Устройство для определения температуры кипения жидкостей

(19) П 1) 1503 А З(5) 0 01 И 25 08 Я 4,ь.Ы);с.:ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИДКОСТЕЙ, состо й ячейки с на-.м канале котоемпературы, й схемой, о т тем, что, с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ С ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(71) Киевский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров гражданской авиации(56) 1, Берлин А.Я. Техника лабораторной работы в органической химииМ., "Химия", 1973, с. 228-232,2. Халл Э. и др. Равновесие между жидкостью и паром. Изд-во иностранной лит-ры, 1962, с. 253 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ ящее из измерительн гревателем, в выходи рой размещен датчик соединенный с мостов л и ч а ю щ е е с я целью сокращения времени определения, в него дополнительно введены датчик начальной температуры измерительной ячейки, хронометр, компараторы. электронный ключ хронометра, электронныйключ нагревателя, ячейка памяти электронного ключа хронометра и ячейка памяти электронного ключа нагревателя, причем датчик начальной температуры измерительной ячейки через последовательно соединенные мостовую схему, компаратор, электронный ключ хронометра соединен с хронометром, а датчик температуры, расположенный в выходном канале, через последовательно соединенные мостовую схему и компаратор соединен с ячейкой па- Я мяти электронного ключа хронометра, электронным ключом хронометра и хронометром, а также с ячейкой памяти электронного ключа нагревателя, управляющим реле, исполнительным реле и нагревателем.Изобретение относится к области исследования физико-химических свойств жидкостей, а именно температур кипения, и может быть использовано для определения сорта нефтепродуктов. 5Известно устройство для измерения температуры кипения жидкостей, основанное на заполнении измерительной ячейки исследуемой жидкостью, нагревании ее до температуры кипения и измерении температуры при образовании некоторого количества конденсата. Устройство состоит из куба, канала для подачи паро-жидкостной смеси, камеры, в которой измеряется температура кипения, датчика температуры переточной трубки и холодильника 13Основным недостатком устройства является невозможность точного определения температур начала кипения (перегонки ) смесей жидкостей, так как при образовании конденсата происходит потеря смесью легких фракций, в результате чего измеренная 25 температура кипения смеси не соответствует ее первоначальному составу.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения температуры 30 кипения жидких смесей, основанное на заполнении ячейки и нагревании ее до.температуры кипения, вкотором для измерения температуры начала кипения, соответствующей,первоначаль ному составу смеси, производят двукратное заполнение и нагревание измерительной ячейки. Устройство состоит из измерительной ячейки с нагревателем, в выходном канале которой 4 О размещен датчик температуры, соединенный с мостовой схемой, Ячейку эа полняют исследуемой жидкостью и нагревают до температуры начала кипения. После установления динамического равновесия закрывают кран на переточной трубке и прекращают нагрев. Конденсат, находившийся на стенках холодильника, скапливается в переточной трубке над краном.Жидкость в ячейке, обедненная легкими компонентами, заменяется на новую, Ячейка вновь нагревается. Образование конденсата на стенках холодильника происходит теперь эа счет легких Фракций, оставшихся после пер вого заполнения, и, таким образом, состав вновь залитой жидкости остается практически первоначальным Е 2 Д.Недостатком известного устройст 60 ва является сложность измерения и длительность проведения процесса измерения порядка 1-1,5 ч ) вследствие того, что необходимо дважды устанавливать динамическое равновесие между жидкостью и паром и сменять исследуемый образец.Целью изобретения является сокращение времени эксперимента.Указанная цель достигается тем,что в устройство для определениятемпературы кипения жидкостей, состоящее из измерительной ячейки снагревателем, в выходном канале которой размещен датчик температуры,соединенный с мостовой схемой, введены датчик начальной температурыизмерительной ячейки, хронометр,компараторы, электронный ключ хронометра, электронный ключ нагревателя, ячейка памяти электронного ключа хронометра и ячейка памяти электронного ключа нагревателя, причемдатчик начальной температуры измерительной ячейки через последовательно соединенные мостовую схему,компаратор, электронный ключ хронометра соединен с хронометром, адатчик температуры, расположенныйв выходном канале, через последовательно соединенные мостовую схемуи компаратор соединен с ячейкойпамяти электронного ключа хронометра, электронным ключом хронометра и хронометром, а также с ячейкой памяти электронного ключа нагревателя, управляющим реле, исполнительным реле и нагревателем,На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства для определения температуры кипения жидкостейна фиг. 2 - тарировочный график,т,е.зависимость температуры начала кипения от времени нагрева.Основными частями устройства являются измерительная ячейка, электронный хронометр и электрическаясхема для автоматического включенияхронометра и выключения хронометраи нагревателя измерительной ячейки.Измерительная ячейка представляетсобой массивный медный корпус, теплоемкость которого на два порядка больше теплоемкости помещаемого в ячейку образца жидкости, что позволяетсделать теплоемкость всей ячейки вовремя опытов постоянной. Корпус.выполнен из двух частей - внутренней 1и наружной 2 оболочек, между которыми расположен нагреватель 3. Нагреватель выполнен иэ манганиновой проволоки, что позволяет избежать изменения сопротивления нагревателя вовремя опытов и обеспечить постоянство выделяемой им мощности. Питание нагревателя осуществляется стабилизированным напряжением 220 В.Герметичное уплотнение между частями корпуса и нагревателем достигается с помощью прокладок 4 и 5 и винтов б, В корпусе имеется сверление,в котором располагается датчик начальной температуры измерительной ячей10 ки - термосопротивление 7В рабочем объеме корпуса расположена кипелка 8(представляющая собой втулку с шероховатой поверхностью), предотвращая перегрев жидкости, В верхней части корпуса измерительной ячейки 5 имеется выходной канал 9 для пара. Внутри канала расположено термосопротивление 10. На наружную поверхность ячейки надевается металлический стакан 11,Электрическая схема устройства включает мостовые схемы 12 и 13, компараторы 14 и 15, электронный ключ хронометра 16, электронный ключ 17 нагревателя, ячейку памяти электрон ного ключа 18.хронометра, ячейку памяти электронного ключа 19 нагревателя, управляющее 20 и исполнительное 21 реле и кнопку 22 управления ячейками памяти электронных ключей хронометра и нагревателя, причем датчик начальной температуры измерительной ячейки 7 через последовательно соединенные мостовую схему 12, компаратор 14, электронный ключ хронометра 16 соединен с хронометром 23, Датчик 10 температуры, расположенный в выходном канале, через последовательно соединенные мостовую схему 13, компаратор 15 соединен с ячейкой памяти электронного ключа 18 хронометра, электронным ключом хронометра 16 и хронометром 23, а также с ячейкой памяти электронного ключа 19 нагревателя, управляющим 20 и исполнительным 21 реле и нагревателем 3, а кнопка 22 управления ячейками памяти электронных ключей хронометра и нагревателя соединена с ячейками памяти электронных ключей 18 и 19 хронометра и нагревателя. 40Устройство работает следующим образом.В стакан 11 измерительной ячейки заливается 1,5 см испытуемого неФ- тепродукта, далее с.1 акан одевается на корпус измерительной ячейки, Включается нагреватель и начинается нагрев ячейки вместе с испытуемой жидкостью, при этом изменяется сопротивлеНие терморезистора, включенного в мост, который сбалансирован таким образом, что привозрастании температуры ячейки до 40 ОС и выше за счет разбаланса моста компаратор перекидывается, т.е. изменяется полярность сигнала на выходе, и он выдает на выходе сигнал положительной полярности, который попадает на вход электронного ключа хронометра микросхема ЛА 553 ). Одновременно на ключ подается потенциал от ячейки памяти 60 электронного ключа хронометра (триггера ТК 552 ). При совпадении сигналов от компаратора и ячейки памяти на выходе электронного ключа хронометра появляется сигнал, который запуска ет электронный хронометр, Таким образом, при достижении ячейкой 40"Сначинается отсчет времени,Ячейка с исследуемой жидкостьюпродолжает греться до тех пор,покаее температура не достигнет температуры, при которой давление насыщенных паров жидкости равно атмосФерному, Эта температура является температурой кипения жидкости или начала кипения для смеси жидкостей. Придостижении температуры кипения начинается парообразование во всемобъеме исследуемой жидкости, и образующиеся пары жидкости поступают ввыходной канал 9, где расположенмалоинерционный,т.е, обладающий малой теплоемкостью, датчик температуры ( термосопротивление типа МЛТ ).При конденсации на холодной поверхности термосопротивления насыщенныхпаров жидкости его температура резко возрастает за счет выделяющейсяпри конденсации теплоты парообразования. При возрастании температурыизменяется и сопротивление датчика,что приводит к разбалансу моста 13,компаратор 15 перекидывается, и наего выходе появляется сигнал, переводящий ячейку памяти электронногоключа 19 нагревателя в новое состояние, при этом на одном из входовэлектронного ключа нагревателя изменяется напряжение, что приводит кизменению сигнала на его выходе иотключение хронометра. Ячейка памяти электронного ключа нагревателявозвращается в исходное состояниепри нажатии на кнопку управленияячейками памяти.Одновременно с изменением состояния ячейки памяти электронного ключа 18 хронометра изменяется состояние ячейки памяти электронного ключа нагревателя, при этом ключ 11выдает сигнал, замыкающий цепь управляющего реле 20, которое с помощьюисполнительного реле 21 выключаетнагреватель, При нажатии на кнопку"Сброс" ячейка памяти электронногоключа возвращается в исходное состояние, кроме того, сбрасываютсяпоказания хронометра, и прибор готов к проведению следующего опыта,Таким образом, в результате проведения опыта на табло электронного хронометра высвечивается время нагрева исследуемой жидкости от начальной температуры 40 С до температуры начала кипения, так как Фиксация начала кипения происходит в момент поступления пара в выходной сигнал измерительной ячейки, состав исследуемой жидкой смеси практически не изменяется. Следовательно, устройство позволяет измерять не толькотемпературу кипения индивидуальныхжидкостей, но и температуру начала кипения жидких смесей,Время проведения одного испытания составляет 2-4 мин, двух последовательных испытаний 8-12 мин.Обычно проводят два последователь ных измерения. Если результаты этих измерений несколько отличаются, то берется среднее арифметическое. По полученному времени нагрева измерительной ячейки до температуры нача ла кипения, пользуясь тарировочнойзависимостью, находят температурукипения или начала кипения исследуемой жидкости при данном атмосферном давлении Р. Предлагаемое устройство является простым в эксплуатации, требует малого времени.для проведения анализа ( 2-4 дн.) и малого количества исследуемой жидкости (1,5 мл),1081503 1 б 12 г 1 Ю С се Составитель Б. МаловРедактор В. Данко Техред И.Метелева Корректор Г. Решетн Заказ 1 исноеССР 4/5 филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная 8/37 Ти ВНИИПИ Го по дела 113035, Мос ж 823 дарственног изобретений а, Ж, Ра Подкомитетаоткрытийская наб,