UA8022U

UA8022U - Device for measuring surface tension of liquid ?? ?? ?? ??

Info

Publication number: UA8022U
Application number: UA20041211010U
Authority: UA
Inventors: Volodymyr Volodymyrovy Diachuk; Ivan Ivanovych Kaptsov; Serhii Mykhailovych Stetsiuk
Priority date: 2004-12-31
Filing date: 2004-12-31
Publication date: 2005-07-15

Abstract

The proposed device for measuring surface tension of liquid contains a closed working chamber with capillaries and facilities for generating and measuring the pressure of the liquid. The said facilities include a vessel for liquid and a vessel with a pressure reducer for gas removal.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до техніки дослідження фізико-хімічних характеристик рідинних середовищ і 2 може використовуватися в хімічній та нафтогазовій промисловості.The useful model refers to the technique of studying the physical and chemical characteristics of liquid media and 2 can be used in the chemical and oil and gas industries.

Відомий пристрій для вимірювання поверхневого натягу рідини (а.с. СРСР Мо 603879, МПК о 01 М 13/02, дата публ. 25.04.1978 р.), що складається з системи створення і вимірювання тиску та сполученої з нею робочої камери з розміщеним всередині капіляром. Робоча камера виконана відкритою. Пристрій має пневматичну дросельну та електричну схеми вимірювання, пневмоелектричний перетворювач. Встановлена на одному рівні з капіляром барботажна трубка з'єднана з синхронізатором режиму створення бульбашок та з дросельною вимірювальною схемою. Диференційний пневмоперетворювач живиться струмом високої частоти від генератора синусоїдних коливань, що входить в електричну вимірювальну схему, призначену для перетворення перепаду тиску в вимірювальному капілярі і барботажній трубці в пропорційний електричний стандартний сигнал.A well-known device for measuring the surface tension of a liquid (a.s. USSR Mo 603879, IPC o 01 M 13/02, date of publ. 25.04.1978), which consists of a system for creating and measuring pressure and a working chamber connected to it with a placed inside a capillary. The working chamber is made open. The device has a pneumatic throttle and electrical measuring circuits, a pneumatic-electric converter. A bubble tube installed at the same level as the capillary is connected to the bubbler mode synchronizer and to the throttle measuring circuit. The differential pneumatic transducer is powered by a high-frequency current from the generator of sinusoidal oscillations, which is included in the electrical measuring circuit designed to convert the pressure drop in the measuring capillary and bubble tube into a proportional electrical standard signal.

Електричне живлення вимірювальної схеми здійснюється через випрямувач струму і стабілізатор.The electrical power supply of the measuring circuit is carried out through a rectifier and a stabilizer.

Недоліком цього пристрою є його нетехнологічність, що знаходить відображення в складності та громіздкості. Через громіздкість обладнання пристрій можливо використовувати лише як стаціонарний, що суттєво зменшує галузь його використання. Крім того, через відкритість робочої камери використання пристрою можливо лише при атмосферному тиску.The disadvantage of this device is its lack of technology, which is reflected in its complexity and bulkiness. Due to the bulkiness of the equipment, the device can be used only as a stationary one, which significantly reduces the field of its use. In addition, due to the openness of the working chamber, the device can only be used at atmospheric pressure.

Найбільш близьким за технічною сутністю до пристрою, що пропонується, є відомий пристрій для вимірювання поверхневого натягу рідини Химия поверхностей раздела фаз, М. Джейкок, Дж. Парфит, изд. "Мир", Москва, 1984, с.59), що складається з системи створення і вимірювання тиску та сполученої з нею робочої камери з розміщеним всередині капіляром. Робоча камера пристрою виконана відкритою, а система створення і вимірювання тиску містить гумову грушу, розміщену в струбцині. Регулювання ступеню занурення капіляру в рідину здійснюється доливанням рідини в робочу камеру. 29 Недоліком цього пристрою є те, що вимірювання поверхневого натягу -о рідин може проводитись лише при атмосферному тиску. Крім того, внаслідок неможливості точного регулювання ступеню занурення капіляру в рідину стає неможливо виключити вплив адгезії рідини, що суттєво знижує точність отриманого результату.The closest in terms of technical essence to the proposed device is the well-known device for measuring the surface tension of a liquid, Chemistry of Phase Interfaces, M. Jaycock, J. Parfit, ed. "Mir", Moscow, 1984, p. 59), consisting of a system for creating and measuring pressure and a working chamber connected to it with a capillary placed inside. The working chamber of the device is made open, and the pressure creation and measurement system contains a rubber bulb placed in a clamp. Adjusting the degree of immersion of the capillary in the liquid is carried out by adding liquid to the working chamber. 29 The disadvantage of this device is that the surface tension of liquids can be measured only at atmospheric pressure. In addition, due to the impossibility of precisely adjusting the degree of immersion of the capillary in the liquid, it becomes impossible to exclude the effect of liquid adhesion, which significantly reduces the accuracy of the obtained result.

Задачею, на вирішення якої направлена корисна модель, що пропонується, є визначення поверхневого с натягу рідин на межі рідина-газ під різними тисками, підвищення точності вимірювань, спрощення та с здешевлення конструкції пристрою, можливість використання його як пересувного.The problem to be solved by the proposed useful model is to determine the surface tension of liquids at the liquid-gas interface under different pressures, increase the accuracy of measurements, simplify and reduce the cost of the design of the device, the possibility of using it as a mobile device.

Для вирішення поставленої задачі у відомому пристрої, що складається з системи створення і вимірювання о тиску та сполученої з нею робочої камери з розміщеним всередині капіляром, згідно до заявленої корисної с моделі, робоча камера виконана закритою, а система створення і вимірювання тиску містить сполучені між собою ємність для забору рідини і газу та обладнану редуктором ємність для стравлювання газу.To solve the problem in a known device consisting of a system for creating and measuring pressure and a working chamber connected to it with a capillary placed inside, according to the declared utility model, the working chamber is made closed, and the system for creating and measuring pressure contains interconnected a container for liquid and gas intake and a container equipped with a reducer for gas discharge.

В іншому варіанті виконання пристрою його робоча камера обладнана штоком.In another version of the device, its working chamber is equipped with a rod.

Технічний результат виражається в одержані можливості визначення поверхневого натягу рідин на межі « рідина-газ під різними тисками за рахунок виконання робочої камери закритою та виконання системи створенняі ПЕ) вимірювання тиску у вигляді двох сполучених між собою та з робочою камерою ємностей. Завдяки обладнанню 50 робочої камери штоком, підвищується точність контролю наповнення робочої камери досліджуваною рідиною, с стає можливим точний контроль за ступенем зануренням капіляру в рідину, що в свою чергу при роботі зThe technical result is expressed in the obtained possibilities of determining the surface tension of liquids at the "liquid-gas" interface under different pressures due to the implementation of a closed working chamber and the implementation of a pressure measurement system in the form of two containers connected to each other and to the working chamber. Thanks to the equipment of the working chamber 50 with a rod, the accuracy of control of the filling of the working chamber with the liquid under study is increased, it becomes possible to precisely control the degree of immersion of the capillary in the liquid, which in turn, when working with

Із» пристроєм дозволяє виключити вплив адгезійних властивостей рідини та підвищити точність вимірювань.With" the device allows you to exclude the effect of adhesive properties of the liquid and increase the accuracy of measurements.

На наведеному кресленні (фіг.) схематично зображений пристрій для вимірювання поверхневого натягу рідини.The following drawing (fig.) schematically shows a device for measuring the surface tension of a liquid.

Пристрій для вимірювання поверхневого натягу рідини складається з системи створення і вимірювання тискуThe device for measuring the surface tension of a liquid consists of a system for creating and measuring pressure

Со до складу якої входять: ємність 1 для забору рідини і газу, ємність 2 для стравлювання газу з газовим ав | редуктором З та сполученої з системою створення і вимірювання тиску робочої камери 4 з розміщеним всередині капіляром 5. Робоча камера 4 виконана закритою та обладнана вентилем 6 для видалення надлишкової рідини. о Також робоча камера 4 сполучена вентилями 7 та 8 з ємністю 1. Для подачі газу в ємності 1, 2 встановлені з 20 вентилі 9, 10, для подачі рідини в ємність 1 встановлений вентиль 11. Для контролю тиску робоча камера 4 обладнана манометром 12. Встановлений всередині камери 4 капіляр 5 з'єднаний з дифманометром 13. Робоча камера 4 також обладнана штоком 14 та оглядовим вікном 15.So, which includes: container 1 for liquid and gas intake, container 2 for gas extraction with a gas av | reducer C and connected to the system of creating and measuring the pressure of the working chamber 4 with a capillary 5 placed inside. The working chamber 4 is closed and equipped with a valve 6 for removing excess liquid. Also, working chamber 4 is connected by valves 7 and 8 to container 1. To supply gas to containers 1, 2, valves 9, 10 are installed out of 20, and to supply liquid to container 1, valve 11 is installed. To control pressure, working chamber 4 is equipped with a manometer 12. The capillary 5 installed inside the chamber 4 is connected to the diffmanometer 13. The working chamber 4 is also equipped with a rod 14 and a viewing window 15.

Пристрій працює наступним чином.The device works as follows.

Відкривають вентилі 8, 9, 10 і наповнюють газом робочу камеру 4, ємність 1 для забору рідини і ємність 2Open valves 8, 9, 10 and fill working chamber 4, container 1 for liquid intake and container 2 with gas

СС о5 для стравлювання газу, при цьому вентилі 6,7, 11 залишають закритими. Тиск контролюють за допомогою манометра 12, при досягненні необхідного значення тиску закривають вентилі 8, 9, 10. Далі відкривають вентиль 11, через який ємність 1 заповнюється досліджуваною рідиною. За допомогою редуктора З в ємності 2 понижують тиск на декілька мілібар в порівнянні з тиском в ємності 1. Відкривають вентиль 7 і заповнюють робочу камеру 4 рідиною до доторкання з кінчиком капіляра 5, при цьому тиск газу регулюється редуктором 3. 60 Регулювання доторкання капіляром 5 рідини, що досліджується, здійснюють рухомим штоком 14. Контроль рівня досліджуваної рідини здійснюють візуально через оглядове вікно 15. Далі закривають редуктор З і вентиль 7, а вентиль 8 відкривають, внаслідок чого на капілярі 5 створюється перепад тиску і Через його кінчик проходять в рідину одиночні бульбашки газу. В момент відриву бульбашки газу від кінчика капіляру 5 на дифманометрі 13 регіструють максимальний перепад тиску. В процесі роботи пристрою надлишкова рідина з робочої камери 4 бо видаляється через вентиль 6, а газ із простору за капіляром 5 робочої камери 4 поступає в ємність 2 і до дифманометра 13. Використовуючи отримане за допомогою дифманометра 13 значення перепаду тиску на капілярі 5 і його радіус за відомою формулою визначають коефіцієнт поверхневого натягу рідини. ; | в 70 я й І: . х /SS o5 for gas release, while valves 6,7, 11 are left closed. The pressure is monitored using a manometer 12, when the required pressure value is reached, valves 8, 9, 10 are closed. Then, valve 11 is opened, through which container 1 is filled with the liquid being tested. With the help of reducer C, the pressure in container 2 is reduced by several millibars compared to the pressure in container 1. Valve 7 is opened and working chamber 4 is filled with liquid until it touches the tip of capillary 5, while the gas pressure is regulated by reducer 3. 60 Regulation of liquid contact by capillary 5 , which is being investigated, is carried out with a moving rod 14. The level of the liquid under investigation is controlled visually through the viewing window 15. Next, reducer C and valve 7 are closed, and valve 8 is opened, as a result of which a pressure drop is created on the capillary 5 and single bubbles pass through its tip into the liquid gas At the moment of separation of the gas bubbles from the tip of the capillary 5, the maximum pressure drop is recorded on the diffmanometer 13. During the operation of the device, the excess liquid from the working chamber 4 is removed through the valve 6, and the gas from the space behind the capillary 5 of the working chamber 4 flows into the container 2 and to the diffmanometer 13. Using the value of the pressure drop across the capillary 5 and its radius obtained with the help of the diffmanometer 13 the coefficient of surface tension of the liquid is determined by the known formula. ; | in 70 I and I: . x /

ЕЕEE

4 - 2 і ОЗ ! » ее і з т нин -- п (5 4 -. І с -- пон - ій же ав! 11 ІД со -4 - 2 and OZ! » ee and z t nin -- p (5 4 -. And s -- pon - iy same av! 11 ID so -

Фіг. сFig. with

Claims

. ;" The formula of the invention

1. A device for measuring the surface tension of a liquid, consisting of a pressure creation and measurement system and a working chamber connected to it with a capillary placed inside, which is distinguished by the fact that the working chamber is closed, and the pressure creation and measurement system contains connected between them, a container for liquid and gas intake and a container equipped with a reducer for gas discharge. ko 2. A device for measuring the surface tension of a liquid according to claim 1, which is characterized by the fact that the working chamber is equipped with a rod. Co.) Official Bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2005, M 7, 15.07.2005. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. So 60 b5