SU693159A1 - Устройство дл определени поверхностного напр жени жидкостей - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛБВИЯПОЁЕрХНПСТШГб НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относитс  к устройствам дл  измерени  физико-химических параметров жидкостей и растворов поверхностно-активных веществ, в частности, дл  измерени  поверхностного нат жени , и может найти применение в различных производственных процессах, в лабораторной практике и научных исследовани х.

Известно устройство дл  определени  поверхностного нат жени , которое выполнено в виде U-образной трубки с коленами различных диаметров и примен етс  дл  исследовани  небольших количеств жидкоети I.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устройство дл  определени  поверхностного нат жени  жидкостей, содержащее измерительный капилл р с калиброванным внутренним отверстием и сосуд дл  исследуемой жидкости 2. Значение поверхностного нат жени  при этом определ ют по высоте подн ти  мениска исследуемой жидкости в калиброванном капилл ре относительно уровн  жидкости в сосуде.

Существенным недостатком известных устройств  вл етс  дополнительна  погрешность полученных результатов при определении временной зависимости поверхностного нат жени  растворов поверхностно-активных веществ (динамического поверхностного нат жени ). Это обусловлено тем, что начальна  высота подн ти  мениска исследуемой жидкости в калиброванном капилл ре , а также ее изменение во времени,

вызванное адсорбцией молекул поверхностно-активных веществ ПАВ на поверхность мениска,  вл ютс  функцией концентрации ПАВ- в ближайшей области раствора вокруг нижнего конца капилл ра и практичес- ки не завис т от концентрации ПАВ в других участках объема жидкости в сосуде. Целью изобретени   вл етс  повышение точности определени ,динамического поверхностного нат жени  растворов ПАВ.

Дл  этого устройство дополнительно

0 снабжено пневматическим логическим элементом ИЛИ-НЕ-ИЛИ, счетчиком пневматических Импульсов и системой из.мерительных капилл ров одинакового внутреннего

диаметра различной длинй, причем верх нйе кбЩы измерительных капилл ров установлены на одинаковом рассто нии от свободной поверхности жидкости в сосуде, внутренние их полости срединены между собой и с логическим элементом ИЛИ-НЕ-ЙЛИ второй вход которого соединен со счетчиком пневматических импульсов, а нижние концы капилл ров погружены в исследуемую жидкость на различные глубины равномерно по ее объему.

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства, дли определени  поверхностного нат жени  жидкостей .

Устройство состоит из сосуда 1 с исследуемой жидкостью, измерительных калиброванных капилл ров 2 одинакового внутреннего диаметра различной длины, пневматического логического элемента ИЛИ-НЕИЛИ 3 и счетчика 4 пневматических импульсов . .

Верхние концы всех измерительных капилл ров 2 установлены на одинаковом рассто нии Н от свободной поверхности жидкости в сосуде 1, а нижние - на различной глубине в исследуемой жидкости по ее объему.

Измерение динамического поверхностного нат жени  жидкостей с помощью предлагаемого устройства осуществл етс  следующим образом.

В сосуд 1 с исследуемой жидкостью опускают все измерительные калиброванные капилл ры 2 одинакового внутреннего диаметра различной длины таким образом, чтобьг верхние концы их были установлены на одинаковом рассто нии от свободной поверхности жидкости в сосуде 1, а нижние были размещены равномерно по объему исследуемой жидкости.

На вход устройства подают питающий воздух при стабилизированном давлениипор дка 14 КПа. Логический элемент ИЛИНЕ-ИЛИ типа «Волга изготовлен таким образом, что когда давление в суммарном объеме над менисками жидкости в измерительных капилл рах, которые подключены к одному выходу логического элемента,  вл етс  мёньщим некоторого значени , стру  воздуха, внутри этого элемента будет направлена к первому выходу. Если давление в суммарном объеме над менисками жидкости в капилл рахстанет больщим определенного значени  избыточного давлени , то благодар  действию обратной св зи (струи

воздуха под давлением через дроссель 5 стру  в логическом элементе переключитс  на второй его выход. На вход счетчика 4 импульсов поступит пневматический сигнал. По истечении некоторого промежутка времени , достаточного дл  уменьщени  давлени  над менисками жидкости в капилл рах до предыдущего значени  благодар  истечению воздуха через дроссель 5 логического элемента, стру  воздуха в логическом элементе снова возвратитс  в исходное состо ние , т. е. переклю.читс  на первый выход. Частота переключений струи воздуха внутри логического элемента с первого выхода на второй будет функцией суммарного объема воздуха над менисками жидкости в измерительных калиброванных капилл рах, который , в свою очередь,  вл етс  функцией среднего значени  динамического поверхо ностного нат жени  исследуемого раствора по всему его объему. Увеличение поверхностного нат жени  исследуемого раствора ПАВ приводит к больщей высоте подн ти  менисков жидкости в капилл рах, т. е. к

уменьщению суммарного объема воздуха над менисками. Последнее приводит к уменьщению времени, необходимого дл  увеличени  давлени  в суммарном объеме до значени , достаточного дл  переключени  струи воздуха в логическом элементе под действием этого давлени  с одного выхода на второй , а это, в свою очередь, - к увеличению частоты выходных сигналов, считываемых счетчиком пневматических импульсов.

При уменьщении поверхностного нат J жени  исследуемого раствора ПАВ частота пневматических импульсов уменьщаетс .

Таким образом, предлагаемым устройством возможно измер ть среднее значение динамического поверхностного нат жени  растворов ПАВ но всему объему, что приводит к значительному повыщению точности измерений поверхностных свойств растворов ПАВ.

Формула- изобретени 

Устройство дл  определени  поверхлостного нат жени  жидкостей, содержащее измерительный капилл р с калиброванным внутренним отверстием и,сосуд дл  исследуемой жидкости, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  точности определени  динамического поверхностного нат жени ,

оно дополнительно снабжено пневматическим элементом ИЛИ-НЕ-ИЛИ, счетчиком пневматических импульсов и системой измерительнь1х капилл ров одинакового внутреннего диаметра различной длины, причем верхние концы измерительных капилл ров установлены на одинаковом рассто нии от свободной поверхности жидкости в сосуде , внутренние их полости соединены между собой и с логическим элементом ИЛИ-НЕИЛИ , второй вход которого соединен со

счетчиком пневматических импульсов, а нижние концы капилл ров погружены в исследуемую жидкость на различные глубины равномерно по ее объему.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. S. Sugden, J. Chem. Sos., 120, 1483, 1921.

2. W D Harkins, H. F. Jordan «A method lor the determination o.f surface and interfacial tension from the maximum pullon a ring. Journ. Amer. Chem. Soc. 52, №5, 1751 - 1772, 1930 (прототип).