Устройство для определения поверхностного натяжения жидкости

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может найти применение при определении поверхностного натяжения жидкости весовым методом. Целью изобретения является повьппение точности определения . Весы содержат коромысло, систему электромагнитного силового уравно- .вешивания с датчиком разбаланса,усилителем , компенсатором и отсчетным устройством. Подвеску с пробным кольцом погружают в сосуд с испытуемой - жидкостью. Предметный столик для сосуда выполнен в виде подпружинен - ного корпуса, снабженного вертикальными цилиндрическими направляющими. Через центральный палец и шарикоподшипник направляющие взаимодействуют с профильным кулачком, имеющим радиус , вьтолненный по участку архимедовой спирали. Кулачок установлен на выходном валу редуктора электродвигателя . Корпус сверху дополнительно снабжен регулируемой по высоте подпружиненной втулкой с площадкой для сосуда с исследуемой жидкостью. 2 ил. Н (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1286948 А I с р 4 G 01 N 13/02

Ъ g с.. .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3826325/24-25 (22) 18.09,84 (46) 30.01.87. Бюл. № 4 (71) Ленинградский весовой завод, "Госметр" (72) В.А.Павлова, А.Я.Шенфельд, Н.А.Безрядин, Т.M.Веселова, С.А.Элькинд и Л.M.Êàçèìèðoâ (53) 522.64 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 894478, кл. G 01 N 13/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1075122, кл. G 01 N 13/02, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может найти применение при определении поверхностного натяжения жидкости весовым методом. Целью изобретения является повышение точности определения. Весы содержат коромысло, систему электромагнитного силового уравно- .вешивания с датчиком разбаланса,усилителем, компенсатором и отсчетным устройством. Подвеску с.пробным коль- цом погружают в сосуд с испытуемойжидкостью. Предметный столик для сосуда выполнен в виде подпружинен ного корпуса, снабженного вертикальными цилиндрическими направляющими.

Через центральный палец и шарикоподшипник направляющие взаимодействуют с профильньпк кулачком, имеющим радиус, выполненный по участку архимедовой спирали. Кулачок установлен на выходном валу редуктора электродвигателя. Корпус сверху дополнительно снабжен регулируемой по высоте подпружиненной втулкой с площадкой для сосуда с исследуемой жидкостью. 2 ил.

1?86948

Изобретение относится к весоизмерительной технике, в частности к устройствам определения поверхностного натяжения жидкости весовым методом.

Цель изобретения — повышение точности определения путем обеспечения условия равномерного движения сосуда в области точки максимума нагрузки и уменьшения ошибок определения момента равенства нулю производной силы по перемещению.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 предметный столик вместе с кольцом и сосудом для жидкости.

Устройство дЛя определения поверхностногo натяжения содержит коромь сло 1, установленное с помощью опоры

2 на неподвижное основание 3 и снабженное концевой призмой 4 с подвескои . 5, катушкой 6 с токоподводами 7, образующей совместно с магнитной системой 8 электромагнитный компенсатор

9, и "флажок" 10, входящий совместно с катушками 11 и 12 возбуждения и съема сигнала в состав датчика 13 разбаланса.

Кроме того, весы снабжены арретирующими упорами 14, управляемыми через кулачок 15 и вал 16 от рукоятки

17, а подвеска 5 снабжена пробным кольцом 18 заданного среднего диаметра d из антикоррозирующего материала, например платины, устанавливаемым на поверхность 19 испытуемой жидкости 20, наполняющей сосуд

21, который установлен на предметном столике 22.

Предметный столик 22 состоит из

40 корпуса 23, снабженного цилиндрическими направляющими 24 и 25 и пружинами 26 и 27, перемещаемого вверхвниз нч высоту h относительно основания 3. Корпус 23 взаимодействует

45 через центральный палец 28 и шарикоподшипник 29 с профильным кулачком

30, имеющим радиус r выполненный по участку 3! архимедовой спирали

r = Cy где С вЂ” масштабный коэффиУ

50 циент, (— угол поворота кулачка 30.

Кулачок 30 установлен на выходном валу 32 редуктора 33 электродвигателя 34, имеющего постоянную скорость вращения и об/мин = const. Кор- 55 пус 23 сверху дополнительно снабжен регулируемой по hр втулкой 35 ,с пружиной 36 и площадкой 37 для сосуда 21 с исследуемой жидкостью 20, гайкой 38 с микрометренной подачей

39, фиксационным пальцем 40 и направляющей планкой 41, входящей в выемку

42 пальца 40.

Датчик 13 разбаланса подпитывается высокочастотным сигналом (Е

0,5 мГц) от генератора 43, à его выход 44 подан на усилитель 45, вырабатывающий уравновешивающий ток I„, поступающий через токоподводы 7 в катушку 6 компенсатора 9 и на опорный резистор 46, с которого снимается выходной сигнал U на отсчетное устройство 47 типа цифрового вольтметра, проградуированного непосредственно ( в единицах силы.

Выход 48 отсчетного устройства 47 подан на первый вход 49 блока 50 дифференцирования функции, на второй вход 51 которого подан сигнал U от электродвигателя 34, пропорциональный углу Ц поворота кулачка 30 и перемещению h< предметного столика 22.

Выход 52 отсчетного устройства 47 управляет ходом и остановкой электродвигателя 34, а его управляющий вход

53 связан с выходом 54 блока 50 диф- ференцирования функции.

Весы работают следующим образом. .В исходном положении профильный кулачок 30 при остановленном электродвигателе 34 развернут в.положение максимального радиуса. При этом положении путем вращения гайки 38 с микрометренной подачей 39 производится подъем на заданную высоту h подпружиненной втулки 35 с площадкой 37, на которой установлен сосуд

21 с исследуемой жидкостью 20, до тех пор, пока пробное кольцо 18 не ляжет на ее поверхность 19, В результате действия силы поверхностного натяжения жидкости F поь подвеска 5 наклоняет коромысло 1 и

его "флажок" 10, раэбалансирует датчик 13 раэбаланса, вызывая появление на усилителе 45 уравновешивающего тока I, возвращающего с помощью компенсатора 9 коромысло в исходное положение.

При появлении промежуточных показаний на отсчетном устройстве 47, которые являются начальными и в дальнейшиХ оценках не участвуют, производится запуск электродвигателя 34, который через редуктор 33 и вал 32 вращает профильный кулачок 30 в сторону уменьшения радиуса r ц„ .

1286948 4 втулки 35 и сосуда 21 с жидкостью 20 до касания с кольцом 18 и т.д.

Калибровка отсчетного устройства

47 в единицах сил (миллиньютонах)

5 производится с помощью эталонных грузов, вес которых известен, либо косвенными способами с помощью жидкостей, постоянные которых известны с высокой точностью, например.дистил10 лированной воды.

Fedos оов(ми н 2 Гд к

При этом шарикоподшипник 29 взаимодействует с участком 31 архимедо вой спирали r = С(кулачка 30, в ре зультате чего центральный палец 28 перемещает подпружиненный корпус 23 по направляющим 24 и 25 вниз, умень шая расстояние Ь - Ь

Поскольку электродвигатель 34 имеет постоянную скорость вращения п об/мин = const то приращение aqua угла поворота вала 32, а значит и пропорциональные им приращения хода

hh корпуса 23 и радиуса кулачка 30 йг = См, также пропорциональны текущему времени ht работы двигателя.

Корпус 23 вместе с установленными на нем втулкой 35, подпружиненной с помощью пружины 36, площадкой 37 и сосудом 21 с исследуемой жидкостью

20, на поверхности 19 которой находится пробное кольцо 18, перемещается вниз до тех пор, пока вследствие образования "шейки" отрыва жидкости

20 от .кольца 18 производная от из меряемой силы поверхностного натяжения Г„ов по перемещению и h, а вследствие пропорциональности и производная силы F„ no времени ht не будет равна нулю, т.е.

30 где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Блок 50 дифференцирования функции, 35 подключенный к отсчетному устройству

47, в момент равенства нулю производной от силы поверхностного натяжения

Р„ по времени t

d Floe по В с1 а 40 команду на "запоминание" (вход 53 отсчетного устройства) полученного значения Г„, которое и является мерой поверхностного натяжения испытуемой жидкости 20. 45

При необходимости многократных измерений цикл измерения повторяется: кулачок 30 устанавливается в исходное.положение путем, например, запуска электродвигателя 34, с помощью 50 гайки 38 с микрометренной подачей производится подъем подпружиненной

При необходимости оценки сил поверхностного натяжения относительно длины сцепления с кольцом, т.е. в мН/м, показания отсчетного устройства 47 делятся на удвоенную длину средней окружности кольца 18, равную

1 = 2йс1„, где Й„ †. средний диаметр кольца 18, м, Формула изобретения

Устройство. для определения поверхностного натяжения жидкости, содержащее предметный столик с сосудом для жидкости, задатчик перемещения предметного столика с электродвигателем и профильным кулачком, установленным на выходном валу электродвигателя, коромысловый чувствительный элемент, на котором подвешено пробное кольцо, погруженное в сосуд для жидкости, и соединенные между собой системы электромагнитного уравновешивания коромыслового чувствительного элемента, и система регистрации скорости изменения нагрузки и управления работой электродвигателя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения, предметный столик выполнен .в виде подпружиненного корпуса, снабженного снизу центральным пальцем, который взаимодействует через шарикоподшипник с профильным кулачком, имеющим радиус, выполненный по участку спирали

Архимеда, причем подпружиненный корпус сверху снабжен регулируемой по высоте подпружиненной втулкой с площадкой для сосуда.

1286948

1286948 фиг, 2

Составитель А.Кощеев

Редактор Е.Копча Техред А.Кравчук Корректор М.Демчик

Заказ 7705/42 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4