Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистическиаРесяттблик в 972332(5 )М. Кл,С 01 М 13/02 ЬеударстваеЫ ковпет СИР во деми нзобретеннй и аткрытнй(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ 1Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к измерительным устройствам физико- химических параметров растворов поверхностно-активных веществ и может быть использовано для автоматического измерения динамического поверхностного натяжения жидкостей, концентрации в растворах. По основному авт, св. У 817533 известно устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей, содержащее источник питающего газа, пневматическую измерительную схему,15 два калиброванных капилляра разного сечения, соленоидный вентиль с двумя раздельно коммутируемыми схемами включения, пневмоэлектрический преобразователь, электрическую измерительную схему, электронно-релейный блок с двумя выходами, схему измерения и расширения импульсов, три электронных ключа, два элемента памяти,2включенных паралельно входам дифференциального усилителя, задатчик времени существования измеряемой поверхности раздела фаз и регистрирующий прибор,В процессе измерения поверхностного натяжения укаэанным устройством происходит поочередное образование газовых пузырьков из выходных отверстий калиброванных капилляров после заданного задатчиком времени существования измеряемой поверхности раздела фаз интервала времени 1. 11,Так как режим работы задатчика времени существования измеряемой поверхности раздела фаз в известном устройстве не зависит от режима образования газовых пузырьков из капилляров, то интервал времени, на протяжении которого происходит увеличе/ние давления в газовых пузырьках иэ капилляров после прохождения заданного задатчикои времени существованияизб",аряемой поверхности раздела фаз,является постоянным на протяжениивсего процесса йзмерения поверхностного натяжения, Для одних условий измерения на протяжении этого постоянногоинтервала времени может образоватьсятолько один газовый пузырек,для.другихусловий их может образоваться несколько. Оптимальным режимом измеренияповерхностного натяжения является об оразование только одного газового пузырька, Это обусловлено тем, что максимальные давления при образованиипоследующих газовых пузырьков на протяжении указанного постоянного интер звала времени будут большими по значению, чем значение максимального давления, соответствующего образованиюпервого газового пузырька. Информативным является только значение первого максимального давления, так каконо соответствует заданному интервалу времени существования измеряемойповерхности раздела фаэ, Оцнако схема измерения и расширения амплитудыимпульсов в известном устройстве запоминает наибольшее из пиковых значений максимальных давлений, имеющихместо на протяжении указанного постоянного интервала времени, Поэтомув результаты измерения поверхностного натяжения будет внесена дополнительная погрешность,Цель изобретения - повышение точности измерения путем выбора оптималь.ного режима измерения поверхностногонатяжения жидкостей .Поставленная цель достигается тем,что в устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей, содер 40жащее источник питающего газа, пневматическую измерительную схему, двакалиброванных капилляра различногосечения, соленоидный вентиль с двумяраздельно коммутируемыми схемамивключения, пневмоэлектрицескии преоб 45разователь, электрическую измерительную схему, электронно-релейный блокс двумя выходами, схему измеренияи расширения импульсов, три электронных ключа, два элемента памяти, вклю- Вценных параллельно входам, дифференциальный усилитель, задатчик времени существования измеряемой поверхности раздела фаз и регистрирующийприбор, причем выход источника питающего .газа подключен к пневматической измерительной схеме, выход которой соединен со входом пневмоэлектри 2 ческого преобразователя, выходы которого подсоединены к соответствующим входам электрической измерительной схемы, один из входов которой соединен с выходом генератора электрических сигналов, а выход - .с первым входом схемы измерения и расширения импульсов, второй вход которой соединен с выходом эадатчика времени существования измеряемой поверхности раздела фаз, соединенным со входом электронно-релейного блока, выходы которого подсоединены ко входам соленоидного вентиля и управляющим входом двух ключей, через которые выходсхемы измерения и расширения импульсов соединен со входами дефференциального усилителя, выход которого. через третий ключ подключен к регистрирующему прибору, при этом один из выходов электронно-релейного блока соединен с управляющим входам третьего ключа, дополнительно введены три блока обнаружения спада электрических сигналов, причем первый блок сбНаружения спада электрических сигналов вкЛючен между выходом электрической измерительной схемы и управляющим входом эадатчика времени существования измеряемой поверхности раздела фаз, входы второго и третьего блоков обнаружения спада электрических сигналов подключены к выходам электронно-релейного блока, при этом выходвторого блока обнаружения спада элект.рических сигналов соединен с управляющим входом одного из электронных ключей на входе дифференциального усилителя электронно-релейного блока, а выход третьего блока обнаружения спада электрических сигналов соединен с управляющими входами второгоэлектронного ключа на входе и электронного ключа на выходе дифференциального усилителя.На чертеже представлена блок-схемапредлагаемого устройства,Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей состоитиэ источника 1 питающего газа, соленоидного клапана с двумя раздельнокоммутируемыми схемами 2 включения,измерительных капилляров 3 и 4 различного внутреннего диаметра и опущенных. в исследуемую жидкость такимобразом, что нижний торец капиллярас большим радиусом выходного отверстия т"Вн находится выше нижнего торца капилляра с меньшим радиусом чВ,8 нПосле прохождения интервала времени, .равного заданному задатчиком 9, процесс образования одиночных газовых пузырьков иэ капилляров 3 и 4 ф и регистрации прибором 12 разности сигналов, пропорциональных максимал ным давлениям в газовых пузырьках, образующихся из капилляров 3 и 4, происходит аналогично описанному. ИИзменяя с помощью задатчика 9 заданное время существования измеряемой поверхности раздела фаз жидкость-газ,ьдо максимального, необходимого для образования газового пузырька из ка-. пилляра 4. Увеличение давления в капилляре 4 через пневмоэлектрический преобразователь 5 вызывает пропорциональное увеличение сигнала на выходе электрической схемы 7 и на выходе схемы 8. После достижения максимального давления и образования газового пузырька из капилляра 4 на 16 выходе измерительной схемы 7 сигнал резко падает, на выходе схемы 8 уста,навливается сигнал, значение которо го пропорционально максимальному давлению в газовом пузырьке, образующем- М ся из капилляра 4, на выходе блока 20 обнаружения спада электрических сигналов снова появляется кратковре. менный импульс. Последний в свою очередь переводит задатчик 9 в режим 26 вцдержки заданного времени, что соответствует нулевому сигналу на его выходе. Одновременно также происходит резкое падение сигнала на вцходе Б электронно-релейного блока 10 до 23 нуля, что приводит к возврату правого сердечника соленоидного вентиля 2 в исходное состояние и к установлению "внутри капилляра 4 начального дав/ления, а также к появлению кратковре-Зз менного импульса на выходе блока 22 обнаружения спада электрических сигналов. Указаннцй импульс открывает электронный ключ 13, в результате че" го запоминающий конденсатор С 1 заряжается до напряжения соответствую щего максимальному давлению в газовом пузырьке, образующемся из капилляра 4. Кроме того, этот импульс открывает электронный ключ 15, в резуль 4 з тате чего выходной сигнал дифференциального усилителя 11, равный разнос" ти входных напряжений на конденсаторах С и С 2, поступает на регистрирующий прибор.12. 43имеется возможность исследовать динамическое поверхностное натяжение растворов поверхностно-активных веществ в значительном интервале времени (0,5- 600 с).Значение поверхностного натяжения на основании измеренного перепада давления ЬР рассчитывают по формуле 6 ИИспользование новых элементов в предлагаемом устройстве, а именно трех блоков обнаружения спада электрических сигналов, а также взаимосвязи этих блоков с остальнцми элементами устройства дает возможность достигнуть одиночного образования газовых пузырьков иэ имерительных капилляров в процессе измерения поверхностного натяжения, что в свою очередь позволяет уменьшить погрешность измерения динамического поверхностного натяжения растворов поверхностно-активных веществ, т.е. дает возможность точнее анализировать прохождение поверхностных явлений в растворах во времени, а также точнее изучать процесс достижения равновесного состояния в них и влияние определенных условий и свойств компонентов на протекание процесса в лабораторных условиях.Формула изобретенияУстройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей по авт. св. И 817533, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения поверхностного натяжения, в него дополнительно введены три блока обнаружения спада.электрических сигналов, причем первый блок обнаружения спада электрических сигналов включен между выходом электрической измерительной схемы и управляющим входом задатчика времени существования измеряемой поверхности раздела фаз, входы второго и третьего блоков обнаружения спада электричес. ких сигналов подключены к выходам электронно-релейного блока, при этом выход второго блока обнаружения спада электрических сигналов соединен с управляющим входом одного из электронных ключей на входе дифференциального усилителя, а выход третьего блока обнаружения спада электрическихСоставитель В. Алексееведактор Ю, Середа Техред И.Гергель Корректор О. Билак Тираж 87 венного комитета СС ретений и открытий -35, Раушская наб,каз 8505/32 Подпи ВНИИПИ Государст СР по делам изоб 113035, Москва, Ж д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнасное 9 972332 10сигналов соединен . с управляющими Источники информации,входами второго электронного клю" принятые во внимание при экспертизеча на входе и электронного клю. Авторское свидетельство СССРча на выхрде дифференциального уси 817533, кл. С 01 М 13/02, 1979лителя. З ( прототип ),