенного к источнику 2 постоянного 15тока, фотоприемника 3, наведенного на определенную область, которая выделяется впространстве г.ри пересечении диаграмм направленности подсвечиваюгцего источника 1света и фотоприемника 3, которую пересекают падающие капли 4. Выход фотоприемника 3 соединен через усилитель 5 со спектроанализатором 6, который анализирует сигнал фотоприемника в диапазоне частот 0 -200 Гц. Угол рассеяниявыбирают исходяиз оптических свойств жидкости. 25Как показали исследования оптическихсвойств вибрирующих капель, колебания капель приводят к аномально-высокой модуляции рассеянного излучения при углах рассеяния, соответстзуюгцих максимальной изменчивости индикатриссы рассеяния капли поуглам, т.е. в тех направлениях рассеяния ,при которых достигаешься .максимум производной --- . где 1(о) - индикатрисса рас. 31 Ф4 с(35сеяния капли (интенсивность рассеяния света).Пример, Измеряют КПН свободно падающих капель дождя.Для определения углов рассеяния, соответствук)ших максимальной изменчивости ин. 40дикатриссы рассеяния капли по углам, проводится измерение индикатриссы рассеяния(Ы. ) капли воды, и по форме кривой 1( 1,)получают, что максимум производной : -45сЫсоответствует углам рассеяния 136,5137,5 (разброс обусловлен дисперсией света). Поэтому для водяных капель угол рассеяния К выбран37+0,5.Измерительная установка с фиксирован ной геометрией градуирована в относительных единицах по рассеянию сферической каплсй воды диаметра Р =2,5 мм, помещенной в выделенную диаграммой область. Поскольку индикатрисса сферических капель в приближении геометрической оптики не зависит от диаметра капель Рф, то интенсивность, рассеянная в любом направлении,при фиксированной геометрии измерений пропорциональна Р 2 Ф, Спектральную плотность постоянной составляющей спектра2 можно выразить соотношением 5 = 5 ,Оф; где Я - спектральная плотность постоянной составляюшей сигнала, рассеянного градуировочной каплей, диаметр которой Р . Отск)да определяют диаметр, а следовательно,и объем измеряемой капли Ч= - Р (д-)"По частоте 1, на которой наблюдался первый локальный максимум спектральной плотности, и величине 7 определяют КПН жидкости О исходя из формулы Рэлеягде Лчастота колебаний капли, с;6 - КПН жидкости, Н м ;зЯ - плотность .кидкости, кг.м/ - объем капли, м.Способ используют для измерения КГ 1 Н капель дождя, сферический диаметр Я, которых 2,5 мм +0,3 мм. Это связано с тем, что капли больших размеров во время падения искажают свою форму, и собственные частоты вычисляются более сложным образом. Капли меньших размеров трудно измерить, так как их добротность меньше и в них хуже возбуждаются собственные колебания. Для капли, измеренный объем которой оказался равным Ч 8,3 10 м, первый локальный максимум в спектре наблюдается на частоте 1, 8,5 Гц, откуда получено значение б 75 1 ОНм ,Формула изобретения1. Способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости, заключаюшийся в оптическом измерении частоты колебаний свободно падающей капли жидкости и расчете поверхностного натяжения с хчетом обьема капли, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа путем исключения необходимости независимого измерения обьема капли, падающую каплю освещают пучком света, регистрируют интенсивность рассеянного каплей света в процессе ее падения, анализируют временную зависимость интенсивности рассеяния с помощью спектроанализатора, измеряют постоянную составляюшую интенсивности рассеяния, по которой рассчитывают объем капли, а частоту колебаний капли оценивают по частоте, соответствующей первому локальному максимуму спектральной плотности рассеянного света.2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, рас1436017 Составитель А. КашеевРедактор Л. Зайцева Техред И. Верес Корректор В. ГирнякЗаказ 5638/43 Тираж 847 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5ПроиЗводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сеянный свет регистрируют в диапазоне уг лов рассеяния, соответствующих максимальной изменчивости индикатриссы рассеяниякапли по углам.