Устройство для измерения давленияпаров pactbopob жидкостей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОУСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ Союз Севетских Соцмалжтическнх Реснублнк(22) Заявлено 120 б 29 (21) 2778710/23-2 бс присоедммеимеи заявки йо(51)М. Нл.з 6 01 й 7/00 Государственный комитет СССР ио делам изобретениИ и открытийДата опубликования описания 23,02 В 1(71) Заявитель Ивано-Франковский институт нефти и газа 154) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ПАРОВ РАстВОРОВ жиДкОстеИ Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к измерительным устройствам физико-химических параметров жидких сред и может быть использовано дл.-. автоматического измерения давления паров растворов жидкостей, исследования динамики установления равновесного давления паров растворов жидкостей в лабораторных условиях.Известно устройство для измерения давления паров жидкостей, содержащее термостат, установленные внутри термостата вакуум-эксикаторы с бюксами эталонной жидкости и исследуемых растворов и мешалки, связанные с вакуум-эксикаторами, вакуумную уста- новку, подключенную посредством вентиля к термостату, и регистратор давления 111.Недостатком известного устройства является длительность процесса измерения 13-5 сут.). Кроме того,. ме- шалки, использованные в известном устройстве, представляют собой громоздкий механизм, включающий зубчатую передачу с кривошипно-шатунным механизмом.Цель изобретЕния - ускорение пооцесса измерения достижения требуемой чувствительности и требуемого диапазона измерения давления.Укаэанная цель достигается тем,что устройство дополнительно содержит установленные в термостате пневмоэлектрический. преобразователь, переменную пневматическую емкость иэлектропневматические преобразователи, блок переключателей, электрический блок питания, генератор сивусоидальных электрических сигналов, связанный первым входом с одним из выходов электрического блока питания,электрическую измерительную схему,подключенную первым входом к другомувыходу электрического блока питания,при этом блок переключателей подключен к соответствующим электрическимвходам электропневмопреобразователей, 20 первый пневматический вход пневмоэлектропреобразователя через электрог чевматические преобразователи соединен с бюксами исследуемых растворов, второй пневматический вход пневмоэлектропреобразователя связан с переменной пневматической емкостью и сэлектропневмопреобразователем, подключенным к бюксу с эталонной жидкостью, а выход пневмоэлектропреобра зователя подключен к второму входу807139 электрической измерительной схемы,выход которой связан с регистратором давления, кроме того, пненмоэлвктри" ческий преобразователь выполнен н виде диФференциального емкостного датчика с регулируеьаюми расстояниями между пластинами и предварительньв натяжением мембраны, а мешалки выполнены магнитными.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для измерения давления паров растворов жидкостей; на Фиг. 2 - конструкция дифференциального емкостного датчика устройства.Устройство (фиг. 1) состоит из термостата 1, внутреннее пространство которого через вентиль 2 соедине" но с вакуумной установкой 3. Внутри термостата в вакуум-эксикаторах 4 установлены бюксы с исследуемыми растворами жидкостей 5 и бюкс с эталонной жидкостью б, магнитные мешалки 7 пневмоэлектрический преобразователь 8, электропневматические преобразователи 9-13, переменная емкость 14. Внутренние пространства бюксов с исследуемыми растворами жидвыключателями ВЗ, В 4 и В 5 подают постоянное напряжение на электрические обмотки электропненмопреобразонателей 10, 11 и 12, В результате внутренние пространства всех полостей 10-12 дифференциального пневмоэлектропреобразонателя 8, соединительных пневматических линий и бюксон с ис следуемыми растворами 5 и эталоннойжидкостью б сообщаются с внутренним пространством термостата 1, Включают вакуумную установку 3 при открытом вентиле 2 и устанавливают медленно вакуум внутри термостата до значения 0,1 мм рт,ст. после чего закрывают вентиль 2,включают вакуумную установку 3, обеспечинают с помощью ВЗ, В 4 пненмоэлектропреобразователя 8 соедиобразователей 10-12, н результате чего внутренние пространства всех бюксов с исследуемыми растворами разобщенн между собой и внутренним пространством термостата. В этот же момент включают выключатели В 1 и В 2, О что приводит к перемещению заслонокэлектропневмопреобраэователей 9 и 13 в верхнее положение, а н результате к разобщению внутренних полостей дифференциального емкостного пневмоэлектропреобразователя 8 от внутреннего пространства термостата и к сообщению правой части преобразователя 8 только с внутренним пространством бюкса 4 с эталонной жидкостью. генератора синусоидальных электри:ческих сигналов и к второму входу костей через электропневматическиепреобразователи 10-12 герметически и раздельно соединены с первым входом пневмоэлектрического преобразователя 8 и через электропневматический преобразователь 9 с внутренним пространством термостата 1. Второй вход иен герметически с переменной емкостью 14 и с внутренним пространством бюксов с эталонной жидкостью ичерез злектропневмопреобразонатель13 с внутренним пространством термостата 1. Кроме того, устройство содержит электрический блок 15 питания,генератор 16 синусоидальных электрических сигналов, электрическую измерительную схему 17, регистратор 18 давления со средней нулевой точкой (например КСП) и блок 19 переключателей электропневматическими преобразователями 9"13, включающий выключатезы В 1,В 5. В качестве электропневматических преобразователейиспопьзонаны преобразователи ЭП системы УСЭППА, а вместо переменной емкости - емкость Птой же системы е Пневмоэлектрический преобразователь 8 выполнен в виде дифференциального емкостного датчика (фиг. 2) и состоит из двух крышек 20, резиновыхуплотнительиых колец 21, пластин 22 с регулируемым расстоянием между ними и мембраны 23. с регулируемым предварительным ее натяжением,Устройство для измерения давления паров растворов жидкостей работает следуищим образом. О 15 20 25 В бюксы 5 наливают в одинаковомколичестве исследуемые растворы и нбюксе б - эталонную жидкость с известным давлением паров, Устанавливают бюксы в вакуум-эксикаторы 4 и закрывают их герметично крышками, С помощью переменной емкости 14 устанавливают равенств о суммарного объемавнутреннего пространства нижних полостей электропневмопреобразователей 9-12, внутреннего пространства левойчасти пневмоэлектропреобразователя8, ннутреннего пространства соединительных пневматических линий от нижних камер электропненмопреобразователей 9-12 до левой внутренней полости пневмоэлектропреобразонателя 8 и суммарного объема внутренней полости переменной емкости 14, внутреннего пространства нижней полости электропневмопреобразонателя 13, внутреннего пространства правой части пневмоэлектропреобразователя 8 и внутреннего пространства соединительной линии от нижней полости электропненмопреобразователя 13 до правой частипневмоэлектропреобразователя 8. Это дает возможность компенсировать влияние объемов пространств над исследуе" мым раствором и эталонной ж цкостьюна результаты измерения,Герметично закрывают термостат 1и с помощью блока 19 переключателей и В 5 электромагниты электропневмопреПри этом все магнитные мешалки 7 устройства включены (не показаны схемывключения мешалок),Выбирают исследуемый раствор, давление паров которого необходимо измерить. для этого включают соответствующим выключателем один из электропневмопреобразователей 10-12, который дает возможность сообщить тольковнутреннее пространство бюкса с выбранным исслецуемым раствором с левой полостью пневмопреобразователя 8.Таким образом дифференциальный пневмоэлектропреобразователь 8 подключенна измерение давления паров исследуемого раствора путем сравнения его сдавлением паров эталонной жидкости.Включают, питание электрической час-ти измерения перепада давления напневмоэлектропреобразователе 8, Приэтом электрическую схему 17 измерения настраивают таким образом, чтопри отсутствии перепада давления на 20входах пневмоэлектропреобразователя8 стрелка регистратора 18 давлениянаходится на нулевой отметке, В дальнейшем за счет разности в давленияхпаров исследуемого раствора и эталонной жидкости возникает перепад давления на пневмоэлектропреобразователе 8, что приводит к возникновениюсигнала на входе регистратора 18 давления. Конструкция дифференциальногопнеэмоэлектропреобразоэателя 8 засчет регулирования расстояния между;ластинами 15 и натяжениям мембраны16 вместе с электрической схемой 17измерения позволяет достигнуть требуемый измеряемый диапазон перепададавления паров от 10 Па до 2 х 10: Паи более, что во многих случаях Удовлетворяет условиям измерения. Шкалавторичного прибора 18 отградуирована в единицах измерения давления паров. Так как объемы газовых пространств от поверхностей исследуемого раствора и эталонной жидкости вбюксах до мембраны пневмоэлектропреобразователя 8 одинаковы, так же как 4и одинаковыми являются температурный режим и начальные условия, топроцессы установления равновесия вэтих пространствах как в бюксе 5 сисследуемым раствором, так и в бюксеб с эталонной жидкостью происходитв одинаковых условиях. Поэтому изме"ренное значение установившегося перенада давления с учетом известногодавления паров эталонной жидкости определяет давление паров исследуемогораствора при данной температуре втермостате.Если давление паров исследуемогораствора больше известного давленияпаров эталонной жидкости, что имеет 40место при перемещении стрелки вторичного прибора вправо от фОф, то значение давления паров исследуемого раствора определяют каксумму измеренного перепада давления й известного значения давления паров эталонной жидкости. Если давление паров исследуемого раствора меньше известного давления паров эталонной жидкости, о чем судят по перемещению стрелки вто- ричного прибора 18 влево от "0", то давление паров исследуемого раствора определяют как разность между из-вестным давлением паров эталонной жидкости и измеренным перепадом давления.Измерение давления паров другого исследуемого раствора производят аналогично, предварительноподключив его вместо предыдущего исследуемого раствора к пневмоэлектропреобразователю 8 Бюкс б с эталонной жиДкостью должен быть подключен к второму входу пневмоэлектропреобразователя 8 на протяжении процесса измерения давления паров всех исследуемых растворов 5, установленных внутри термостата 13.Применение изобретения дает эозможность исследовать динамику установления равновесного давления паров, э исследуемых растворах, значительно сохранить время его измерения, авто- матизировать процесс измерения. Формула изобретения 1, Устройство для измерения давле ния паров растворов жидкостей, содержащее термсстат, установленные внутри термостата вакуум-эксикаторы. с бюксами эталонной жидкости и исследуемых растворов и мешалки, связанные с вакуум-эксикаторами, вакуумную установк, подключенную посредством вентиля к термостату, регистратор давления, о т л и ч а ю щ е е е я тем, что, с целью ускорения процесса измерения, устройство дополнительно содержит установленные в термостате пневмоэлектрический преобразователь, переменную пневматическую емкость и электропневматические преобразователи, блок переключателей, электри" ческий блок питания, генератор синусоидальных электрических сигналов, связанный первым входом с одниМ иэ выходов электрического блока пита-. ния, электрическую измерительную схему, подключенную первым входом к другому выходу электрического блока питания, при этом блок переключателей подключен к соответствующим электрическим входам электропнеэмопреобразователей, первый пневмати" ческий вход пневмоэлектропреобразовате.я через электропневматические преобразователи соединен с бюксами исследуемых растворов, второй пневма" . тический вход пневмоэлектропреобраэователя связан с переменной пневмати" ческой емкостью и с электропневмопреобразователем, подключенным к бюксу с эталоннои жидкостью, а выход807139 юг,1 пневмозлектропреобразователя подключен к второму входу генератора синусоидальных электрических сигналов и к второму входу электрической измерительной схемы, выход которой связан с регистратором давления.2. Устройство по п. 1, о т л и ч. а ю щ е е с я тем, что, с целью достижения требуемой чувствительности и требуемого диапазона измерения давления паров исследуемых растворов пневмоэлектрический преобразователь выполнен в виде дифференциального емкостного датчика с регулируемыми расстояниями между пластинами и предварительным натяжением мембраны.3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с н тем, что, с целью уменьшения габаритов, мешалки выпол-. нены магнитными,Источники информации,принятые ао внимание при экспертизе1. Микулин Г,И. Вопросы физической химии растворов электролитов,Л.,807139 и Составитель Н. Романниковадактор С. Патрушева . ТЕхредЖ. Кас-елевич орректорН Григор одписн ка иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,2/65 Тираж 918 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, омитета СССРоткрытийшская наб., д