RU2205380C2

RU2205380C2 - Method for measurement of surface tension

Info

Publication number: RU2205380C2
Application number: RU2000106486/28A
Authority: RU
Inventors: М.М. Мордасов; В.И. Гализдра; Е.И. Корнеева
Original assignee: Тамбовский военный авиационный инженерный институт
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2003-05-27

Abstract

FIELD: various branches of industry, such as chemical, paint and varnish, food industries, etc. SUBSTANCE: the method consists in measurement of deflection of the reflected luminous flux from the liquid surface before and after deformation by a gas jet. The value of surface tension is found as a function of gas rate causing deflections of the reflected luminous flux for the preset value. EFFECT: can be used for any viscous media, non-transparent inclusive, enhanced precision of measurements. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к бесконтактным аэрогидродинамическим способам контроля поверхностного натяжения жидких веществ, и может найти применение в различных отраслях промышленности. The invention relates to the field of measuring equipment, in particular to non-contact aerohydrodynamic methods for controlling the surface tension of liquid substances, and can find application in various industries.

Известен способ измерения поверхностного натяжения (Залманзон Л.А. Гидродинамические методы измерения параметров автоматизированных систем. М.: Наука, 1973. - С.61-62), заключающийся в деформации поверхности контролируемой жидкости газовой струей и измерении параметров образованного углубления как функции поверхностного натяжения, использующем оптические методы. A known method of measuring surface tension (Zalmanzon L.A. Hydrodynamic methods for measuring parameters of automated systems. M: Nauka, 1973. - P.61-62), which consists in deforming the surface of a controlled fluid with a gas stream and measuring the parameters of the formed recess as a function of surface tension using optical methods.

Недостатком такого способа измерения поверхностного натяжения является невозможность его использования для непрозрачных сред. The disadvantage of this method of measuring surface tension is the inability to use it for opaque environments.

Наиболее близким по технической сущности является способ измерения поверхностного натяжения (Авторское свидетельство 1753369, М.Кл. 5 G 01 N 13/00, Способ определения поверхностного натяжения жидкостей /В.П. Астахов, М. М. Мордасов, В.Д. Журавлев), заключающийся в формировании углубления на поверхности жидкости газовой струей, вытекающей из сопла, измерении расхода газа. Форма углубления контролируется световым потоком, проходящим через жидкость по оси симметрии углубления. О величине поверхностного натяжения судят по расходу газа в струе, при котором световой поток минимален. The closest in technical essence is the method of measuring surface tension (Copyright certificate 1753369, M.C. 5 G 01 N 13/00, Method for determining the surface tension of liquids / V.P. Astakhov, M.M. Mordasov, V.D. Zhuravlev ), which consists in the formation of a recess on the surface of the liquid with a gas stream flowing from the nozzle, measuring the gas flow. The shape of the recess is controlled by the light flux passing through the liquid along the axis of symmetry of the recess. The magnitude of the surface tension is judged by the gas flow in the stream at which the light flux is minimal.

Недостатком этого способа является невысокая точность вследствие потери информативности сигнала при прохождении через слой жидкости, а также невозможность работы с непрозрачными жидкостями. The disadvantage of this method is the low accuracy due to the loss of information content of the signal when passing through a layer of liquid, as well as the inability to work with opaque liquids.

Технической задачей изобретения является повышение точности измерения поверхностного натяжения жидких сред, а также обеспечение возможности контроля качества непрозрачных, вязких сред. An object of the invention is to increase the accuracy of measuring the surface tension of liquid media, as well as providing the ability to control the quality of opaque, viscous media.

Поставленная техническая задача достигается за счет измерения отклонения отраженного светового потока от поверхности жидкости до и после деформации струей газа, и величину поверхностного натяжения находят как функцию расхода газа, вызывающего отклонения отраженного светового потока на заданную величину. The stated technical problem is achieved by measuring the deviation of the reflected light flux from the surface of the liquid before and after deformation by a gas stream, and the surface tension value is found as a function of gas flow, causing the reflected light flux to deviate by a predetermined amount.

На чертеже представлена схема устройства для реализации способа измерения поверхностного натяжения. The drawing shows a diagram of a device for implementing the method of measuring surface tension.

Сжатый воздух от источника поступает на вход регулятора расхода воздуха 1, выход которого подключен к входу измерителя расхода 2, после которого он подается на вход сопла 3. Выходящая из сопла 3 струя газа воздействует на поверхность жидкости 4 и образует на ней углубление 5. Над поверхностью жидкости размещены источник светового потока 6 и два приемника световых потоков 7 и 8. Compressed air from the source enters the inlet of the air flow regulator 1, the output of which is connected to the inlet of the flow meter 2, after which it is supplied to the inlet of the nozzle 3. The gas jet exiting the nozzle 3 acts on the surface of the liquid 4 and forms a recess 5. On it liquids placed the source of the light flux 6 and two receivers of the light flux 7 and 8.

На источник светового потока 6 подают напряжение питания. Положение отраженного светового потока от недеформированной поверхности жидкости при отсутствии расхода газа на входе в сопло фиксируется с помощью светоприемника 7. Увеличивают расход газа, подаваемый в сопло 3. Размеры углубления на поверхности жидкости растут. Как только отраженный от поверхности углубления 5 световой поток поступит на вход светоприемника 8, осуществляют фиксацию расхода, при котором наступило такое состояние. The light source 6 is supplied with a supply voltage. The position of the reflected light flux from the undeformed surface of the liquid in the absence of gas flow at the inlet to the nozzle is fixed with a light detector 7. Increase the gas flow supplied to the nozzle 3. The dimensions of the recess on the surface of the liquid increase. As soon as the light flux reflected from the surface of the recess 5 arrives at the inlet of the light receiver 8, the flow rate is fixed at which such a state occurs.

Деформация поверхности сопровождается изменением ее радиуса кривизны от максимального значения R-->∞ в точке A до заданного значения в точке В. The deformation of the surface is accompanied by a change in its radius of curvature from the maximum value R -> ∞ at point A to a given value at point B.

Способ, использующий отражение светового потока от поверхности с определенными значениями радиуса кривизны, является наиболее простым для реализации и более точным. A method using reflection of the light flux from a surface with certain values of the radius of curvature is the easiest to implement and more accurate.

Поверхностное натяжение определяют по измеренной величине расхода газа, вызывающего на поверхности деформацию заданной глубины. The surface tension is determined by the measured value of the gas flow, causing deformation of a given depth on the surface.

Предложенный способ измерения поверхностного натяжения позволяет повысить точность как в лабораторных, так и в производственных условиях при измерении непрозрачных сред. The proposed method for measuring surface tension allows to increase the accuracy in both laboratory and industrial conditions when measuring opaque media.

Claims

A method of measuring surface tension, including the formation of a recess on the surface of a liquid under the influence of a gas jet, measuring the gas flow rate and the parameters of the recess by optical methods, characterized in that the deviation of the reflected light flux from the deformed surface by a predetermined amount is measured, the change in gas flow rate that causes this deviation is measured, by which they judge the magnitude of the surface tension.