Устройство для определения вязкоупругих свойств мономолекулярных слоев веществ

111702272 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСомз СоеетскихСоциалистическихРеспубликй4(22) Заявлено 02,08.77 (23) 2515410/18-25с присоединением заявки М Ввударстиеивй каиитит СССР в ааиим изфбрвтеииР и впрытий(23)ПрнорнтетОПУбликовано 05,12.79, Бюллетень Ю 45 Дата опубликования описания 07,12.79(72) Автор, изобретения В, Е. Гудзь Винницкий медицинский институт им. Н, И, Пирогова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ МОНОМСЛЕКУЛЯРНЫХ СЛОЕВ ВЕЩЕСТВ Изобретение относится к технике определения вязкоупругих свойств жидких сред, в частности к устройствам, служащим для измерения поверхностной динами. ческой вязкости и поверхностного динамического модуля сдвига мономолекулярных слоев поверхностно-активных веществ, например, белков, жирных и нуклеиновых кислот и предназначено, как один из мик. рометодов определения структурных изме 10 пений при диагностике метаболитических процессов в организме, а также может 6 йть исппользовано для реологических ио. следований различного рода раствора и жидкостей, находящихся в объемной фазе.1 Известны устройства для определения динамической вязкости и динамичесжого модуля сдвига полимерных образцов и пле-, ночных материалов по частоте колебаний образца.Такие устройства не обеспечивают пря мых измерений динамической вязкости одновременно с динамическим модулем сдви 2га жидких вязкоупругих сред, находящихся в. состоянии мономолекулярного слои,Ближайшим техническим решением является устройство для определения вязкоупрутих свойств вещества, содержащее алектромеханическую систему, состоящую изчувствительного элемента, соединенногос. источником синусоидального тока, подвикной катушки, токопроводяаего элемента,Известное устройство не позволяет прямо определять динамическую вязкость и динамический модуль сдвига поверхностно-активных веществ, находящихся в двумерном состоянии, т,е, в состоянии мономолекулярного слоя, Кроме того, известное устройство не обеспечивает высокой точности измерений, так как одновременно. фиксирует максимальную величину переменного синусоидального тока, амплитуду крутильных колебаний злектромеханической системй, Определяют сдвиг фаз и производит расчет значений динамической вязкости и динамического модуля сдвига припомоци установленных зависимостей;=АХ 1 йбо)51 П 61 о 6 со 8-оА+1 а) А,где- динамическая вязкость,г- динамический модуль сдвига;д - формфахтороК, - закручивавший момент катушки на единицу тока;Ко - постоаннаа кручения подвеса;- амплитудное значение переменного синусоидального токе; 15Ор угол отклонения электромеханической системы от положения равновесия;Ю сдвиг фаз между переменнымсинусоидадьным током и откло.Жпением электромеханичесюйсистемы;- момент инерции электромеханической системы;а - частота переменного синусоидального тока.Цель предлагаемого изобретения - сокращение времени измерений, повышениеих точности и стабильности.йщ этого в него допощителъно введе-ЗОны две пары неподвижных катушек, второйтохопроводащий упругий мемеит, стабилизированный источник юстоапного тока,два неэевиеимых регуляторе иеарзжеииаи измерителя токе,корректор частоты сдб фственных колебаний системы, юстировочнааголовкау щж этом две пери иеиодэежвыхкатушек расположены вокруг подяизаойкатушки, подвешенной на двух тоиопрово-дащих упругих элементах и аядииевную овторым своим концом с чувствительнымэлементом, и соединена каждая пара неподвижных катушек со стабилизированнымисточником постоянного тока через регуляторы напряжений и измерители токов,На чертеже представлена схема предлагаемого устройстве, которое состоит издиска 1, стержня 2, двух пар неподвижныхкатушек 3 и 4, подвешенной катушки5, зеркальца 6, людой трубы 7, двух то, 50юпроводящих упругих элементов 8, корректора 9 частоты собственных колебаний, держателей 10, юстировочной головки 11, генератора 12 электрических ж 55нусоидальныхколебаний, измерителей 13и 14, регуляторов 1,5 и 16 напряжения,стабилизированного источника 17 постоянного тока. Две пары неподвижных катущех 3 и 4 и подвижнаа катушка 5 образуют спаренную эдектродинамическую систему и действу ют независимо друг от друга. Подвижная катушка 5 жестко связана с диском 1 через стержень 2 с зеркальцем 6, подвешена на двух токопроводящих упругих элементах 8, проходящих через корректор 9 частоты собственных колебаний, предстаЬ. лающий поршень, перемещающийся в середине полой трубы 7, и прикрепленных кдержатедям 10, связанным жестко с юстировочной головкой 11. Управление амплитудой механйческих колебаний осуществляетса при помощи токов, поступающих от общего стабилизированного источника 17 тока через регуляторы 15 и 16 напряжений и измеритель 13 и 14 токов на неподвижные катушки 3 и 4. Управление частотой механических колебаний и поддержанне коэффициента пропорциональности устройства, равным единице, осуществляют переменным синусоидальным тохом фиксированной величины, поступающим от генератора 12 электрических синусоидальных колебаний, через держатели 10, токопроводящие упругие элементы 8, на подвижную катушку 5,Предлагаемое устройство паботает следующим образом.Когда электромеханическая система 1,2, 5, 68 находится в контакте с подложхой без мономолекуларного слоя, выверяют Рудь устройствау а затем выставля ют величину постоянного тока, поступающего на катушку 4 от стабидизированного источника 17 постоянного тока через регулятор 15 напряжения и измеритель 13 тока и силу переменного синусоидального тока фиксированной величины, постудающего на катушку 5 от генератора 12 электрич еских синусоидальных колебаний .При этом катушки 4 и 5 с током посредством созданных ими магнитных полейвзаимодействуют между собой, вследствиечего создаетса переменный электромагнитный вращательный момент, который вызывает неваухающие кру щльные колебания электромеханической системы,Зля обеспечения начальных условий в измерениях электромеханическую систему 1, 2, 5, 6, 8 настраивают в резонанс при помощи генератора 12 электрических синусоидальных колебаний путем подборачастоты переменного синусоидадьного тока, поступающего на катушку 5,При этом, если на подложку наносятмономолекулярный слой поверхностно-активного вещества, то за счет действияего ваэкоупрутпх сил.нарушается условиерезонанса и амплитуда незатухающих крутильных колебаний электромеханической 5системы уменьшается,Для определения поверхностной динамической вязкости и поверхностного динами-.ч вского модули сдвига мономолекулярногослоя опять настраивают элвктромвханическую систему в резонанс путем подборачастоты колебаний переменного синусоидального тока фиксированной величины,проходящего через катушку 5. Затем пропускают постоянный ток, поступавший от5стабилизированного источника 17 постоянного тока, через регулятор 16 наприженин и измеритель 14 тока на катушку3. Катушка 3 с током создает постоин20ное магнитное поле, которое воздвйствует на катушку 5 с перемечным током ивызывает увеличение амплитуды колебаний электромеханической системы, Прнчем величину постоянного тока, проходящего через катушку 3, пропускают такой, чтобы обеспечить для обоих случаевпроизведение амплитуды механических колебаннй на резонансную частоту постоян"нымф30Применение предлагаемого устройствадли определения вязкоупругнх свойствмономолекулирных слоеввеществ обвспечнвает прямые измерения поверхностнойдинамической вязкости мономолвкуларных слоев совместно споверхностным динамическим модулем сдвига, а также сокра щавт время выполнвння измерений, повьпцает точность и стабильность.Формула нзобрв тенинУстройство для определения визкоупру гнх свойств мономолекулирных слоев вв щесзэ, содержащее алектромеханичвскую систему, состоящую из чувствительного элемента, совдннвнного с источником сннусоидального тока подвижной катушкиу токопроводящего элемента,о т л н ч а ющ е е с я твм, что, с пенью сокращенаи времеви измерений, .повыщенни их точносж м стабильностью, в него дополнительно введены две пары неподвижных катушек, второй "токопроводящий упругий ьлемент, стабклизировайный источник пос гоанного тока, два неэавндвмых регулятора напра жанна и измерители тока, корректор час тоаы собственных колебаннй спстеаы, юстнровочная головка, прв этом две пары нвподвижных катушек расюаозвны вокруг ,подввжной катушка, подвешенной па двух токопроводищнх упружх элементах н сов двнепную вторым своам конном с чувствительным элементоми соединена каждая пара неподвижных катушек со стабвйзнрованным источником постоянного тока через регуляторы напряжений к нзмврнтвла токовед Заказ 75 б., д. 4/5. илиад ППП Патент ктнаи, 4 жго род,9/40 Ти ражЦНИИПИ Государсно дмам иео1303 Ц, Москва 1073твенноретенийЖ,Подписное го комитета СС и открытий