Устройство для определения поверхност-ного натяжения жидкостей

Устройство для определения поверхност-ного натяжения жидкостей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(и1 828022

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.05.79 (21) 2768288 18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) M Кл 3

G 01N 13/02

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 543.542 (088.8) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

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 контроля концентрации поверхностно-активных веществ (ПАВ) в растворах с концентрацией

ПАВ выше критической концентрации мпцеллообразования (ККМ), а также их динамического поверхностного натяжения (ДПН), непосредственно на технологическом потоке.

Известно устройство для измерения поверхностного натяжения (ПН) жидкостей, работающее по методу максимального дав- 15 ления в газовом пузырьке, выходящем из отверстия калиброванного капилляра, содержащее пневматическую дроссельную и электрическую схемы измерения, пневматический преобразователь, капилляр и барбо- 0 тажную трубку, установленную на одном уровне с капилляром. В этом устройстве исключено влияние глубины погружения измерительного капилляра в жидкость и ее плотности на результаты измерения ПН (1). 25

Однако с помощью такого устройства нельзя измерить концентрацию ПАВ в растворе, так как его схемой не предусмотрена стабилизация времени существования измеряемой поверхности раздела фаз. и0

Наиболее близким техническим решением является устройство для определения поверхностного натяжения жидкостей по методу максимального давления в газовом пузырьке, содержащее двухкапиллярный измерительный прибор, проточную кювету и схему измерения (2).

В этом устройстве исключено влияние глубины погружения измерительного капилляра в жидкость и ее плотности на результаты измерения, имеется возможность настраивать в широких пределах время существования исследуемой поверхности раздела фаз жидкость — газ и стабилизировать любое из требуемых значений. Это дает возможность измерения с помощью такого устройства ДПН непосредственно на технологическом потоке в промышленных условиях, а прп строго фиксированном времени сушествования поверхности раздела фаз по измеренному ДПН можно определять концентрацию ПАВ в растворе.

Недостатком указанного устройства является измерение концентрации ПАВ в растворах только до критической концентрации мицеллообразования (ККМ), при которой ДПН для заданного времени существования поверхности раздела фаз достигает наименьшего значения и при дальнейшем увеличении концентрации остается неиз828022 менным. Величина минимального значения

ПН при этом зависит от применяемого в растворе ПАВ. Концентрация ПАВ, соответствующая ККМ, колеблется в пределах от 1 до Зо/О.

Целью изобретения является расширение диапазона определения концентрации ПАВ в растворах выше критической концентрации мицеллообразования.

Для этого устройство дополнительно снабжено регулятором соотношения потоков раствора поверхностно-активного вещества и его растворителя, исполнительным устройством и смесителем, причем выход регулятора соотношения соединен с входом исполнительного устройства, а смеситель соединен с входом проточной кюветы.

На чертеже приведена схема устройства для определения концентрации ПАВ в растворе выше ККМ.

Устройство состоит из двухкапиллярного измерительного прибора 1, работающего по методу максимального давления в газовом пузырьке, регулятора соотношения двух потоков 2, исполнительного устройства 3, смесителя 4, проточной кюветы 5 и линий подачи раствора ПАВ 6 и его растворителя 7.

Измерительный двухкапиллярный прибор б предназначен для определения концентрации ПАВ в технологическом растворе непосредственно на потоке по измеренному

ДПН, при концентрации ПАВ в растворе ниже ККМ. Первый и второй входы регулятора соотношения 2, применяемого в устройстве (например, регулятор ПР3.23 системы «Старт»), через разделительные сосуды 8 соединены соответственно с линиями подачи исследуемого раствора ПАВ б и его растворителя 7. Выход регулятора соединен с входом исполнительного устройства 3.

Величина регулируемого соотношения, настраиваемая с помощью регулятора ПР3.23, может находиться в пределах от 0,1 до 1,0.

Исполнительное устройство 3 (например, типа ПКН) состоит из регулирующего клапана и исполнительного механизма и предназначено для регулирования расхода одного из смешиваемых потоков.

Смеситель 4 конструктивно выполнен в виде емкости с двумя входными и одним выходным штуцерами.

Проточная кювета 5 предназначена для непрерывного отбора и обеспечения плоскопараллельного течения исследуемого раствора ПАВ в процессе измерения.

Конструктивно измерительная кювета выполнена в виде желоба с входным штуцером, соединенным с плавнорасширяющимся раструбом, расположенным на уровне дна, и выходным штуцером с плавносужающимся раструбом, расположенным на уровне переточной кромки, ограничивающей верхний уровень исследуемого раствора в кювете.

l0

4

Определение концентрации ПАВ в растворах выше ККМ осуществляется следующим образом.

Поток измеряемого раствора ПАВ с концентрацией выше ККМ непрерывно отбирают из технологической линии его подачи 6 и под избыточным давлением подводят к смесителю 4. По второму трубопроводу 7 под избыточным давлением в смеситель непрерывно подводят чистый растворитель исследуемого раствора ПАВ. Потоки ПАВ и его растворителя с избыточным давлением через разделительные сосуды 8 поступают на вход регулятора соотношения двух потоков 2, который поддерживает заданную величину соотношения расходов потоков.

Управляющий пневматический сигнал с выхода регулятора поступает в верхнюю управляющую камеру мембранного исполнительного механизма, приводящего в движение шток, соединенный с плунжером проходного регулирующего клапана. Регулирующий клапан пропорционально входному управляющему сигналу регулирует расход растворителя ПАВ в линии, поступающего в смеситель 4. С выхода последнего раствор ПАВ с концентрацией ниже ККМ поступает в проточную кювету 5. Измерительный капилляр и барбота>кную трубку двухкапиллярного измерительного прибора

1, установленного над проточной кюветой 5, погружают в движущийся через нее исследуемый раствор ПАВ. С помощью соответствующих ручек настройки, расположенных на передней панели двухкапиллярного прибора для измерения ПН, настраивают необходимую частоту образования пузырьков из измерительного капилляра и барботажной трубки (время существования поверхности раздела фаз) и синхронизируют процесс их образования.

Выходной электрический унифицирова нный сигнал 0 — 5 мА на выходе прибора для измерения ПН изменяется пропорционально разности давлений в газовых пузырьках, образующихся из измерительного капилляра и барботажной трубки в исследуемый раствор, и находится в прямой зависимости от ПН раствора ПАВ, а значит и от концентрации ПАВ в растворе. Выходной электрический сигнал измеряется и регистрируется с помощью серийно выпускаемого прибора 9 (например, миллиамперметра

М-340) .

Для определения действительного значения концентрации ПАВ в растворе с концентрацией выше ККМ измеренное значение концентрации умножают на коэффициент соотношения потоков, поддер>киваемый регулятором.

Предлагаемое устройство позволяет при строго фиксированном времени существования поверхности раздела фаз автоматически производить измерение концентрации

ПАВ в растворе выше ККМ.

828022

Формула изобретения

Составитель С. Беловодченко

Редактор О. Филиппова Техред А. Камышникова Корректоры: А. Степанова ив, Нам

Заказ 727/4 Изд. j¹ 302 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Такое устройство может быть также использовано для измерения динамического поверхностного натяжения растворов сконцентрацией ПЛВ выше ККМ.

Устройство для определения поверхностного натяжения жидкостей по методу максимального давления в газовом пузырьке, включающее проточную кювету и двухкапиллярный измерительный прибор, установленный над проточной кюветой, о т л и ч ающееся тем, что, с целью расширения диапазона определения концентрации поверхностно-активного вещества в растворе выше критической концентрации мицеллообразования, оно дополнительно снабжено регулятором соотношения потоков измеряемого раствора поверхностно-активного вещества и его растворителя, исполнитель5 ным устройством и смесителем, причем выход регулятора соотношения соединен с входом исполнительного устройства, а смеситель соединен с входом проточной кюветы, 10

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР № 265551, кл. G 01N 13/02, 1968.

15 2. Лвторское свидетельство СССР № 603879, кл. G 01N 13/02, 1976 (прототип).