Способ измерения магнитной восприимчивости жидкостей
Союз Сопетскик
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (t1) 750408 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16. 02. 78 (21) . 2580386/18-21
{51)м к, 3 с присоединением заявки Н9
q 01 g 33/16
Государственный комитет
СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 230780, бюллетень г 27
Датаопубликованияописания 230L80(З) УДК 621. 317. . 44 (088. 8) D. А. Кириченко, А. И. Чаркин, Г. М. Гладченко, В. Л. Полунин и t0. Н. Иващенко (72) Авторы изобретения
Физико-технический институт низких температур
AH Украинской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ
ЖИДКОСТЕЙ
Изобретение относится к способам исследования магнитных свойств жидкостей в широком интервале температур. S
Обычно магнитные свойства жидкостей известны при какой-то температуре или в узком интервале температур.
Известны способы измерения магнитной восприимчивости жидкости, осно- 10 ванные на методе поднятия жидкости.
Исследуемая жидкость наливается в сосуд, состоящий из капиллярной трубки и баллона большого сечения. Капиллярная трубка помещается в магнитное поле, в результате воздействия которо го мениск поднимается или опускается на величину g h в зависимости от того, какими свойствами обладает исследуемая жидкость — парамагнитными или диамагнитными (1) .
Магнитная восприимчивость жидкости определяется по формуле:
2ahg
Н= НН1 25 где g — ускорение силы тяжести,*
Н вЂ” напряженность поля, hh — высота подъема столба жидкости.
Однако таким способом затруднено измерение магHHTHQA восприимчивости жидкости, находящейся в условиях насыщения, в частности криогенной жидкости, так Как возникновение кипения в капилляре приводит к хаотическому изгленению высоты мениска, определение магнитной восприимчивости криогенной жидкости данным способом требует сложных термостатирующих устройств, а также невысокая точность измерения — порядка 5-10%.
Известен также способ исследования слабомагнитных растворов, который позволяет определить магнитную восприимчивость жидкости 2) .
Согласно этому способу исследуемая жидкость в виде раствора с известиой концентрацией помещают в одном сосуде под индикаторной жидкостью — чистым растворителем, плотность и магнитная восприимчивость которого известны. Благодаря различию плотностей и малой скорости процесса диффузии, смешивание жидкостей не происходит и наблюдается граница их раздела.Сосуд с жидкостью помещается в неоднородное магнитное поле, изменяя напряженность которого, добиваются ра750408
Формула изобретения нР
ЦНИИПИ Заказ 4644/36 Тираж 1019 Подписное
Филиал ППП Патент, r.ух<город, ул. Проектная, 4 венства удельных весов жидкостей, которое фиксируется по моменту смешивания исследуемого раствора и индикаторной жидкости, т.е. по моменту исчезновения границы раздела. Затем по известным соотношениям рассчитывают значение магнитной восприимчивости исследуемой жидкости.
Однако таким способом нельзя определить магнитную восприимчивость криогенных жидкостей, так как для. них невозможно подобрать индикаторную жидкость с требуемыми физическими свойствами; определение магнитной восприимчивости с помощью этого спосо-, ба для обычных жидкостей в широком интервале температур и давлений 15 ,встречает серьезные затруднения, так как может изменять значительно скорость диффузии, что приведет к поних<ению точности измерений или сделает их невозможными.
Целью изобретения является повышение точности измерения магнитной восприимчивости жидкостей. (Это достигается тем, что в способ, согласно которому в жидкость вво->5 дят индикаторное вещество с известной магнитной восприимчивостью, помещают в неоднородное магнитное поле, изменяют напряженность его до момента равенства удельных весов жидкости и индикаторного вещества. В качестве индикаторного вещества в х<идкость, помещенную в неоднородное магнитное поле, вводят газ с малой магнитной восприимчивостью, напрИмер гелий, а неоднородное магнитное поле выбирают с законом распределения напряженности по вертикали (9гад Н )= сопят. Жидкость переводят в состояние нужной температуры Т, путем введения извне газа с малой магнитной восприимчивос- 40 тью, создают газовый пузырь с температурой Т„, путем изменения напряженности магнитного поля создают условия безразличного равновесия пузырю, а знач<ние магнитной восприимчивости подсчитывают по формуле: где:.Н„ — напряженность магнитного по50 ля в контрольной точке при безразличном равновесии газового пузыря, gn -, ускорение силы тяжести; Я, „ плотность жидкости и газа при темпеН
55 р
grahH ка магнитного поля в контрольной точKB ° л пособ может быть реализован с помощью соленоида. Этот соленоид имеет 60 две встречно включенных обмотки. Вну ри такого соленоида создаются условия )grad Н ) =- const. Помещают ка2. пилляр, подающий газ, на оси солено-. ида и при этом обеспечивают вывод изображения газового пузыря из жидкости, например, с помощью перископа или световодов.
Способ также может быть реализован для исследования магнитной восприимчивости жидкого кислорода во всем диапазоне температур существования жидкости с помощью сосуда Дьюара с жидкостью, в котором имеется капилляр для подачи газа, сосуд помещается в межполюсное пространство магнита, имеющего наконечники специальной! конфигурации. Для наблюдения за поведением газового пузыря в сосуде Дьюара должны быть предусмотрены окна.
Перевод жидкости в состояние нужной температуры может быть произведен любым известным методом. Проведение операций, предусмотренных в предлагаемом способе, позволяет определить магнитную восприимчивость.
К достоинствам предлагаемого метода следует отнести: высокую точность измерения магнитной восприимчивости (относительная погрешность измерения не превышает 0,2-.), универсальность способа, позволяющего определить магнитную восприимчивость любой жидкости.
1. Способ измерения магнитной восприимчивости жидкостей, согласно которому в жидкость вводят индикаторное вещество с известной магнитной восприимчивостью, помещают в неоднородное магнитное поле, изменяют напряженность его до момента равенства удельных весов жидкости и индикаторного вещества, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в качестве индикаторного вещества в жидкость, помещенную в неоднородное магнитное поле, вводят газ с малой магнитной восприимчивостью.
2. Способ по и, 1, о т л и ч а юшийся тем, что неоднородное магнитное поле выбирают с законом рас— пределения напряженности по вертикали (grad Н = const.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 4б3080, кл. С 01 Р 33/16, 1972.
2. Приборы для научных исследований.-1962, 9 11, 17,
