CS213895B1 - Zařízení pro měření povrchového napětí kapalín - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro měření povrchového napětí kapalin, opatřeného kapilérní trubicí' a měřicím ústrojím»

Toto zařízeni je vhodné pro měření povrchového napětí běžných kapalin. Může se věak použit i pro měření různých emulsí a suspensí, jako pro měření lidské krve, plasmy, heparinu a infúzních roztoků·

Metody, které určují jednotlivé typy přístrojů, jsou statické nebo dynamické.

Z , Statické měřicí metody jsou nejrozšířenější, a to i v moderních laboratořích a využívají kapilérní přístroje, které jeou po konstrukční stránce poměrně jednoduché a přitom dostatečná přesné, jelikož k realizaci dostačuje jediná, vhodně upevněná, skleněná kapilára. K měření však lze použít i koncentrické kapilární trubice nebo dvou kapilár. Základním požadavkem u těchto typů přístrojů je přesná kapilára, a konstantním poloměrem po celé délce, která je před měřením úplně čistá a odmaštěná· Dalšími typy, které patří do skupiny, využívající statických metod, jsou přístroje, založené na metodě padájících kapek nebo na metodě bublinové. Tyto přístroje, jsou ve srovnání s kapilárním typem složitější jak po stránce konstrukčního provedení, tak po stránce konstrukčního provedení, tak po stránce početního zpracování, přitom ale nedosahují vyšší přesnosti·

Z dynamických metod Jaou až dodnes velmi rozšířené metody odtrhovací, u nichž se používá několik variant konstrukčního provedení přístrojů· -213 895

213 895

Dále je známa metoda povrchových vln, kdy. se využívá závislosti mezi povrchovým napětím kapaliny, kterou aa vlnění Míří a fyzikálními veličinami, která vlnění popisují.

Ze věech uvedených zařízení dávají nejpřeanější výsledky Jcapilární přístroje. Nelze je věak použít pro každou kapalinu. Zvláště chemický průmysl používá řady kapalin, která by kapilární měřidlo velmi rychle vyřadily z provozu. V tomto případě je lépe použít odtrhovaeí metody. Zpravidla aa provádí měření táže kapaliny dvěma metodami, i když aa výsledky částečně liší. Sak například odtrhovaeí metoda udává povrchová napětí kapaliny v klidu, kdežto výsledky, získaná metodou šíření vln na hladině, udávají hodnotu, příslušející kapalině v pohybu. Rosdíly věak nejsou tak velká, aby nemohlo být měření srovnatelná.

Uvedená nedostatky odstraňuje zařízení podle vynálezu - tenaiometr, opatřený kapilární trubicí a měřicím ústrojím.

Jeho podstata spočívá v tom, že kapilární trubice je ve svislá poloze uchycena v držáku s mikrometrickým posunem a proti jejímu konci je uložen kelímek s měřenou kapalinou, upevněný v dalším držáku, uloženém v temperačním válci upraveným posuvně, přičemž druhý konec kapilární trubice Je propojen tlakovým potrubím přea první manipulační ventil a tlakovým rezervoárem a tlakoměrem a výsuvnou stupnicí a druhý manipulační ventil se dvěma ovládacími válci.

Výhody teneiometru spočívají především v tom, že přístroj vyžaduje nepatrnou spotřebu měřená kapaliny, přibližně 1 až 2 cm , dává možnost použít k měření různých kapilár, není nutno sledovat a měřit výšku kapilárního sloupce v kapiláře a nevyžaduje kapiláru o konstantním poloměru po celá dálce kapiláry, ale jen u konce. Dále není nutno znát hustotu měřená kapaliny. Umožňuje snadná nastavování tlaku e možností jeho spojitá změny. Měření lze provádět při požadované teplotě, a to v rozsahu teplot, které připouští pracovní režim termostatu, lze proto uvedeným přístrojem určit graf závislosti povrchového napětí na teplotě. Měření není tak citlivé na čiatotu a odmaštění kapiláry jako v případě běžné kapilární metody. Přístroje lze použít 1 pro měření hustoty kapalin.

Tensiometr podle vynálezu je v dalěím blíže popeán na příkladu provedení podlé připojeného výkresu, na němž Je schematicky nakresleno celkové zapojení přístroje.

Tensiometr je opatřen svisle uloženou krátkou kapilární trubicí 1, které může být buá akle něná nebo kovová, a zhotovená z jehly injekční stříkačky. Skleněná kapilární trubice_1_má mít kuželovité ukončení, aby plocha kolem koncového otvoru byla co nejmenší. Je vsazena do držáku .β,βι připojena k tlakovému potrubí 11. Před měřením aa upevní kapilární trubice 1 v. držáku 6 tak, aby byla těsně nad hladinou měřená kapaliny. Přesné nastavení do polohy, aby ae při nepatrném ponoru dotýkala měřené kapaliny, ae provádí mikrometrickým posuvem .7» Kelímek _5_ měřené kapaliny je upevněn v dalěím držáku 4j který prochází vnitřním otvorem temperačního válce 2. Po nastavení kapilární trubice^do žádaná polohy ae zvedne temperační válec_2_do horní krajní polohy a zajistí šroubem_8. Kelímek 5a měřenou kapalinou Je potom v prostředí o žádané teplotě. Temperačním válcem 2* spojeným a termostatem 9, cirkuluje voda o žádaná teplotě, což umožňuje, aby měření probíhalo při zvolené konstantní teplotě, která ae měří teploměrem 3.

Tlakové potrubí 11 vede z držáku kapilární trubice_1 k prvnímu manipulačnímu ventilu

17, kterým je ovládán přívod tlakového média do kapilární trubice 1. Tento první manipulační ventil 17 má tři činné polohy· První poloha zajištuje spojení kapilární trubice JL a atmosférou,

213 895 což je stav před měřením, dalěí poloha zajišťuje spojení kapilární trubice 1 s tlakovým potrubím 11, což je βtav při měření a ve třetí poloze zajišťuje spojení tlakového rezervoáru 10. s atmosférou·

Tlakový rezervoár 10 je propojen se skleněným tlakoměrem 12 a a manipulačními ventily 16, 17. Skleněný tlakoměr 12 je opatřen výsuvnou stupnicí 13» Pohyb této výsuvné stupnice 13 je vyvozován třecím převodem a ovládán knoflíkem 14» Umožňuje to při měření nastavit konec výsuvné stupnice 13 na spodní sloupec tlakoměrné kapaliny a pohodlně odečítat výšku vodního sloupce· Potřebný tlak v tlakovém rezervoáru 10, jemuž odpovídá výška vodního sloupce na skleněném tlakoměru 12, získáme prvním ovládacím válcem 18, jehož píst je ovládán knoflíkem 19 na ovládacím panelu· Předem je nutno nastavit oba ovládací válce 18, 20 do krajní horní polohy· Při nastavování musí být druhý manipulační ventil 16 v poloze sání. Potom dáme ventil 16 do polohy měření a pohybem pístu ovládacího válce 18 nastavíme žádaný tlak. Nýní je zařízení připraveno k měření, při kterém ventil 16 i 17 jsou v poloze měření. Vlastní měřeni spočívá v tom, že hydrostatický tlak sloupce měřené kapaliny v kapilární trubici 1 se nahradí hydrostatickým tlakem vodního slovce ve skleněném tlakoměru 12. Je-li tlak v kapilární trubici 1 menší než předem nastavený tlak v tlakovém rezervoáru 10. uniká při otevření prvního manipulačního ventilu 17 vzduch v bublinách z kapilární trubice 1. měřenou kapalinou do té doby, než dojde k vyrovnání tlaků ve skleněném tlakoměru 12 a v kapilární trubici 1. Proběhne-li toto vyrovnání příliš rychle, což se atává při použití kapiláry o větším průměru, poklesne vlivem expanze sloupec skleněného tlakoměru 12 na nižěí hodnotu. Potom se použije druhý ovládací válec 20, Otáčením knoflíku 21, který působí ve fbnkci mokroregulace tlaku, se jemně zvyšuje tlak v kapilární trubici 1^ až se dosáhne hodnota, kdy se od kapilární trubice 1. uvolní první bublina, což představuje hledaný tlak, jemuž odpovídá výška vodního sloupce na skleněném tlakoměru 12. Použitím konstanty přístroje a ze zjiětěné výšky vodního sloupce se určí povrchové napětí měřené kapaliny podle vztahu cC* “ k.h, kde k je konstanta a h výška vodního sloupce. Vzhledem k tomu, že výška vodního sloupce je vlastně jediná měřená veličina, opakuje se měření několikrát V konstantě_k je zahrnut průměr kapilární trubice JL„ hustota tlakoměrné kapaliny a gravitační zrychlení*

Při použití přístroje ae nemusí soustavně sledovat výška kapilárního sloupce v kapilární trubici 1» častokrát vlivem nečistot na stěnách skleněné kapilární trubice JI nedosáhla měřená kapalina patřičná výšky, ale na skleněném tlakoměru 12 odpovídala výška vodního sloupce h hodnotě, která je vyjádřením skutečného tlaku v kapilární trubici 1. Tento poznatek umožnil použít místo skleněná kapiláry kapiláru kovovou. Výsledky, získané a touto kapilára! trubicí jsou stejná jako výsledky, získaná a kapilární trubicí skleněnou. Záleží na znalosti přesné hodnoty průměru ponořeného konce kapilární trubice .1. Případné nepravidelnosti po Její délce nenají na přesnost vliv·

Claims (1)

1. Předmět vynálezu

   Zařízení pro měření povrchového napětí kapalin, opatřený kapilární trubicí a měřicím ústrojím, vyznačený tím, že kapilární trubice (1) Ja ve svislé poloze uchycena v držáku (β) a mikrometrickým posuvem a proti jejímu konci je uložen kelímek (5) β měřenou kapalinou, upevněný v dalším držáku (4), uloženém ve vnitřním otvoru posuvného tenperačního vál213 895 ce (2), přičemž druhý konec kapilární trubice (l) Je propojen tlakovým potrubím (11) pře· první manipulační ventil (17) · tlakovým rezervoárem (10) a tlakoměr·· (12) s výsuvnou stupnicí (13) s druhý manipulační ventil (l«) se dvěma ovládacími válci (18* 20)·