Устройство для определения поверхност-ного натяжения жидкостей

О П И С А Н И Е 1 п,828022ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Соеетских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт 22) Заявлено 17.05.79 (21 ид-ву 51) М Кл6 01 Я 13/О 2768288/1 рисоединением заявки Х сударственнын комитет СССР о делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ 2 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к измерительным устройствам физико-химических параметров жидких сред, и может быть использовано для автоматического контроля 5 концентрации поверхностно-активных веществ (ПАВ) в растворах с концентрацией ПАВ выше критической концентрации мпцеллообразования (ККМ), а также их динамического поверхностного натяжения 10 (ДПН), непосредственно на технологическом потоке.Известно устройство для измерения поверхностного натяжения (ПН) жидкостей, работающее по методу максимального дав ления в газовом пузырьке, выходящем из отверстия калиброванного капилляра, содержащее пневматическую дроссельную и электрическую схемы измерения, пневматический преобразователь, капилляр и барбо тажную трубку, установленную на одном уровне с капилляром. В этом устройстве исключено влияние глубины погружения измерительного капилляра в жидкость и ее плотности на результаты измерения ПН 11. 25Однако с помощью такого устройства нельзя измерить концентрацию ПАВ в растворе, так как его схемой не предусмотрена стабилизация времени существования измеряемой поверхности раздела фаз. 30 Наиболее близким техническим решением является устройство для определения поверхностного натяжения жидкостей по методу максимального давления в газовом пузырьке, содержащее двухкапиллярный измерительный прибор, проточную кювету и схему измерения 2.В этом устройстве исключено влияние глубины погружения измерительного капилляра в жидкость и ее плотности на результаты измерения, имеется возможность настраивать в широких пределах время существования исследуемой поверхности раздела фаз жидкость - газ и стабилизировать любое из требуемых значений. Это дает возможность измерения с помощью такого устройства ДПН непосредственно на технологическом потоке в промышленных условиях, а прп строго фиксированном времени существования поверхности раздела фаз по измеренному ДПН можно определять концентрацию ПАВ в растворе.Недостатком указанного устройства является измерение концентрации ПАВ в растворах только до критической концентрации мицеллообразования (ККМ), при которой ДПН для заданного времени существования поверхности раздела фаз достигает наименьшего значения и при дальнейшем увеличении концентрации остается неиз 828022менным. Величина минимального значенияПН при этом зависит от применяемого врастворе ПАВ. Концентрация ПАВ, соответствующая ККМ, колеблется в пределахот 1 до 3/оЦелью изобретения является расширениедиапазона определения концентрации ПАВв растворах выше критической концентрации мицеллообразования.Для этого устроиство дополнительноснабжено регулятором соотношения потоков раствора поверхностно-активного вещества и его растворителя, исполнительнымустройством и смесителем, причем выходрегулятора соотношения соединен с входомисполнительного устройства, а смесительсоединен с входом проточной кюветы,На чертеже приведена схема устройствадля определения концентрации ПАВ в растворе выше ККМ.Устройство состоит из двухкапиллярногоизмерительного прибора 1, работающего пометоду максимального давления в газовомпузырьке, регулятора соотношения двух потоков 2, исполнительного устройства 3, смесителя 4, проточной кюветы 5 и линий подачи раствора ПАВ 6 и его растворителя 7,Измерительный двухкапиллярный приборб предназначен для определения концентрации ПАВ в технологическом растворе непосредственно на потоке по измеренномуДПН, при концентрации ПАВ в растворениже ККМ. Первый и второй входы регулятора соотношения 2, применяемого в устройстве (например, регулятор ПР 3.23 системы Старт), через разделительные сосуды 8 соединены соответственно с линиямиподачи исследуемого раствора ПАВ б иего растворителя 7. Выход регулятора соединен с входом исполнительного устройства 3,Величина регулируемого соотношения, настраиваемая с помощью регулятора ПР 3.23,может находиться в пределах от 0,1 до 1,0.Исполнительное устройство 3 (например,типа ПКН) состоит из регулирующего клапана и исполнительного механизма и предназначено для регулирования расхода одного из смешиваемых потоков.Смеситель 4 конструктивно выполнен ввиде емкости с двумя входными и однимвыходным штуцерами.Проточная кювета 5 предназначена длянепрерывного отбора и обеспечения плоскопараллельного течения исследуемого раствора ПАВ в процессе измерения.Конструктивно измерительная кюветавыполнена в виде желоба с входным штуцером, соединенным с плавнорасширяющимся раструбом, расположенным на уровне дна, и выходным штуцером с плавносужающимся раструбом, расположенным науровне переточной кромки, ограничивающей верхний уровень исследуемого раствора в кювете. 5 1 О 15 20 25 30 05 40 45 50 55 00 65 4Определение концентрации ПАВ в растворах выше ККМ осуществляется следующим образомПоток измеряемого раствора ПАВ с концентрацией выше ККМ непрерывно отбирают из технологической линии его подачи 6 и под избыточным давлением подводят к смесителю 4. По второму трубопроводу 7 под избыточным давлением в смеситель непрерывно подводят чистый растворитель исследуемого раствора ПАВ. Потоки ПАВ и его растворителя с избыточным давлением через разделительные сосуды 8 поступают на вход регулятора соотношения двух потоков 2, который поддерживает заданную величину соотношения расходов потоков. Управляющий пневматический сигнал с выхода регулятора поступает в верхнюю управляющую камеру мембранного исполнительного механизма, приводящего в движение шток, соединенный с плунжером проходного регулирующего клапана. Регулирующий клапан пропорционально входному управляющему сигналу регулирует расход растворителя ПАВ в линии, поступающего в смеситель 4. С выхода последнего раствор ПАВ с концентрацией ниже ККМ поступает в проточную кювету 5. Измерительный капилляр и барботажную трубку двухкапиллярного измерительного прибора 1, установленного над проточной кюветой 5, погружают в движущийся через нее исследуемый раствор ПАВ, С помощью соответствующих ручек настройки, расположенных на передней панели двухкапиллярного прибора для измерения ПН, настраивают необходимую частоту образования пузырьков из измерительного капилляра и барботажной трубки (время существования поверхности раздела фаз) и синхронизируют процесс их образования.Выходной электрический унифицированный сигнал 0 - 5 мА на выходе приоора для измерения ПН изменяется пропорционально разности давлений в газовых пузырьках, образующихся из измерительного капилляра и барботажной трубки в исследуемый раствор, и находится в прямой зависимости от ПН раствора ПАВ, а значит и от концентрации ПАВ в растворе. Выходной электрический сигнал измеряется и регистрируется с помощью серийно выпускаемого прибора 9 (например, миллиамперметра М) .Для определения действительного значения концентрации ПАВ в растворе с концентрацией выше ККМ измеренное значение концентрации умножают на коэффициент соотношения потоков, поддерживаемый регулятором.Предлагаемое устройство позволяет при строго фиксированном времени существования поверхности раздела фаз автоматически производить измерение концентрации ПАВ в растворе выше ККМ,828022 Формула изобретения Составитель С. Беловодченкоаказ 727/4 Изд. М 302 Тираж 915 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, )К, Раушская наб., д. 4/5 пография, пр. Сапунова,Такое устройство может быть также использовано для измерения динамического поверхностного натяжения растворов сконцентрацией ПЛВ выше ККМ. Устройство для определения поверхностного натяжения жидкостей по методу максимального давления в газовом пузырьке, включающее проточную кювету и двухкапиллярный измерительный прибор, установленный над проточной кюветой, о т л и ч ающееся тем, что, с целью расширения диапазона определения концентрации поверхностно-активного вещества в растворе выше критической концентрации мицеллообразования, оно дополнительно снабжено регулятором соотношения потоков измеряемого раствора поверхностно-активного вещества и его растворителя, исполнитель ным устройством и смесителем, причем выход регулятора соотношения соединен с входом исполнительного устройства, а смеситель соединен с входом проточной кюветы,10 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе