Устройство для определения поверхностного напряжения жидкостей

.ВчОП;".И С"А Н И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциал иетичесаеРеспублик 111693159 К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ Дополнительное к авт. ид 2503578/18-2) Заявлено 04.07,77 (21 рисоединением заявкиГосударственный комитет ссср ав делам кэобретвнкй и открытий. Бди нчук, Б. Н. Локотош 71) Заявитель вано-Франковскии институт нефти и газа 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХЯОГТЙИ ОНАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ Изобретение относится к устроиствам для измерения физико-химических параметров жидкостей и растворов поверхностно-активных веществ, в частности, для измерения поверхностного натяжения, и может найти применение в различных производственных процессах. в лабораторной практике и научных исследованиях,Известно устройство для определения поверхностного натяжения, которое выполнено в виде 11-образной трубки с коленами различных диаметров и применяется для исследования небольших количеств жидкости 1.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения поверхностного натяжения жидкостей, содержащее измерительный капилляр с калиброванным внутренним отвер стием и сосуд для исследуемой жидкости 2 . Значение поверхностного натяжения при этом определяют по высоте поднятия мениска исследуемой жидкости в калиброванном капилляре относительно уровня жидкости в сосуде. Существенным недостатком известных устройств является дополнительная погрешность полученных результатов при определенйи временной зависимости поверхностного натяжения растворов поверхностно-активных веществ (динамического поверхностного натяжения). Это обусловлено тем, что начальная высота поднятия меииска исследуемой жидкости в калиброванном капилляре, а также ее изменение во времени, вызванное адсорбцией молекул поверхностно-активных веществ ПАВ на поверхность мениска, являются функцией концентрации ПАВ в ближайшей области раствора вокруг нижнего конца капилляра и практически не зависят от концентрации ПАВ в других участках объема жидкости в сосуде.Целью изобретения является повышение точности определения динамического поверхностного натяжения растворов ПАВ,Для этого устройство дополнительно снабжено пневматическим логическим элементом ИЛИ-НЕ-ИЛИ, счетчиком пневматических импульсов и системой измерительных капилляров одинакового внутреннегодиаметра различной длинЫ, причем верхниеконцы измерительных капилляров устацоглены на одинаковом расстоянии от свооодцой поверхности жидкости в сосуде, внутренние их полости соединены между собой и с логическим элементом ИЛИ-НЕ-ИЛИ второй вход которого соединен со счетчиком пневматических импульсов, а нижние, концы капилляров погружены в исследуемую жидкость на различные глубины равномерно по ее объему.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства для определения поверхностного натяжения жидкостей.Устройство состоит из сосуда 1 с исследуемой жидкостью, измерительных калибро 5 1 о 1 З ванных капилляров 2 одинакового внут, реннего диаметра различной длины, пневматического логического элемента ИЛИ-НЕИЛИ 3 и счетчика 4 пневматических импульсов.Верхние концы всех измерительных капилляров 2 установлены на одинаковом расстоянии Н от свободной поверхности жидкости в сосуде 1, а нижние - на различной глубине в исследуемой жидкости по ее объему. то и воздуха под давлением через дроссель 5 струя в логическом элементе переключится на второй его выход. На вход счетчика 4 импульсов поступит пневматический сигнал. По истечении некоторого промежутка времени, достаточного для уменьшения давления над менисками жидкости в капиллярах до предыдущего значения благодаря истеИзмерение динамического поверхностного натяжения жидкостей с помощью предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.В сосуд 1 с исследуемой жидкостью опускают все измерительные калиброванные ка- озо пилляры 2 одинакового внутреннего диаметра различной длины таким образом, чтобы верхние концы их были установлены на одинаковом расстоянии от свободной поверхности жидкости в сосуде 1, а нижние были размещены равномерно по объему исследуемой жидкости.На вход устройства подают питающий воздух при стабилизированном давлении порядка 14 КПа. Логический элемент ИЛИНЕ-ИЛ И типа Волга изготовлен таким40 образом, что когда давление в суммарном объеме над менисками жидкости в измерительных капиллярах, которые подключены к одному выходу логического элемента, является меньшим некоторого значения, струя воздуха внутри этого элемента будет направлена к первому выходу. Если давление в суммарном объеме над менисками жидкости в капиллярахстанет большим определенного значения избыточного давления, то благодаря действию обратной связи 1 струи о чению воздуха через дроссель 5 логического элемента, струя воздуха в логическом элементе снова возвратится в исходное состояние, т. е, переключится на первый выход. Частота переключений струи воздуха внутри логического элемента с первого выхода на второй будет функцией суммарного объема воздуха над менисками жидкости в измерительных калиброванных капиллярах, который, в свою очередь, является функцией среднего значения динамического поверхностного натяжения исследуемого раствора по всему его объему. Увеличение поверхностного натяжения исследуемого раствора ПАВ приводит к большей высоте поднятия менисков жидкости в капиллярах, т. е. к уменьшению суммарного объема воздуха над менисками. Последнее приводит к уменьшению времени, необходимого для увеличения давления в суммарном объеме до значения, достаточного для переключения струи воздуха в логическом элементе под действием этого давления с одного выхода на второй, а это, в свою очередь, - к увеличению частоты выходных сигналов, считываемых счетчиком пневматических импульсов.При уменьшении поверхностного натяжения исследуемого раствора ПАВ частота пневматических импульсов уменьшается,Таким образом, предлагаемым устройством возможно измерять среднее значение динамического поверхностного натяжения растворов ПАВ по всему объему, что приводит к значительному повышению точности измерений поверхностных свойств растворов ПАВ.Формула изобретенияУстройство для определения поверхностного натяжения жидкостей, содержащее измерительный капилляр с калиброванным внутренним отверстием и,сосуд для исследуемой жидкости, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения динамического поверхностного натяжения, оно дополнительно снабжено пневматическим элементом ИЛИ-НЕ-ИЛ И, счетчиком пневматических импульсов и системой измерительных капилляров одинакового внутреннего диаметра различной длины, причем верхние концы измерительных капилляров установлены на одинаковом расстоянии от свободной поверхности жидкости в сосуде, внутренние их полости соединены между собой и с логическим элементом ИЛИ-НЕИЛИ,второй вход которого соединен со счетчиком пневматических импульсов, а нижние концы капилляров погружены в исследуемую жидкость на различные глубины равномерно по ее объему,693159 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. 5. Яцддеп, 1. С 11 егп. Ьоз., 120, 1483,1921,62. %. О. НагЫпз, Н. Г, богдан А гпе 1 Ьодаког йе де 1 еггп 1 па 11 оп о 1 вцг 1 асе апд 1 п.1 егас 1 а 1 епяоп 1 гогп йе гпах 1 гпцгп рц 11.:;оп а г 1 пд.,1 оцгп. Агпег. СЬегп. 5 ос. 52,5, 1751 - 1772, 1930 (прототип),Составитель Н. Ме Техред О. ЛуговаяТираж 1073 И Государственного ком делам изобретений и о осква, Ж - 35, Раушскак Патент, г, Ужгород,ЦНИИПпо 113035, М лиал ППП Редактор Т. Клюква аказ 6395/44 ьшининаКорректор В, СиницкПодписноеитета СССРткрытийнаб., д. 4/5ул. Проектная, 4