SU1084625A1 - Device for measuring temperature difference in condensation of solvent vapors on solution surface - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРОВ РАСТВОРИТЕЛЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ РАСТВОРА, содержащее дифференциальную термобатарею и герметизирующую ее оболочку, отлич, ающ е е с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , герметизирующа  оболочка снабжена выступами с плоскими вершинами и выполнена из не смачиваемого растворителем материала, а плоскости вершин покрыты материалом, смачиваемым растворителем. 00 4;; а ND елA DEVICE FOR MEASURING THE DIFFERENCE OF TEMPERATURES WHEN CONDENSING SOLAR SOLUTION VAPORS ON THE SOLUTION SURFACE, containing a differential thermopile and sealing its shell, is different because, in order to improve the accuracy of the measurement, the sealing sheath is provided with protrusions with flat apexes, with flat apexes, with the help of flat patterns on the surface of the surface, and with the help of flat design, the surface of the measurement, the sealing sheath is fitted with protrusions with flat apexes, with flat apexes, with the same diaphragms, and the surface of the surface and the surface of the solution will have to go to the surface of the surface. material, and the vertex planes are coated with a wettable material 00 4 ;; and ND ate

Description

Изобретение относится к применению термочувствительных элементов и может быть использовано преимущественно для определения молекулярной массы методом измерения тепловых эффектов конденсации (ИТЭК). 5The invention relates to the use of heat-sensitive elements and can be used mainly to determine the molecular weight by the method of measuring the thermal effects of condensation (ITEC). 5

ИТЭК осуществляется в термостатируемом объеме измерительной ячейки, заполненном насыщающими парами выбранного исследователем растворителя. На разделенные пространством 10 рабочие участки поверхности помещенных в объем измерительной ячей ки термодатчиков наносится раствор исследуейого вещества (измерительная поверхность) и чистый раствори- 15 тель (сравнительная поверхность).ITEC is carried out in a thermostatic volume of a measuring cell filled with saturating vapors of a solvent chosen by the researcher. A solution of the test substance (measuring surface) and a clean solvent 15 (comparative surface) are applied to the working areas of the surface of the temperature sensors separated by 10.

Из-за разности давлений упругости насыщающих паров над раствором и чистым растворителем на измеритель ную поверхность начинается конденсация паров растворителя из объема ячейки. Выделяющееся при этом тепло фиксируется термодатчиком, причем уровень отсчета задается температурой сравнительной рабочей поверхности термодатчика, т.е. измерение дифференциальное. Величина выходного сигнала позволяет получать сведения о молекулярной массе ис- . следуемого вещества (при известной весовой концентрации раствора) или. о других параметрах исследуемой системы (коэффициент диффузии, теплоты испарения и т.д.).Due to the difference in the elastic pressure of saturating vapors above the solution and the pure solvent, condensation of solvent vapors from the cell volume begins on the measuring surface. The heat generated in this case is recorded by the temperature sensor, and the reference level is set by the temperature of the comparative working surface of the temperature sensor, i.e. differential measurement. The magnitude of the output signal allows you to obtain information about the molecular weight of is-. the following substance (at a known weight concentration of the solution) or. about other parameters of the investigated system (diffusion coefficient, heat of evaporation, etc.).

Известны устройства для.измерения тепловых эффектов конденсации, 35 содержащие терморезисторы в качестве датчиков разности температур [1J .Known devices for measuring the thermal effects of condensation, 35 containing thermistors as sensors of the temperature difference [1J.

Однако применение терморезисторов в приборах для определения молекулярной массы ограничивает возмож- *40 ности прибора. Это связано с неустранимым явлением разогрева тер морезистора за счет токов измерительной схемы, т.е. ухудшением отноше-f ния сигнал/шум (Для малдгх сигналов) 45 по сравнению с термодатчиками, не подключаемыми к внешнему источнику питания, например термопарами.However, the use of thermistors in devices for determining molecular weight limits the capabilities of the device. This is due to the unrecoverable phenomenon of heating the thermistor due to the currents of the measuring circuit, i.e. deterioration of the signal-to-noise ratio (For small signals) 45 as compared with temperature sensors not connected to an external power source, for example, thermocouples.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату __ к предлагаемому является устройство для измерения тепловых эффектов конденсации паров растворителя на поверхность раствора, содержащее дифференциальный термодатчик (термобатарея) с герметизирующей оболоч- 55 кой. Роль измерительных и сравнительных участков поверхности в известном устройстве выполняют поверхности канавок (углублений) в оболочке, имеющей Ш-образную форму в раэре- 60 зе [2J .The closest in technical essence and the achieved result __ to the proposed is a device for measuring the thermal effects of condensation of solvent vapors on the surface of a solution containing a differential thermal sensor (thermopile) with a sealing shell 55. The role of the measuring and comparative surface sections in the known device is played by the surface of the grooves (recesses) in the shell having a U-shaped shape in a frame 60 [2J.

Недостаток известного устройства - низкая воспроизводимость величины выходного сигнала от опыта к опыту, обусловленная неконтролиру- ^5 емым перемещением раствора с рабочей поверхности на сравнительную поверхность оболочки термодатчика в момент нанесения пробы - переполнения канавки раствором, а также во время измерения за счет сил диффузии и капиллярных эффектов.A disadvantage of the known device is the low reproducibility of the value of the output signal from experiment to experiment, due to the uncontrolled movement of the solution from the working surface to the comparative surface of the shell of the temperature sensor at the time of application of the sample — overfilling the groove with the solution, as well as during measurement due to diffusion and capillary forces effects.

Цель изобретения - повышение точности измерений.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения разности температур при конденсации паров растворителя на поверхность раствора, содержащем дифференциальную термобатарею и герметизирующую ее оболочку, последняя снабжена выступами с плоскими вершинами и выполнена из не смачиваемого растворителем материала, а плоскости вершин покрыты материалом, смачиваемым растворителем.This goal is achieved by the fact that in the device for measuring the temperature difference during the condensation of solvent vapors on the surface of the solution containing a differential thermopile and sealing its shell, the latter is equipped with protrusions with flat tops and is made of material not wettable by the solvent, and the planes of the tops are covered with material wetted by the solvent .

На чертеже изображено устройство, общий вид.The drawing shows a device, General view.

Устройство содержит термобатарею 1 и герметизирующую фторопластовую оболочку 2, снабженную двумя полыми выступами 3. Рабочие поверхности 4 и 5 полых выступов имеют металлическое коррозионно-стойкое покрытие, разделительные поверхности 6 такого покрытия не имеют. К каждой из внутренних верхних стенок полых выступов 3 прикреплена Ъатарея 1 непосредственно или через тепло.съемы 7.The device contains a thermopile 1 and a sealing fluoroplastic shell 2 equipped with two hollow protrusions 3. The working surfaces 4 and 5 of the hollow protrusions have a metal corrosion-resistant coating, the dividing surfaces 6 do not have such a coating. Battery 1 is attached to each of the inner upper walls of the hollow protrusions 3 directly or through heat. 7.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Несколько капель растворителя и раствора исследуемого вещества наносят соответственно на поверхности 4 и 5. Так как давление насыщающего пара рад поверхностью раствора меньше давления насыщающего пара растворителя при одинаковой температуре, на поверхности 4 начинают конденсироваться пары растворителя. Выделяющаяся теплота конденсации приводит к появлению разности температур измеряемой термобатареей 1 обычным способом.A few drops of the solvent and the solution of the test substance are applied on surfaces 4 and 5, respectively. Since the pressure of the saturating vapor rad and the surface of the solution are less than the pressure of the saturating vapor of the solvent at the same temperature, solvent vapors begin to condense on surface 4. The released heat of condensation leads to the appearance of a temperature difference measured by thermopile 1 in the usual way.

В предлагаемом устройстве устранены эффекты капиллярного и диффузного перемещения раствора с из- . мерительной и сравнительной поверхностей за счет свойств смачиваемости и несмачиваемости соответствующих поверхностей. Это уменьшает случайную ошибку измерения и позволяет получить заданную точность определения теплового эффекта конденсации паров растворителя на поверхность раствора при существенно меньшем числе измерений. Форма рабочей поверхности в виде плоской вершины выступа увеличивает телесный угол сбора конденсирующихся молекул растворителя, что увеличивает измеряемую величину разности температур и повышает точность измерения.The proposed device eliminated the effects of capillary and diffuse movement of the solution from -. measuring and comparative surfaces due to the wettability and non-wettability properties of the respective surfaces. This reduces the random measurement error and allows you to get the specified accuracy of determining the thermal effect of the condensation of solvent vapor on the surface of the solution with a significantly smaller number of measurements. The shape of the working surface in the form of a flat peak of the protrusion increases the solid angle of collection of condensing solvent molecules, which increases the measured value of the temperature difference and increases the measurement accuracy.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРОВ РАСТВОРИТЕЛЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ ’ РАСТВОРА, содержащее дифференциальную термобатарею и герметизирующую ее оболочку, 'отливающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, герметизирующая’ оболочка снабжена выступами с плоскими вершинами и выполнена из не смачиваемого растворителем материала, а плоскости вершин покрыты материалом, смачиваемым растворителем.'DEVICE FOR MEASURING TEMPERATURE DIFFERENCES DURING CONDENSATION OF SOLVENT VAPORS ON THE 'SOLUTION SURFACE', containing a differential thermal battery and its sealing shell, which is molded in order to increase the measurement accuracy, the sealing 'shell is provided with protrusions with flat tops and made of non-wetting material and the planes of the peaks are coated with a solvent wettable material. ' SU „ 1084625SU „1084625