SU731355A1 - Method of determining the coefficient of rotational viscosity of liquid crystals - Google Patents

Description

Translated fromRussian

Сл) . yijjoBiiH cKopocib вр;илени  магнитного пол ; С посто нна  кру1|ени  кварцевойCl) yijjoBiiH cKopocib BP; magnetic field ileum; C constant quaternary quartz

нити;threads;

- угол з;1кру1|ив;1Ьи  нити без магнитного пол  (нулевое положение) (X - угол закручивани  нити при вращении магнитного пол . - angle h; 1kru1 | iv; 1i threads without a magnetic field (zero position) (X is the angle of twist when the magnetic field is rotated.

Этот способ не устран ет вли ни  граничных :х})фектов ввиду мгиюго объема исследуемого ве дсс1Ва (капилл р), имеютс  также конструктавные трудности подвеса камеры с жидким кристаллом на кварцевой нити. Конвективные потоки воздуха при термостатировании, вибрации при вращении магнита, необходимость определени  посто нной кручени  нити ухудutaroi чувствительность и затрудн ют процесс измерени . Ограничен диапазон угловых скоростей вращени  магнита, так как вследствие неоднородности магнитного пол  и отступлений от осевой симметрии в форме камеры при определенных скорост х вращени  магнита возможны вращательные качани  камеры; имеютс  трудности в определении нулевого положени  угла закручивани  нити в результате его смещени  в сторону вращени  магнита относительно положени  в поко щемс  магните .This method does not eliminate the influence of the boundary: x}) effects, in view of the multiple volume of the studied water 1Ba (capillary), there are also structural difficulties in suspending the liquid crystal chamber on a quartz filament. Convective air flow during temperature control, vibration during rotation of the magnet, the need to determine the constant torsion of the thread deteriorates the sensitivity and complicates the measurement process. The range of angular speeds of rotation of the magnet is limited, since, due to the inhomogeneity of the magnetic field and deviations from axial symmetry, in the form of a chamber, at certain speeds of rotation of the magnet, rotational oscillations of the camera are possible; There are difficulties in determining the zero position of the twist angle of the thread as a result of its displacement in the direction of rotation of the magnet relative to the position in the quiescent magnet.

Цель изобретени  - умеш щение вли ни  граничных эффектов, повышение чувствительности , надежности и точности измерений, раслшрение диапазона угловых скоростей вращени  магнита.The purpose of the invention is to interfere with the influence of boundary effects, increase the sensitivity, reliability and accuracy of measurements, improve the range of angular speeds of rotation of the magnet.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в способе определени  коэффициента вращательной в зкости жидких кристаллов, включающем вращение магнита относительно камеры с наход щимс  в ней жидким кристаллом, через неподвижно укрепленную камеру с жидким кристаллом пропускают ультразвуковые импульсы в плоскости, перпендикул рной оси вращени  магнита, детектируют прин тые импульсы , усиливают и определ ют- сдвиг фаз между вектором магнитной индукции и детектором с помощью регистрации (например, на ленте самописца) отметок направлени  вектора магнитной индукции и возникающими вследствие анизотропии коэффициента поглощени  ультразвука экстремальными значени ми амплитуд ультразвуковых импульсов.This goal is achieved by the fact that in the method for determining the rotational viscosity coefficient of liquid crystals, including rotation of the magnet relative to the chamber with a liquid crystal in it, ultrasonic pulses are passed through a stationary chamber with a liquid crystal perpendicular to the rotation axis of the magnet. These pulses amplify and determine the phase shift between the magnetic induction vector and the detector by registering (for example, on a recorder tape) the vector direction marks magnetic induction and extreme values of the amplitudes of ultrasonic pulses arising from the anisotropy of the absorption coefficient of ultrasound.

При вращении вектора магнитной индукции детектор вращаетс  с запаздыванием по фазе таким, что момент трени  и магнитный момент -1 АХВ -ьн2в уравнове4/When the magnetic induction vector rotates, the detector rotates with a phase lag such that the frictional moment and the magnetic moment -1 AXB are n2 equilibrium4 /

шиваютс . Исследовани  угловой зависимости скорости и коэффициента поглощени  ультразвука в ориентированных статическим магнитным полем жидких кристаллов, когда векторshivatsya. Studies of the angular dependence of the velocity and the absorption coefficient of ultrasound in liquid crystals oriented by a static magnetic field, when the vector

магнитной И Ъ1укиии и детектор совпадают, Показывают наличие а гизотропии, про вл ющеес  в том, что ультразвуковые параметры (в частности, коэффициент ноглощени ) имеютMagnetic and blasts and the detector coincide. They show the presence of gisotropy, which is manifested in the fact that ultrasound parameters (in particular, the absorption coefficient) have

максимальные значени  в случае распространени  ультразвуковых импульсов парадлельно детектору и минимальные в случае перпендикул рной ориентации. Отсюда следует, что во вращающемс  магнитном поле отклонениеmaximum values in the case of propagation of ultrasonic pulses parallel to the detector and minimum values in the case of perpendicular orientation. It follows that in a rotating magnetic field the deviation

экстремальных значений анизотропии от направлени  вектора магнитной индукции определ ет сдвиг фаз между вектором магнитной индукили и детектором, а следовательно, и вращательную в зкость, определ емую по формулеthe extreme values of anisotropy from the direction of the magnetic induction vector determines the phase shift between the magnetic induction vector and the detector, and, consequently, the rotational viscosity, determined by the formula

Св системе егоOh his system

- 1 M l illAQ г. сгуы- 1 M l illAQ c.

где Д X - анизотропи  диамагнитной восприимчивости (табличное значение);where D X is the anisotropy of the diamagnetic susceptibility (table value);

Е) -- индукци  магнитного пол ; Q - сдвиг фаз между вектором магнитной , индук1ши и детектором; JU - магнитна  проницаемость.E) - magnetic field induction; Q is the phase shift between the magnetic and inductive vector and the detector; JU is magnetic permeability.

На чертеже представлена блок-схема, установки , позвол ющей реализовать предлагаемьш способ.The drawing shows a block diagram of the installation, allowing to implement the proposed method.

Ультразвуковой способ определени  коэффициента вращательной в зкости жидких кристаллов включает вращение установленного на вращающейс  платформе 1 магнита 2 относительно неподвижной камеры 3 с жидким кристаллом 4, по которому распростран ютс  . ультразвуковые импульсы, создаваемою излучающим пьезоэлементом 5 с помощью генератора импульсов 6, У1 регистрацию (например, самописцем 7) прин тых приемным пьезоэлементом 8, продетектированных детектором 9, усиленных усилителем 10 посто нного токаThe ultrasonic method for determining the coefficient of rotational viscosity of liquid crystals involves rotating the magnet 2 mounted on the rotating platform 1 relative to the fixed chamber 3 with the liquid crystal 4 being propagated. ultrasonic pulses generated by the radiating piezoelectric element 5 using a pulse generator 6, U1 recording (for example, a recorder 7) received by the receiving piezoelectric element 8, detected by the detector 9, amplified by the DC amplifier 10

ультразвуковых импульсов вместе с отметками направлени  вектора магнитной индукции, создаваемые отметчиком 11.ultrasonic pulses, along with directional indications of the magnetic induction vector, produced by the marker 11.

При вращении магнита 2 вследствие анизотропии коэффициента поглощени  ультразвука величина поступающих на приемныйDuring the rotation of magnet 2 due to the anisotropy of the absorption coefficient of ultrasound, the magnitude of the incoming to the receiving

пьезоэлемент 8 ультразвуковых импульсов изме н етс , достига  максимальных и минимальных значений. Сдвиг фаз между вектором магнит-ной индукции и детектором определ ют от смещени  (например, на ленте самописца) отметки направлени  вектора магнитной индукции относительно экстремальных значений амгиштуд ультразвуковых импульсов.The piezoelectric element 8 of the ultrasonic pulses changes, reaching maximum and minimum values. The phase shift between the magnetic induction vector and the detector is determined from the displacement (for example, on the recorder tape) of the direction of the magnetic induction vector relative to the extreme values of the amplitudes of the ultrasonic pulses.

Способ апробирован на жидком кристаллеThe method is tested on a liquid crystal

п-метоксибензилиден-п-н-бутиланшшнеp-methoxybenzylidene-pn-butylanshne

(Ci8H2sNO), Посто нный магнит индукцией 3 кГс приводитс  во вращение с угловыми скорост ми от 0,5 до 36 град/с с помощью )становки дл  проверки гидроприборов (типа(Ci8H2sNO), a permanent magnet with an induction of 3 kG is driven into rotation with angular speeds from 0.5 to 36 degrees / s using a tool for testing hydraulic equipment (such as

56} относительно неподвижной камеры,изготовленной из немагнитной нержавеющей стали (марки 1Х17Н13М2Т) с жидким кристаллом . Рассто ние между пьезоэлементами (типа 1ГГС-19) основной частотой 3 мГц составл ет 1 см (длина магнитной когерентности при величине индукции 3 кГс равна « 10 см). Возбуждение излучающего пьезоэлемента производитс  генератором пр моугольных импульсов (типа Г5-15), детектирование и усиление - ламповым вольтметром (типа ВЗ-13) и регистраци  - самописцем (регистратор каротажный Н-361). При враще(пш магнита в моменты перпендикул рной ориентации вектора магнитной индукции и направлени  распространени  ультразвуковых импульсов замыкаютс  контакты, соединенные с отметчиком самописца . Дл  контрол  угловой скорости вращени  магнита дополнительно создаютс  отметки, следующие через 1 мии от встроенного в самописец секундомера. 56} relative to a fixed camera made of non-magnetic stainless steel (grade 1X17H13M2T) with a liquid crystal. The distance between the piezoelectric elements (type 1GGS-19) with a fundamental frequency of 3 MHz is 1 cm (the length of magnetic coherence with an induction value of 3 kG is equal to "10 cm). The excitation of the radiating piezoelectric element is produced by a square-wave pulse generator (of type G5-15), detection and amplification by a tube voltmeter (such as VZ-13) and recording by a recorder (logging recorder H-361). When rotating (the ps of the magnet, at the moments of the perpendicular orientation of the magnetic induction vector and the direction of propagation of ultrasonic pulses, contacts connected to the recorder marker are closed. To control the angular velocity of rotation of the magnet, additional marks are created which follow the stopwatch.

Claims (2)

Translated fromRussian

1.. Rev. Lett, vol. 2S, 1972, N 5 1629-1631.1 .. Rev. Lett, vol. 2S, 1972, N 5 1629-1631.2.. Lett, vol. 36A, 1971, № 3, 245246 (прототип).2 .. Lett, vol. 36A, 1971, No. 3, 245246 (prototype).