SU935751A1 - Device for determination of liquid surface tension - Google Patents
Device for determination of liquid surface tension Download PDFInfo
- Publication number
- SU935751A1 SU935751A1 SU802980654A SU2980654A SU935751A1 SU 935751 A1 SU935751 A1 SU 935751A1 SU 802980654 A SU802980654 A SU 802980654A SU 2980654 A SU2980654 A SU 2980654A SU 935751 A1 SU935751 A1 SU 935751A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- pressure
- resistance
- output
- chamber
- tube
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для автоматического бесконтактного измерения поверхностного натяжения жидкостей, и может найти применение в химической, пищевой и других от- , раслях промышленности.The invention relates to measuring equipment, in particular to devices for automatic non-contact measurement of the surface tension of liquids, and can find application in chemical, food and other industries.
Известно устройство для измерения поверхностного натяжения по максимальному давлению пузырька газа, выходящего из калиброванного отверстия, представляющее собой пневматическую мостовую схему, в противоположные плечи которой включены капилляр и барботажная трубка, установленные на одном уровне в контролируемой жидкости DJ.A device for measuring surface tension by the maximum pressure of a gas bubble emerging from a calibrated hole is a pneumatic bridge circuit, on the opposite shoulders of which there is a capillary and a bubbler tube installed at the same level in the controlled fluid DJ.
Недостатком такого устройства является наличие контакта с контролируемой средой, что делает невозможным измерение поверхностного натяжения вязких жидкостей.The disadvantage of this device is the presence of contact with a controlled environment, which makes it impossible to measure the surface tension of viscous liquids.
Наиболее близким к изобретению является устройство для определения поверхностного натяжения жидкостей, содержащее струйную трубку, расходомер, блок фиксации момента перехода поверхности жидкости из устойчивого состояния в неустойчивое, содержащий струйный элемент трубка-трубка,усилитель и дроссель, при этом струйная трубка расположена в центральной плоскости, перпендикулярной к оси элемента трубка-трубка (2J.Closest to the invention is a device for determining the surface tension of liquids, comprising a jet tube, a flow meter, a unit for fixing the moment of transition of a liquid surface from a stable state to an unstable, containing a tube-tube element, an amplifier and a choke, while the jet tube is located in the central plane, perpendicular to the axis of the tube-to-tube element (2J.
Однако выходной сигнал такого устройства представлен в аналоговой форме, что понижает точность измерений при передаче показаний на расстояние.However, the output signal of such a device is presented in analog form, which reduces the accuracy of measurements when transmitting readings over a distance.
Цель изобретения - повышение точности определения и получение информации в частотно-импульсной форме.The purpose of the invention is improving the accuracy of determining and obtaining information in a frequency-pulse form.
Для достижения поставленной цели в устройстве, содержащем струйную трубку, расходомер и блок фиксации момента перехода поверхности жидкости из устойчивого состояния в неустойчивое, содержащий струйный элемент трубкатрубка, усилитель и дроссель, блокTo achieve this goal in a device containing a jet tube, a flow meter and a unit for fixing the moment of transition of the liquid surface from a stable state to an unstable, containing a jet element tube, amplifier and throttle, block
3. 935751 фиксации момента перехода поверхности жидкости из устойчивого состояния в неустойчивое содержит инерционное звено, управляемое сопротивление, пневмореле, пятимембранный пневматический сумматор, пульсирующее сопротивление, две пневмоемкости, задатчик начального давления и частотомер, при этом выход усилителя через инерционное звено соединен со входом управляемого сопротивления, установленного в цепи отрицательной обратной связи пневмореле, включенного по схеме отрицания, к выходу управляемого сопротивления подключена первая пневмоемкость, а выход пневмореле соединен с частотомером и с камерой управления пульсирующего сопротивления, вход которого соединен с выходом пятимембранного пневматического сумматора, положительные камеры которого соединены соответственно с задатчиком начального давления и с выходом пульсирующего сопротивления, к которому через вторую пневмоемкость, дроссель и расходомер подключен вход струйного элемента.3. 935751 fixing the moment of transition of a liquid surface from a stable to an unstable state contains an inertial link, a controlled resistance, a pneumatic relay, a five-membrane pneumatic adder, a pulsating resistance, two pneumatic containers, an initial pressure adjuster and a frequency meter, while the amplifier output is connected to the controlled resistance input through an inertial link installed in the negative feedback circuit of the pneumatic relay connected according to the negation circuit, the first connected to the output of the controlled resistance pneumatic capacity, and the pneumatic relay output is connected to the frequency meter and to the pulsating resistance control chamber, the input of which is connected to the output of the five-membrane pneumatic adder, the positive chambers of which are connected respectively to the initial pressure adjuster and to the pulsating resistance output, to which the input is connected through the second pneumatic capacity, throttle and flow meter inkjet element.
toto
На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.The drawing schematically shows the proposed device.
Сжатый воздух подается на вход трубки 1 струйного элемента трубкатрубка. Выход трубки 2 этого же элемента подключен через постоянный дроссель 3 в камеру 4 усилителя 5j а камера 6 соединена с задатчиком 7. Выход усилителя 5 через инерционное звено (дроссель 8 и пневмоемкость 9) соединен с камерой 10 управляемого сопротивления 11, установленного в линии отрицательной обратной связи трехмембранного пневмореле 12, включенного по схеме отрицаний, при этом выход реле 12 включен в сопло управляемого сопротивления 11, расположенного в камере 13- Камера 13 соединена с пневматической емкостью 14 и камерой 15 пневмореле 12. Выход реле 12 подключен через усилитель мощности 16 к частотомеру (на чертеже не показан) а к камере 17 управления пульсирующего сопротивления 18. Камеры 19 и 20'пульсирующего сопротивления 18 подключены к выходу пятимембранного пневматического сумматора 21, включенного посредством подачи выходного давления в отрицательную камеру 22 по схеме повторителя Давления. По1ложительные камеры 23 и 24 сумматора пульВыход соечерез подклю15 подключены соответственно к задатчику 25 и к выходу в камеру сирукмцего сопротивления 18. пульсирующего сопротивления динен с пневмоемкостью 27 и дроссель 28 и расходомер 29 чен ко входу струйной трубки 30. В камеры 31 и 32 подано давление подпора. Камера 33.соединена с пневмоем;костью 34 и имеет упругие сопла 35 и 36.Compressed air is supplied to the inlet of the tube 1 of the jet element tube. The output of the tube 2 of the same element is connected through a constant choke 3 to the chamber 4 of the amplifier 5j and the camera 6 is connected to the master 7. The output of the amplifier 5 is connected through the inertial link (choke 8 and pneumatic capacity 9) to the camera 10 of the controlled resistance 11 installed in the negative feedback line connection of a three-membrane pneumatic relay 12, switched on according to the negation scheme, while the output of the relay 12 is included in the nozzle of a controlled resistance 11 located in the chamber 13 - The chamber 13 is connected to the pneumatic tank 14 and the chamber 15 of the pneumatic relay 12. Relay output 12 It is connected through a power amplifier 16 to a frequency meter (not shown in the drawing) and to a control chamber 17 of a pulsating resistance 18. Chambers 19 and 20 'of a pulsating resistance 18 are connected to the output of a five-membrane pneumatic adder 21 connected by supplying an output pressure to the negative chamber 22 according to the repeater circuit Pressure. By positively chamber 1 23 and adder 24 pulVyhod soecherez podklyu15 respectively connected to the setting element 25 and the exit in chamber 18. sirukmtsego resistance pulsating resistance of the connections with pneumosizes 27 and choke 28 and flowmeter 29 to the input chen jet tube 30. The chamber 31 and 32 are supplied back pressure. Camera 33.connected with pneumatic ; bone 34 and has elastic nozzles 35 and 36.
г Принцип действия устройства основан на зависимости скорости газовой струи, при которой происходит переход от устойчивого режима взаимодействия к неустойчивому, от коэффициента поверхностного натяжения жидкости. Струя газа, вытекая из трубки 1 струйного элемента трубка-трубка, попадает на вход трубки 2, откуда (через дроссель 3 поступает в камеру А усилителя 5, в камеру 6 которого подано давление задания с задатчика 7· Пока поверхность контролируемой жидкости устойчива и неподвержена периодическим колебаниям, давление Рд в камере 4 усилителя 5 больше давления Pg в камере 6 этого же усилителя. При Ьтом давление на выходе усилителя 5 Ρς - 1. Происходит заполнение емкости 9 через дроссель 8 сжатым воздухом. Давление ся и может быть ненияg The principle of operation of the device is based on the dependence of the speed of the gas stream, at which there is a transition from a stable mode of interaction to an unstable one, on the coefficient of surface tension of a liquid. A gas jet flowing out of the tube 1 of the jet element tube-to-tube enters the inlet of the tube 2, from where ( through the throttle 3 it enters the chamber A of the amplifier 5, into the chamber 6 of which the reference pressure is supplied from the setpoint 7 · While the surface of the controlled fluid is stable and not subject to periodic fluctuations, the pressure Rp in the chamber 4 of the amplifier 5 is greater than the pressure Pg in the chamber 6. The pressure at the output of the amplifier is 5 Ρς - 1. The filling of the container 9 through the throttle 8 with compressed air takes place.
в. емкости 9 изменяетопределено из урав+ р 9 = постоянная ного звена кость 9); время; давление в где Tb времени инерцион(дроссель 8, емемкости 9.in. capacity 9 changes defined from equation + p 9 = constant link bone 9); time; pressure in where T b time is inertia (throttle 8, capacity 9.
θ, в емкости 9 tθ, in the tank 9 t
С ростом давления Р растет давление. В камере 10 управляемого этим давлением дросселя 11с ростом давления Pg, уменьшается сопротивление дросселя 11. В камеру 31 реле 12 подается давление подпора, а камера 15 соединена с апериодическим звеном (емкость 14 и управляемый дроссель 11), давление на вход которого поступает с выхода реле 12. В камере 15 в процессе ее заполнения сжатым воздухом давление изменяется от значения Ра до Рр, которые называются давлениями срабатывания. В начальный момент времени под действием подпора в камере.31 подвижный мембранный блок реле опускается вниз и открываетAs pressure P increases, pressure increases. In the chamber 10 of the throttle 11 controlled by this pressure, with increasing pressure Pg, the resistance of the throttle 11 decreases. The pressure of the throttle 11 is supplied to the chamber 31 of the relay 12, and the chamber 15 is connected to the aperiodic link (capacity 14 and the controlled throttle 11), the input pressure of which comes from the output of the relay 12. In the chamber 15, in the process of filling it with compressed air, the pressure changes from the values of P a to P p , which are called response pressures. At the initial moment of time, under the action of backwater in the chamber. 31 the movable membrane unit of the relay goes down and opens
- верхнее с.опло, через которое воздух питания поступает на вход генератора, где сигнал становится равным единице. Этот сигнал поступает на вход апериодического звена, поэтому в емкости 14, а следовательно, ив ь камере 15 реле 12 давление начинает , возрастать по экспоненте от Pq до Рр. Скорость роста давления в камере 1.5 зависит от проводимости управляемого сопротивления 11, т.е. от 10 постоянной времени Т апериодического звена (емкость 14, сопротивление 11),' определяемого из уравнения т =У~14- the upper airflow through which the supply air enters the generator input, where the signal becomes equal to unity. This signal is fed to the input of the aperiodic link; therefore, in the capacitance 14, and consequently in the chamber 15 of the relay 12, the pressure begins to increase exponentially from Pq to Pp. The rate of pressure growth in chamber 1.5 depends on the conductivity of the controlled resistance 11, i.e. from 10 time constant T of the aperiodic link (capacity 14, resistance 11), 'determined from the equation m = V ~ 14
R-©p’15 где V^-· объем емкости 14;R- © p’15 where V ^ - · capacity volume 14;
R - газовая постоянная;R is the gas constant;
& - абсолютная температура; Р - проводимость управляемого сопротивления 11.20& is the absolute temperature; P - conductivity of controlled resistance 11.20
Длительность единичного импульса на выходе генератора определяется уравнениемЛ/1 = Теи [ р - р#]’25 угде Р - давление на входе апериоди* ческого звена.The duration of a single pulse at the output of the generator is determined by the equation L / 1 = Tei [p - p #] '25 where P is the pressure at the input of the aperiodic link.
Когда давление в камере 15 станет равным Pg-, мембранный блок поднимается и закрывает сопло питания. На вы ходе генератора сигнал становится рав ным нулю, т.е. (ρΗχ- 0. При этом через сопротивление 1Г начинают опорожняться камеры 15 и емкость 14. Давление 35 в емкости 14 уменьшается по экспоненте от PF до Ра.When the pressure in the chamber 15 becomes equal to Pg-, the membrane unit rises and closes the power nozzle. At the output of the generator, the signal becomes equal to zero, i.e. (ρΗχ- 0. In this case, through the resistance 1G, the chambers 15 and the container 14 begin to empty. The pressure 35 in the container 14 decreases exponentially from P F to P a .
Длительность импульса ta, в течение которого 0, определяется из уравнения D t ТР.и ™ Ра 'The pulse duration t a , during which 0, is determined from the equation D t TP.i ™ Ra '
В момент времени, когда Pjf- Р^ , мембранный блок реле 12 переместится вниз и на выходе генератора вновь поя-4$ вится сигнал, равный единице.At the time when Pjf- Pj, the membrane switch unit 12 is moved down and the output of the generator 4 again poya- $ vitsya signal equal to unity.
Частота колебаний на выходе генератора изменяется сизменением сопротивления 11 и определяется из уравнения W = t4 + fcj 'The oscillation frequency at the generator output changes with a change in resistance 11 and is determined from the equation W = t 4 + fcj '
При Pgbiy ~ θ мембранный блок пульсирующего пневматического сопротивления 18 под действием подлога, поданного в камеру 17, находится в нижнем положении, при этом емкость 34 соеди няется через открытое упругое соплоAt Pgbiy ~ θ, the membrane block of pulsating pneumatic resistance 18 is in the lower position under the influence of a forged filed into the chamber 17, while the container 34 is connected through an open elastic nozzle
35, камеру 20 с выходом сумматора 21.35, camera 20 with the output of the adder 21.
На выходе сумматора 21 при этом будет давление р21= + где Р^- давление, устанавливаемое задатчиком 25.At the output of the adder 21, there will be a pressure p 21 = + where P ^ is the pressure set by the setter 25.
- давление в емкости 27 на выходе пульсирующего сопротивления.- the pressure in the tank 27 at the output of the pulsating resistance.
Таким образом, при ^^=0 емкость 34 соединена через сопло 35 с выходом сумматора 21, имеющим абсолютное давление Р^4, и в соответствии с законом состояния газа количество газа Qo, находящегося в емкости 34, определяется выражением^ п _ Рд4 Ум lO ~ R РThus, at ^^ = 0, the tank 34 is connected through the nozzle 35 to the output of the adder 21 having an absolute pressure P ^ 4, and in accordance with the law of the state of the gas, the amount of gas Q o located in the tank 34 is determined by the expression ^ n _ Рд4 l O ~ R P
При PBW)C: 1 емкость 34 разобщается с выходом сумматора 21 и оказывается соединенной через открытое сопло 36 .с емкостью 27 с абсолютным давлением Р17 .At P BW ) C : 1, the reservoir 34 is disconnected from the output of the adder 21 and is connected through an open nozzle 36. To the reservoir 27 with absolute pressure P17.
Количество газа Qp находящегося в емкости 34 при Pjt, равно _ PJZ7 Ум _ R * Так как раГ-·- Р25 + Р2Т» TO^Q * ~ ) - R/? “ Const.The amount of gas Qp in tank 34 at Pjt is equal to _ PJZ7 Um _ R * Since p aG - · P 25 + P 2T » TO ^ Q * ~) - R /? “Const.
Последнее уравнение показывает, что количество газа за время одного переключения передается с выхода сумматора 21 на вход пульсирующего сопротивления 18 и является постоянной величиной.The last equation shows that the amount of gas during one switching is transmitted from the output of the adder 21 to the input of the pulsating resistance 18 and is a constant value.
Пульсации давления, возникающие на выходе пульсирующего сопротивления .18, перед поступлением на вход струйной трубки 30 сглаживаются емкостью 27 и дросселем 28.The pressure pulsations that occur at the output of the pulsating resistance .18, before entering the input of the jet tube 30 are smoothed out by the capacity 27 and the inductor 28.
Расход газа через дроссель 28 С£ = о£(Рг7- Р30), где ct - проводимость дросселя 28;The gas flow through the inductor 28 C £ = о £ (Р г7 - Р 30 ), where ct is the conductivity of the inductor 28;
Р3о Давление на входе струйной трубки 30; P 3o Pressure at the inlet of the jet tube 30;
Р27 - давление в емкости 27.P 27 - pressure in the tank 27.
Рост давления 8 емкости 27 определяется разностью расходов через пульсирующее сопротивление G^ и через дроссель 28 Gg.The increase in pressure 8 of the tank 27 is determined by the difference in flow rate through the pulsating resistance G ^ and through the inductor 28 Gg.
В установившемся режиме, когда Gi = Ga> G 4 = и P27=const, пульсирующее сопротивление 18 работает с частотой _ _ ' „ _<ZR6KP27 - Рэо) w · ’ определяющей расход газа G^, подаваемого на вход струйной трубки 30 и вызывающего автоколебания в жидкости при ее взаимодействии с газовой струей.In the steady state, when G i = G a> G 4 = and P 27 = const, the pulsating resistance 18 operates with a frequency _ _ '„_ <ZR6KP27 - Рео) w ·' that determines the flow rate of gas G ^ supplied to the input of the jet tube 30 and causing self-oscillation in a liquid during its interaction with a gas stream.
На сопротивлении 28 поддерживается перепад давленияA differential pressure of 28 is maintained.
ΔΡ значение которого определяет расход газа через сопротивление 28.ΔΡ whose value determines the gas flow through the resistance 28.
При малом сопротивлении струйной трубки 30 Р^о = Рдтм, поэтому расход газа при const определяется давлением w _With a small resistance of the jet tube 30 P ^ o = Rdtm, therefore, the gas flow rate at const is determined by the pressure w _
У*4 с£· R&Y * 4 with £ · R &
w.w.
Использование предлагаемого устрой ства позволяет повысить точность измерений и надежность при контроле пожаро- и взрывоопасных сред, а также получить информацию о контролируемом 20 параметре в частотно-импульсной форме. Кроме этого, устройство имеет потенциальный и токовый выходы, на которых информация о контролируемой величинепредставляется соответственно в виде 25 расхода газа и давления на выходе пульсирующего сопротивления. При необходимости о контролируемой величине можно судить по показаниям расходомера 29 или по показаниям манометра зо (на чертеже не показан), измеряющего давление в емкости 27.Using the proposed device can improve the accuracy of measurements and reliability in the control of fire and explosive atmospheres, as well as obtain information about the controlled parameter 20 in a frequency-pulse form. In addition, the device has potential and current outputs, on which information about the controlled value is presented, respectively, in the form of 25 gas flow rate and pressure at the output of the pulsating resistance. If necessary, a controlled value can be judged by the readings of the flow meter 29 or by the readings of the gauge ZO (not shown in the drawing), which measures the pressure in the tank 27.
ния в неустойчивое, содержащий струйный элемент трубка-трубка, усилитель и дроссель, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности определения и получения информации в частотно-импульсной форме, [блок фиксации момента перехода •поверхности жидкости из устойчивого состояния в неустойчивое содержит инерционное звено, управляемое сопротивление, пневмореле, пятимембранный пневматический сумматор, пульсирующее сопротивление, две пневмоемкости, задатчик начального давления и частотомер, при этом выход усилителя через инерционное звено соединен со входом управляемого сопротивления, установленного в цепи отрицательной обратной связи пневмореле, включенного по схеме отрицания, к выходу управляемого сопротивления подключена первая пневмоемкость, а выход пневмореле соединен с частотомером и с камерой управления пульсирующего сопротивления, вход которого соединен с выходом пятимембранного пневматического сумматора, положительные камеры которого соединены соответственно с задатчиком начального давления и с выходом пульсирующего сопротивления, к которому через вторую пневмоемкость, дроссель и расходомер подключен вход струйного элемента,unstable, containing a tube-to-tube jet element, an amplifier and a choke, characterized in that, in order to improve the accuracy of determining and obtaining information in a frequency-pulse form, [the block of fixing the moment of transition • of a liquid surface from a stable to an unstable state contains an inertial link, controlled resistance, pneumatic relay, five-membered pneumatic adder, pulsating resistance, two pneumatic tanks, initial pressure adjuster and frequency meter, while the amplifier output through an inertial link о is connected to the input of the controlled resistance installed in the negative feedback circuit of the pneumatic relay connected according to the negation scheme, the first pneumatic capacitance is connected to the output of the controlled resistance, and the output of the pneumatic relay is connected to the frequency meter and to the pulsating resistance control camera, the input of which is connected to the output of the five-membrane pneumatic adder, the positive chambers of which are connected respectively to the initial pressure setter and to the output of the pulsating resistance, to which through the th pneumosizes, a throttle and a flow meter connected entrance of the jet element,
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU802980654A SU935751A1 (en) | 1980-09-05 | 1980-09-05 | Device for determination of liquid surface tension |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU802980654A SU935751A1 (en) | 1980-09-05 | 1980-09-05 | Device for determination of liquid surface tension |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU935751A1 true SU935751A1 (en) | 1982-06-15 |
Family
ID=20917223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU802980654A SU935751A1 (en) | 1980-09-05 | 1980-09-05 | Device for determination of liquid surface tension |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU935751A1 (en) |
-
1980
- 1980-09-05 SU SU802980654A patent/SU935751A1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6010032A (en) | Continuous dispensing system for liquids | |
| US4361050A (en) | Device for measuring the flow rate of a fluid and air flow sensor system in an internal combustion engine utilizing such a device | |
| FI101864B1 (en) | Method for correcting fluid dosing errors, and liquid dosing device | |
| EP0670476B1 (en) | A fluid sensor | |
| US3470902A (en) | Liquid flow control device | |
| JPH0210132A (en) | Method and apparatus for monitoring viscosity of fluid | |
| SU935751A1 (en) | Device for determination of liquid surface tension | |
| CN108569033A (en) | Circulator and liquid ejection apparatus | |
| US2048305A (en) | Viscosimeter | |
| US2565616A (en) | Pressure regulator | |
| SU783654A1 (en) | Method of measuring liquid surface tension | |
| SU759912A1 (en) | Liquid viscosity measuring device | |
| SU939947A2 (en) | Hydrostatic level indicator | |
| CN109163785A (en) | Traffic alignment device and gas flowmeter calibration method | |
| US1468739A (en) | Process and apparatus for mixing liquids and gases | |
| SU473059A1 (en) | Liquid dispenser | |
| SU1089420A2 (en) | Piezometric level indicator | |
| KR20120070699A (en) | Apparatus for measuring water level | |
| JPS5836294B2 (en) | Micro flow measurement method | |
| SU739339A1 (en) | Liquid meter | |
| SU1151826A1 (en) | Device for measuring substance volume in vessel | |
| US3103814A (en) | Process and apparatus for producing an auxiliary fluid flow which is proportional to a main fluid flow | |
| SU600419A1 (en) | Liquid viscosity measuring device | |
| RU2208777C2 (en) | Method of measurement of surface tension of liquid media and device for realization of this method | |
| SU1712834A1 (en) | Device for measuring liquid surface tension |