SU1679283A1 - Способ определени коэффициента поверхностного нат жени жидкостей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к физико-химическому анализу жидкостей с повышенным требованием точности, а именно к способу определени  коэффициента поверхностного нат жени  жидкостей. Цель изобретени  - повышение точности измерени  путем исключени  ошибок, св занных с возникновением неосновных гармоник. Каплю исследуемой жидкости, сформированную на неподвижном кольцевом держателе, помещают между двум  цилиндрическими электродами, создающими переменное электрическое поле. Капл  колеблетс  за счет периодически мен ющегос  момента, индуцированного внешним переменным электрическим полем. Геометри  внешнего пол  такова, что силы приложены к тем част м капли, амплитуда деформации которых максимальна дл  данной моды колебаний, поэтому возбуждение колебаний наиболее эффективно и возникают лишь одномодо- вые колебани . По резонансному увеличению амплитуды определ ют собственную частоту колебаний капли и с помощью формулы Рэле  вычисл ют коэффициент поверхностного нат жени  жидкостей. Уменьшение вли ни  держател  на резонансные свойства капли за счет отсутстви  механического перемещени  последнего и применени  переменного электрического пол  особой конфигурации дл  возбуждени  одномодовых колебаний повышает точность измерени  коэффициента поверхностного нат жени  жидкостей. Способ определени  коэффициента поверхностного нат жени  жидкостей целесообразно использовать дл  анализа чистоты жидкостей в химической промышленности, пищевой промышленности, медицине, в радиолокационных методах наблюдени  осадков. 2 ил, 2 табл. (Л С о х| О го 00 СА)

Description

Изобретение относитс  к физико-химическому анализу свойств жидкости, в частности к способу определени  коэффициента поверхностного нат жени .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  путем исключени  ошибок, св занных с возникновением неосновных гармоник.

На фиг.1 приведена схема устройства, реализующего способ определени  коэффициента поверхностного нат жени  жидкостей; на фиг.2 - схема расположени  электродов при возбуждении неосновной гармоники.

На фиг, 1 приведена схема устройства, реализующего способ, при возбуждении основной гармоники колебаний л 2. Устройсгво состоит из кольцевого держател  1, на котором сформирована сферическа  капл  2. Держатель соединен с платой 3, на которой в местах наибольшей амплитуды деформации поверхности капли дл  данной гармоники, а именно в верхней и нижней точках капли, вдоль оси держател  расположены электроды, создающие переменное электрическое поле, частота которого задаетс  генератором 5. Разность потенциалов электрического пол  задаетс  высоковольтным трансформатором 6, амплитуда колебаний капли регистрируетс  с помощью микроскопа 7, капл  освещаетс  стробоскопом 8.

Способ определени  коэффициента поверхностного нат жени  жидкостей дл  случа  возбуждени  основной гармоники колебаний п 2 осуществл етс  следующим образом.

Каплю дистиллированной воды формируют на кольцевом держателе с помощью мик- рошприца с гидрофобной иглой, что обеспечивает точность объема V не хуже 1%, Держатель выполнен в виде кольца диаметром 1,5 мм из кварцевой нити толщиной 20 мкм. Дл  того, чтобы возбуждающие основную гармонику п 2 внешние силы электрического пол  прилагались в заданных точках и тем самым не вызывали по влени  других гармоник (заданные точки - верхн   и нижн   точки капли вдоль оси кольцевого держател ), необходимо, чтобы напр женность пол  быстро убывала в направлени х , перпендикул рных оси кольцевого держател , и возрастала вдоль оси, т.е. силовые линии должны иметь геометрию конуса . Эксперименты показали, что этому условию удовлетвор ют цилиндрические

электроды диаметром d -у, наход щиес 

на рассто нии I , где D - диаметр сферической капли. Поэтому в экспериментах используют электроды, представл ющие собой медные стержни диаметром d 0,7 мм, на которые подаетс  напр жение U 700В.

В экспериментах фиксируют частоту колебаний переменного электрического пол , при которой амплитуда колебаний поверхности капли максимальна. Так как форма капли, сформованной на кольце малого диаметра , близка к сферической, дл  вычислени  собственных частот колебаний капли примен ют формулу Рэле 

N/n7n-l)(n+2) ,

где о - коэффициент поверхностного нат жени , дин/см;

fn - собственна  частота колебаний капли , с 1.

р- плотность жидкости, г/см ;

V - объем капли, см3; п - целое число, номер гармоники. В табл.1 содержатс  значени  резонансных частот дл  капель различного объема

0 V, вычисленные по формуле Рэле  дл  , а в табл.2 - экспериментально полученные значени  резонансных частот и вычисленные в соответствии с этими частотами вели- чины коэффициента поверхностного

5 нат жени  дистиллированной воды, кроме того, указаны значени  абсолютной ошибки измерени .

Экспериментальный разброс Дазна- чений а не превышает 1%, что в 2-3 раза

0 меньше, чем в известном.

Использование способа определени  коэффициента поверхностного нат жени  жидкостей обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: необ5 ходимость малого объема исследуемой жидкости, высокую точность измерени  коэффициента поверхностного нат жени  жидкостей, св занную с возбуждением од- номодовых колебаний, что влечет за собой

0 повышенную точность измерени  резонансных частот, уменьшение вли ни  тех, контактирующих с исследуемой жидкостью, св занное с возможностью применени  тонких колец малого диаметра, обеспечива5 ющих наименьшее искажение сферической формы капли и ее резонансных свойств

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   0 Способ определени  коэффициента поверхностного нат жени  жидкостей, заключающийс  в том, что формируют каплю жидкости на кольцевом держателе, возбуждают вынужденные капилл рные колебани 

   5 капли, измен ют частоту вынуждающей силы , измер ют амплитуду колебаний и по резонансному увеличению амплитуды определ ют собственную частоту основной гармоники колебаний, отличающийс 

   0 тем, что, с целью повышени  точности измерени  путем исключени  ошибок, св занных с возникновением неосновных гармоник, колебани  возбуждают переменным электрическим полем, создаваемым с

   5 помощью двух цилиндрических электродов, расположенных на оси кольцевого держател , причем диаметр цилиндрических электродов и их рассто ние от поверхности капли не превышает половину диаметра капли.

   Таблица 1

   Таблица 2

   Фиг.1