Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей

(57) Изобретение от ной технике, в частн мическим устройс поверхностного нат приМенение в разли ленности для измер жидкостей. Сущност ство обеспечивает ской компенсации результат измерения жения по результат пузырька газа в жид рез объемный СВЧ р, а его выход подциатора 12, выход ом 13 триггера 14 Вход 17 триггера зоподводящей трубкой 1 ключен к входу диффере которого соединен с вхо и с входом 15 триггера 1 14 подключен к выходу усилителя 8, а входыходу формирователя 19, еля 19 соединен с выхоходом 20 коммутатора 7. К тора 7 присоединен вход ериода 22, а к выходу 23 - теля частоты 24, Выходы 22 и 24 подключены, соотам 25 и 26 множительно - ойства 27, выход которогоратору 28. Регулятор расприсоединен с входу 30 .ана 31 с исполнительным входу 33 клапана подклюО дводящая трубка 11, а атмосферой, Исполни 2 соединен с выходом т 18 которого подключена управляющий вход 36 тельного устройства 27 вход 34 тельный риггера кнопка множи-. К генечена газопсоединенмеханизм 316, к входупуска 35, и тельно-дел ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(72) М,М,Мордасов и Д.А.Дмитриев (56) Залманзон Л.А. Аэрогидродинамические методы измерения входных параметров автоматических систем, - М,:Наука, 1973, с,158.Авторское свидетельство СССР йг 1679279, кл. 0 01 й 11/06, 1989.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКО- СТЕЙ Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аэрогидродинамическим устройствам для измерения поверхностного натяжения жидкостей, и может найти применение в различных от, раслях промышленности при контроле состава и свойств жидкостей. Цель изобретения - йовышение точности.На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения поверхностного натяжения жидкостей.Устройство содержит анализируемую жидкость в измерительном сосуде 1 (проточном или непроточном), внутри которого размещены металлическая сетка 2, приемная петля связи 3 и барботажная трубка 4. Барботажная трубка 4 является электромагнитным вибратором генератора СВЧ 5 и соединена с входом 6 коммутатора 7. Приемная петля связи 3 через усилитель 8 подключена к входу блока 9 автоматической подстройки частоты, Вход пневмоэлектрического преобразователя 10 соединен с га 18 триггера 16- к в Вход формироват дом триггера 14 и в выходу 21 коммута преобразователя и вход преобразова преобразователей ветственно, к вход делительного устр подключен к регист хода воздуха 29 трехходового клап механизмом 32, ко 2носится к измеритель- ости к дэротидродиндтвам для измерения яжения, и может найти чных отраслях промышения составаи свойств ь изобретения: устрой- введение автоматичевлияния плотности наповерхностного натяам измерения объема кости, проходящего чеезонатор, 1 ил,1807334, ратору 5 подключен выход блока 9 автоматической подстройки частоты.Барботажная трубка 4 и приемная петля связи 3 изолированы от стенок измерительного сосуда при помощи диэлектрических 5 вставок.Устройство для измерения поверхностного натяжения работает следующим образом.10В начальный момент времени пузырек газа отсутствует в измерительном сосуде 1, Барботажная трубка 4 выполняет функцию электромагнитного вибратора генератора СВЧ 5, поэтому в измерительном сосуде 1, в пространстве между барботажной трубкой 4 и металлической сеткой 2, возникают квазистационарные колебания в тороидальном объемном резонаторе с резонансной частотой201 1Рез 2 ЯГС К 78где- индуктивность, обусловленная магнитным потоком по кольцу тора объемного,резонатора, являющаяся постоянной и независящей от наличия жидкости в объемномрезонаторе;С- электрическая емкость между металлической сеткой и верхом (торцом) барботажной трубки;е - диэлектрическая постоянная жидкости;К - постоянный коэффициент, 35Пуск устройства осуществляют нажатием кнопки пуска 35. При этом триггер 16занимает состояние с единичным выходнымсигналом, воздействием которого на исполнительный механизм 32 осуществляется подача газа с выхода регулятора расхода газа29 на вход барботажной трубки 4,После подачи газа на вход барботажнойтрубки 4, на еевыходе начинает формироваться пузырек газа, Наличие пузырька газа 45в электрическом поле тороидального объемного резонатора приводит к увеличению 1 резПри достижении пузырьком газа макси, мального объема Чпах перед его отрывом от .среза барботажной трубки 4 частота березбудет максимальной 1 рез вахПри отрыве пузырька газа от барботажной трубки и его перемещении до выхода заметаллическую сетку 2 резонансная частотапрактически не изменяется и является пропорциональной максимальному объему пузырька, который в свою очередь определяетсяотношением поверхностного натяжения д кплотности р жидкости, т,е. 1 резщах " Чвах "ф д/РПосле подачи газа на вход барботажной трубки 4 начинается рост пузырька и давления в трубке, а на выходе пневмоэлектрического преобразователя 10 будет сигнал единичного уровня, В момент отрыва пузырька газа на выходе преобразователя 10 из-за уменьшения давления в трубке 4 появляется сигнал нулевого уровня, который после дифференцирования дифференциатором 12 поступает на вход 15 триггера 16 и переводит его в состояние с нулевым выходным сигналом. Клапан 31 переводится в состояние, при котором выход регулятора расхода газа 29 соединяется с атмосферой, тем самым прекращается подача газа на вход барботажной трубки, Единичный сигнал с выхода дифференциатора 12 поступает на вход 13 триггера 14 и переводит его в состояние с нулевым выходным сигналом. При поступлении такого сигнала на вход 20 коммутатора 7 сигнал.с выхода генератора СВЧ поступает на вход 23, С этого выхода сигнал поступает на преобразователь частоты 1 резвах в пропорциональное число импульсов пъ которое будет пропорционально максимальному объему газового пузырька, т,е,п 1 д/р.Импульсы в количестве п 1 с выхода преобразователя 24 поступают на вход 26 множительно-делительного устройства 27.После выхода пузырька газа за пределы тороидального резонатора, т.е, за металлическую сетку 2, частота на выходе генератора 5 становится минимальной 1 рез аа и на выходе усилителя 8 появится сигнал высокого уровня, который воздействует на вход 17 триггера 14, который запускает блок 9 автоматической подстройки частоты генератора 5. Единичный сигнал с триггера 14 поступает на вход 20 коммутатора 7, что приводит к подключению его входа 6 к выходу 23. При этом частота 1 рез ще поступает на вход преобразователя 22 и преобразуется в число импульсов п 2, пропорциональное периоду поступающего на вход колебания, т.е,п 2Т=1/рез вьПри отсутствии пузырька газа в полости тороидального резонатора резонансная частота 1 рез зависит от величины диэлектрической проницаемости жидкости я в электрическом поле резонатора. В свою очередь величина диэлектрической проницаемость жидкости пропорциональная ее плотности р при изменении в небольшом диапазоне. По величине 1 рез в 1 п в отсутствии пузырька газа в полости измерительного сосуда 1 судят о величине плотности р, поэтомуп 2 фОдновременно с поступлением на входкоммутатора 7 сигнал единичного уровня свыхода триггера 14 поступает на вход формирователя 19, сдвигающего переднийфронт поступающего на его вход сигнала,Через время сдвига т значение котороговыбирается больше времени измеренияплотности, на выходе формирователя появляется сигнал единичного уровня. Этим сигналом, поступающим на управляющий вход36 множительно-делительного устройства 27,осуществляется ввод информации п=пхпг,где и - число импульсов, пропорциональное поверхностному натяжению жидкостид, в регистратор 28, Кроме того, сигналом сформирователя 19 триггер. переводится всостояние с единичным уровнем, которымвновь осуществляется подача газа на вход 25барботажной трубки 4,Вновь на выходе барботажной трубки 4начинает формироваться пузырек газа ипроцесс измерения повторяется,Все операции, направленные на осуществление процесса измерения, осуществляются автоматически, с высокой точностью.Измерительный сосуд 1 для исключениявлияния изменения температуры на показания измерительного устройства необходимо термостатировать.Формула изобретения Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей, содержащее из мерительный сосуд для контролируемой среды, в верхней части которого размещена металлическая сетка, а в нижней - барботажиая трубка, соединенная через пневмоэлектрический преобразователь с первым входом трехходового клапана, второй и третий входы которого соединены соответственно с атмосферой и выходом регулятора расхода газа, а трехходовой клапан соединен с исполнительным механизмом, барботажная трубка является электромагнитным вибратором генератора СВЧ, вход которого подключен с выходу блока автоматической подстройки частоты. соединенного через усилитель с приемной петлей связи, расположенной между дном измерительного сосуда и металлической сеткой, два триггера, дифференциатор, формирователь, кнопку пуска, регистратор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно дополнительно снабжено коммутатором, преобразователем частоты, преобразователем периода и множител ьно-делител ьн ым устройством, при этом один вход коммутатора подключен к выходу генератора СВЧ, а другой - с выходом первого триггера и через формирователь и кнопку пуска с одним из входов второго триггера, другой вход которого подключен к одному из входов первого триггера и к выходу дифференциатора, соединенного с выходом пневмоэлектрического преобразователя, второй вход первого триггера соединен с выходом усилителя, выход второго триггера - с исполнительным механизмом, выходы коммутатора подключены соответственно к преобразователю частоты и преобразователю периода, выходы которых подключены к входам множитель- но-делительного устройства, соединенного с регистратором,1807334 Составитель М. МордасовРедактор . Техред М,Моргентал Корректор Е. Пап и ГКНТ СССРзводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 1373 ВНИИПИ Г Тираж Подписноедарственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5