Устройство для измерения поверхностногонатяжения жидкостей

Устройство для измерения поверхностногонатяжения жидкостей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

И. С. Кисиль, М. М. Дранчук, Р.T. Боднар, Е. С. Попаденко и A. П. Сидоренко

Ивано-фран ковский институт нефти и гаэ а (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ

ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности, к измерительным устройствам физико-химических параметров жидких сред, и может быть использовано для автоматического измерения динамического поверхностного натяжения жидкостей, концентрации поверхностно-активных веществ (IIAB) в растворах как в лабораторчых условиях, так и непосредственно на технологиче=ком потоке.

Известно устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей методом максимального давления в газовом пузырьке, содержащее иэмери- 15 тельный капилляр, барботажную трубку, источник стабилизированного давления питающего газа, измеритель перепада давлений, постоянные и переменные дроссели и камеру с вялой 20 гофриРованной мембраной, разделяющей камеру на две полости. В результате этого отсутствует процесс образования газовых пузырьков из барботажной трубки при измерении поверхностного 25 натяжения, а нижний ее торец находится в исследуемой жидкости на уровне нижнего торца измерительного капилляра. Это дает воэможность повысить точность измерения при незначительных30 изменениях уровня жидкости в измерительной кювете (1).

Недостатком укаэанного устройства является увеличение погрешности измерений при колебаниях уровня в измерительной кювете более +5 мм иэ-за ограничения хода вялой гофрированной мембраны устройства.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей по методу максимального давления в газовом пузырьке, содержащее измерительный капилляр, опущенный в проточную измерительную кювету с исследуемой жидкостью, задатчик времени существования поверхности раздела фаз, формирователь малого пневматического подпора,, пневматическую дроссельную и электрическую схемы измерения и дифференциальный емкостной пневмзпреобразователь (2) .

Однако измеряемый максимальный перепад давления при образовании газового пузырька в известном устройстве зависит от влияния капиллярных сил в барботажной трубке, а также от расстояния от плоскости среза нижнего конца барботажной трубки до вершины мениска в момент максимального давле796740 ния при образовании газового пузырька иэ барботажной трубки. Указанное явление вносит дополнительную погрешность до 5%.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что один иэ входов дифференциального емкостного пневмопреобразователя соединен с нулевой отметкой уровня проточной измерительной кюветы, а его мембрана установлена в одной горизонтальной плоскости с торцом нижнего конца измерительного капилляра.

На чертеже показана принципиальная измерительная схема предлагаемого уст,ройства. 35

Устройство состоит из дифференциального емкостного пневмопреобразователя 1, чувствительная мембрана которого установлена в одной плоскости с торцом нижнего конца измерительно- 20

ro капилляра 2, который опущен в проточную измерительную кювету 3 с исследуемой жидкостью, шарикового ста.билизатора 4 давления питающего газа., постоянных и переменных дросселей

5-9, постоянной пневмоемкости 10. и двух трехмембранных реле 11 и 12 с пневматическим подпором. Реле 11, емкость 10 и регулируемый дроссель 5 образуют генератор пневмоимпульсов, дроссели б и 9 образуют измерительную пневматическую схему, дроссель 7 предназначен для создания малого пневматического подпора в устройстве, дроссель 8 ограничивает расход питающего газа через пневматическую схему, а коммутирующее реле 12 в момент появления пневмоимпульса на выходе генератора перекрывает выход питающего газа в атмосферу через дроссель 7. 40

Измерение поверхностного натяжения с помощью предложенного устройства производится следующим образом.

На вход устройству подают питающий газ (воздух). На выходе генератора пневмоимпульсов в результате соответствующей его настройки с помощью переменного дросселя 5 появляются сигналы определенной длительности и через заданные интервалы времени, что вызвано требуемым временем существования измеряемой поверхности раздела фаз жидкость — газ. В моменты отсутствия импульсов на выходе ,генератора мембранный блок реле 12 находится в нижнем положении. Это дает воэможность части питающего газа стравливаться в атмосферу через дроссель 7, .что создает внутри измерительного капилляра 2 малый пневматический подпор по величине, доста- gQ точный только для удержания мениска газового пузырька на нижнем торце измерительного капилляра. Это способствует адсорбции молекул поверхностно; активных веществ на измеряемой грауя- gg це раздела фаз. В моменты появления импульсов на выходе генератора мембранный блок реле 12 перемешается вверх, стравливание газа в атмосферу через дроссель 7 прекращается, давление во внутренней полости измерительного капилляра 2 увеличивается до величины максимального в газовом пузырьке. Эго приводит к образованию газового пузырька из измерительного капилляра в исследуемую жидкость. Одновременно это максимальное давление поступает на один иэ входов дифференциального емкостного пневмопреобразователя 10, второй вход которого соединен с нулевой отметкой уровня проточной измерительной кюветы 3. В связи с тем что чувствительная мембрана дифференциального емкостного пневмопреобраз ователя 10 уст ановлен а в одной горизонтальной плоскости с торцом нижнего конца измерительного капилляра 2, снизу на мембрану действует давление, равное гидростатическому давлению столба жидкости в измерительной кювете 3 от нижнего торца измерительного капилляра до верхнего уровня жидкости в кювете, т.е. от глубины погружения измерительного капилляра в исследуемую жидкость.

Таким образом мембраной воспринимается только давление, по величине равное максимальному давлению в газовом пузырьке, образующемуся из измерительного капилляра в жидкость без учета влияния его погружения. Изменение уровня жидкости в измерительной кювете в ту или иную сторону на значительную величину абсолютно не влияет на перепад давления, воспринимаемый мембраной дифференциального емкостного преобразователя.

Применение предлагаемого устройст-, ва в производственных условиях дает возможность исключить влияние глубины погружения измерительного капилляра в исследуемую жидкость и ее плотности на результаты измерения при значительных колебаниях уровня жидкости в проточной измерительной кювете.

Формула изобретения

Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей по методу максимального давления в газовом пузырьке, содержащее измерительный капилляр, опущенный в проточную измерительную кювету с исследуемой жидкостью, эадатчик времени существования поверхности раздела фаз, формирователь малого пневматического подпора, пневматическую дроссельную и электрическую схемы измерения и дифференциальный емкостной пневмопреобразователь, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точ796740

Составитель С. Беловодченко

Техред Й. Бабурка корректор С.Шекмар

Редактор М.Петрова

Заказ 9762/61 Тираж 916 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ности измерения, один иэ входов дифференциального емкостного пневмопреобразователя соединен с нулевой отметкой уровня проточной измерительной кюветы, а его мембрана установлена в одной горизонтальной плоскости с торцом нйжнего конца измерительного капилляра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 538278, кл. G 01 и 13/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР5 В 603879,!кл. 6 01 и 13/02, 1976 (прототип).