| 13986122 15360 8522 910 1ают двухтрубные (U-ооразные) и однотрубные (с сосудом и вертикальной трубкой и с сосудом и наклонной трубкой, служащей для увеличения точности отсчёта при измерении малых величин). Действие двухтрубного Д. (рис. 1) основано на использовании сообщающихся сосудов, заполненных жидкостью, столб к-рой одновременно является гидравлич. затвором и создаёт гидростатич. давление, противодействующее измеряемому. Один конец U-образ-ной трубки, заполненной жидкостью, соединяют с замкнутым пространством, в к-ром надо измерить избыточное давление, а второй остаётся открытым (под ба-рометрич. давлением). Разность уровней жидкости в трубках показывает избыточное давление ризб = рабс - Рбар = р; р = hpg, где h - разность уровней жидкости, р - плотность заполняющей жидкости, д - ускорение свободного падения. Уравнение для однотрубного Д. с сосудом и вертикальной трубкой (рис. 2) аналогично уравнению для двухтрубного Д. Величина перемещения жидкости в трубке однотрубного Д. прямо пропорциональна измеряемому перепаду давлений и зависит от соотношения квадратов диаметров или площадей сечения трубки и сосуда:f/F = d2/D2 .
[823-1.jpg]
Рис. 1. Двухтрубный U-образный дифманометр.
[823-2.jpg]
Рис. 2. Дифманометр с сосудом и вертикальной трубкой.
Чтобы упростить измерения, обычно принимают соотношение, при к-ром h2 будет отличаться от h1не более чем на 1%; поэтому величиной h1 пренебрегают и отсчёт производят только по уровню жидкости в трубке. Для исключения погрешности шкала изготовляется с делениями, равными не 1 мм, а меньше (0,9 мм). Диапазон измерений U-образ-ных Д. до 93 кн/м2(700 мм рт. ст.) при давлении среды до 15 Мн/м2(150 кгс/см2). Точность отсчёта в двух трубках ±1 мм.
Поплавковый Д. по принципу действия аналогичен однотрубному Д. с сосудом и вертикальной трубкой, только для измерения служит поплавок, передающий изменение уровня жидкости в сосуде на стрелку прибора. Диапазон измерения перепадов давления от 0 до 133 кн/м2(от 0 до 1000 мм рт. ст.), при давлении среды до 16 Мн/м2(160 кгс/см2). Осн. приведённая погрешность ± 1,5-2% .
Кольцевой Д., или "кольцевые весы", имеет чувствит. элемент в виде полого кольца с перегородкой (рис. 3). В нижней части кольца, заполненного жидкостью (вода, масло, ртуть), укреплён компенсационный груз. При p1 = p% уровень жидкости в обеих частях кольца одинаков, а центр тяжести груза находится на вертикальной оси, проходящей через центр кольца. При p1 > p2 жидкость в левой части опустится, а в правой поднимется. Усилие, создаваемое действием разности давлений на перегородку, вызывает момент, стремящийся повернуть кольцо по часовой стрелке. Диапазон измерения перепадов давлений: для низкого давления (с водяным заполнением) до 1,6 кн/м2 (160 кгс/м2) при давлении среды до 150 кн/м2 (15 000 кгс/м2); для среднего (с ртутным заполнением) - до 33 кн/м2 (250 мм рт. ст.) при давлении среды 3,2 Мн/м2 (32 кгс/см2). Осн. приведённая погрешность ± 0,5-1,5%.
[823-3.jpg]
Рис. 3. Схема кольметра. Рис. 4. Схема колоцевого дифманомет кольного дифманора.
Колокольный Д. (рис. 4) представляет собой колокол, погружённый в жидкость и перемещающийся под влиянием разности давлений внутри (большее) и снаружи (меньшее) колокола. Противодействующая измеряемому давлению сила создаётся утяжелением колокола (гидростатич. уравновешивание) или деформацией пружины, на к-рой подвешивается колокол (механич. уравновешивание). Диапазон измерения перепада давлений от 40 н/м2до 4 кн/м2 (от 4 до 400 кгс/м2) при давлении среды от 10 кн/м2 до 0,3 Мн/м2(от 1000 кгс/м2 до 3 кгс/см2).
Механические Д. разделяются на мембранные с плоской упругой металлич. мембраной (рис. 5) и с неметаллич. мембраной и сильфонные. В мембранных Д. упругая металлич. мембрана прогибается под влиянием измеряемого давления, по величине прогиба определяют давление. В нек-рых конструкциях Д. мембрана служит только для разделения камер. Противодействующую силу при деформации создаёт тарированная цилиндрич. спиральная пружина, к-рая разгружает мембрану. Нек-рые мембранные Д. имеют защиту от односторонней перегрузки и могут применяться для измерения не только перепадов, но и избыточных давлений. Диапазон измерения давления от 0 до 6,3 кн/м2 (0-630 кгс/м2) и от 0,16 до 0,63 Мн/м2 (1,6-6,3 кгс/см2); диапазон перепада давлений до 133 кн/м2 (1000 мм рт. ст.) при макс, давлении среды до 60 Мн/м2 (600 кгс/см2). Основная приведённая погрешность ± 1,5%. Д. с неметаллич. мембранами (из резины и т. п. материалов) имеют только цилиндрич. спиральную пружину, не воспринимают изгибающих моментов и сжимающих усилий и работают только на растяжение. Для увеличения перемещения они изготовляются гофрированными и имеют жёсткий центр, образованный двумя металлическими дисками. Диапазон измерений перепада давлений до 133 кн/м2 (1000 мм рт. ст.) при давлении среды до 6,4 Мн/м2 (64 кгс/см2). Осн. приведённая погрешность ± 1-2% .
[823-4.jpg]
Рис. 5. Дифманометр с упругой мембраной и электрической передачей показаний.
Сильфонные Д. имеют чувствит. элемент - гофрированную металлич. коробку (сильфон) с тарированной цилиндрич. спиральной пружиной. Сильфон разделяет полость Д. на две камеры. Большее давление подводится в полость над сильфоном, а меньшее - внутрь. Под действием разности давлений сильфон прогибается на величину, пропорциональную измеряемому давлению. Диапазон измерений до 25 хн/м2 (2500 кгс/м2) при давлении среды до 32 Мн/м2 (320 кгс/см2). Осн. приведённая погрешность ±0,5-1% .
Поплавковые, кольцевые, колокольные и механич. Д. изготовляются показывающими, самопишущими и бесшкальными (с электрич. или пневматич. дистанционной передачей показаний), с электрич. контактным устройством. Д. для измерения расхода по методу переменного перепада выпускаются с интегрирующими и суммирующими устройствами. Дальнейшее развитие конструирования Д. идёт по пути усовершенствования механического Д.
Лит.: Кремлевский П. П., Расходомеры, 2 изд., М.- Л., 1963; Автоматизация, приборы контроля и регулирования производственных процессов в нефтяной и нефтехимической промышленности. Справочник, кн. 2, М., 1964. Г. Г. Мирзабеков.
ДИФОСГЕН, трихлорметило-в ы и эфир хлоругольной кислоты,
[823-5.jpg]
движная жидкость, слегка дымящая на воздухе, с характерным запахом прелого сена; tпл -57 оС, tкип 128 оС, d154 1,644, показатель преломления n20D 1,4566. Д. плохо растворим в воде, очень хорошо -в органич. растворителях; медленно гид-ролизуется водой (гидролиз значительно ускоряется при нагревании и в присутствии щелочей). Д. энергично взаимодействует с аммиаком и аминами, образуя мочевину или её производные. Эта реакция может служить для дегазации Д. При 300-350 °С, а также в присутствииFеС13, А1С13 и др. галогенидов металлов Д. разлагается с образованием СОС12, СО, ССl4 и др. Д. получают исчерпывающим хлорированием (при освещении) метилхлор-формиата.
Д. обладает сильным удушающим и заметным раздражающим действием. Непереносимая концентрация 0,075 мг/л, смертельная 0,25 мг/л (при экспозиции 30 мин). При отравлении Д. характерно наличие скрытого периода действия (до 6-8 ч). Очень опасно длит, воздействие малых концентраций Д., суммарное действие к-рых может привести к тяжёлым поражениям организма (т. н. кумулятивный эффект). Д. использовался во время 1-й мировой войны как отравляющее вещество.
Лит.: Соборовский Л. З., Эпштейн Г. Ю., Химия и технология боевых химических веществ, М.-Л., 1939;Флюри Ф., Церник Ф., Вредные газы, М., 1938. Р. Н. Стерлин.
ДИФОСФОПИРИДИНДИНУКЛЕОТИД (ДПН), кофермент ряда дегидро-генаэ, рациональное хим. название - ни-котинамидадениндинуклеотид (НАД).
ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЁТКА, оптический прибор, представляющий собой совокупность большого числа параллельных, равноотстоящих друг от друга штрихов одинаковой формы, нанесённых на плоскую или вогнутую оптич. поверхность. Таким образом, Д. р. представляет собой периодич. структуру: штрихи с определённым и постоянным для данной решётки профилем повторяются через строго одинаковый промежуток d, наз. периодом Д. р. (рис.). В Д. р. происходит дифракция света.
[823-6.jpg]
Схема образования спектров прозрачной дифракционной решётки, состоящей из щелей, при освещении её монохроматическим светом (M1j) и светом сложного спектрального состава (М2).
Осн. свойство Д. р.-способность разлагать падающий на неё пучок света по длинам волн, т. е. в спектр, что используется в спектральных приборах. Если штрихи нанесены на плоскую поверхность, то Д. р. наз. плоскими, если на вогнутую (обычно сферическую) поверхность - вогнутыми. Различают отражательные и прозрачные Д. р. У отражательных штрихи наносятся на зеркальную (обычно металлич.) поверхность и наблюдение ведётся в отражённом свете. У прозрачных штрихи наносятся на поверхность прозрачной (обычно стеклянной) пластинки (или вырезаются в виде узких щелей в непрозрачном экране) и наблюдение ведётся в проходящем свете. В совр. спектральных приборах применяются гл. обр. отражат. Д. р.
Наиболее наглядно описание действия Д. р. в случае прозрачной Д. р. При падении монохроматич. параллельного пучка света с длиной волны X под углом а на Д. р., состоящую из щелей ширины b, разделённых непрозрачными промежутками, происходит интерференция волн, исходящих от разных щелей. В результате после фокусировки положения максимумов на экране (рис.) определяются уравнением: d (sin a + sin В) = mX, где Р - угол между нормалью к решётке и направлением распространения пучка (угол дифракции); целое число т = 0, ±1, ± 2, ± 3, ... равно кол-ву длин волн, на к-рое волна от нек-рого элемента данной щели Д. р.отстаёт от волны, исходящей от такого же элемента соседней щели (или опережает её). Монохроматич. пучки, относящиеся к различным значениям га, наз. порядками спектра, а даваемые ими изображения входной щели - спектральными линиями. Все порядки, соответствующие положит. и отри-цат. значениям т, лежат симметрично относительно нулевого. По мере возрастания числа щелей Д. р. спектральные линии становятся более узкими и резкими. Если на Д. р. падает излучение сложного спектрального состава, то для каждой длины волны получится свой набор спектральных линий и, следовательно, излучение будет разложено в спектры по числу возможных значений т. Относит, интенсивность линий определяется функцией распределения энергии от отдельной щели.
Основными характеристиками Д. р. являются угловая дисперсия и разрешающая способность. Угловая дисперсия, определяющая угловую ширину спектра, зависит от отношения разности углов дифракции для двух длин волн:
[823-7.jpg]
Т. о., угловая ширина спектров изменяется приблизительно пропорционально номеру порядка спектра. Разрешающая способность R измеряется отношением длины волны к наименьшему интервалу длин волн, к-рый ещё может разделить решётка:
[823-8.jpg]
где N - число щелей Д. p., a W - ширина заштрихованной поверхности. При заданных углах разрешающая способность может быть повышена только за счёт увеличения ширины Д. р.
Д. р., применяемые для работы в различных областях спектра, отличаются частотой и профилем штрихов, размерами, формой, материалом поверхности и др. Для ультрафиолетовой и видимой областей наиболее типичны Д. р., имеющие от 300 до 1200 штрихов на 1 мм. Штрихи этих Д. р. выполняют в слое алюминия, предварительно нанесённом на стеклянную поверхность испарением в вакууме. Д. р. для вакуумной ультрафиолетовой области изготавливаются преим. на стеклянных поверхностях. В этой области незаменимы Д. р., изготовленные на вогнутых (в большинстве случаев - сферических) поверхностях, обладающих способностью фокусировать спектр. В инфракрасной области применяются Д. р., наз. эшелеттами, к-рые имеют от 300 до 0,3 штрихов на 1 мм и выполняются на различных мягких металлах.
Кроме спектральных приборов, Д. р. применяются также в качестве оптич. датчиков линейных и угловых перемещений (измерительные Д. р.), поляризаторов и фильтров инфракрасного излучения, делителей пучков в интерферометрах и для др. целей. В СССР изготовляются все известные виды Д. р. Макс, количество штрихов на 1 мм составляет 2400, а макс, размер заштрихованной поверхности равен 300 X 300 мм.
Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Курс общей физики, т. 3); Тарасов К. И., Спектральные приборы. Л., 1968. См. также лит. при ст. Дифракция света. Ф. М. Герасимов .
ДИФРАКЦИЯ (от лат. diffractus -разломанный) волн, явления, наблюдаемые при прохождении волн мимо края препятствия, связанные с отклонением волн от прямолинейного распространения при взаимодействии с препятствием. Из-за Д. волны огибают препятствия, проникая в область геометрич. тени. Именно Д. звуковых волн объясняется возможность слышать голос человека, находящегося за углом дома. Дифракцией радиоволн вокруг поверхности Земли объясняется приём радиосигналов в диапазоне длинных и средних радиоволн далеко за пределами прямой видимости излучающей антенны.
Д. волн - характерная особенность распространения волн независимо от их природы. Объяснить Д. в первом приближении можно, применив Гюйгенса - Френеля принцип. Согласно этому принципу, рассматривая распространение к.-л. волны, можно каждую точку среды, к-рой достигла эта волна, считать источником вторичных волн. Поэтому, поставив на пути волн экран с малым отверстием (диаметр порядка длины волны), получим в отверстии экрана источник вторичных волн, от которого распространяется сферическая волна", попадая и в область геометрич. тени. Если имеется экран с двумя малыми отверстиями или щелями, дифрагирующие волны накладываются друг на друга и в результате интерференции волн дают чередующееся в пространстве распределение максимумов и минимумов амплитуды результирующей волны с плавными переходами от одного к другому. С увеличением количества щелей максимумы становятся более узкими. При большом количестве равноотстоящих щелей (дифракционная решётка) получают резко разделённые направления взаимного усиления волн.
Д. волн существенно зависит от соотношения между длиной волны X и размером объекта, вызывающего Д. Наиболее отчётливо Д. обнаруживается в тех случаях, когда размер огибаемых препятствий соизмерим с длиной волны. Поэтому легко наблюдается Д. звуковых, сейсмических и радиоволн, для к-рых это условие обычно всегда выполняется (Х~от м до км), и гораздо труднее наблюдать без спец. устройств дифракцию света (Х~400-750 нм). Эта же причина приводит к многим технич. трудностям при изучении волновых свойств др. объектов. Так, поскольку рентгеновские лучи имеют длину волны от сотен до 0,0001 А, дифракц. решётку с таким расстоянием между щелями изготовить невозможно, поэтому нем. физик М. Лауэ для изучения дифракции рентгеновских лучей использовал в качестве дифракционной решётки кристалл, в к-ром атомы (ионы) расположены в правильном порядке.
Д. волн сыграла большую роль в изучении природы микрочастиц. Экспериментально было установлено, что при прохождении микрочастиц (напр., электронов) через среду (газ, кристалл) наблюдается Д. Дифракция частиц является следствием того, что микрочастицы обладают двойственной природой (т. н. корпу-скулярно-волновым дуализмом): в одних явлениях |
