ЯЧЕЙКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ВЛАЖНЫХ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2009 года по МПК G01N27/04 

Изобретение относится к устройствам для измерения электропроводности влажных дисперсных природных и искусственных материалов, а именно к конструкциям измерительных сосудов и электродов и может найти применение для определения электропроводности влажных грунтов и почв, керамических масс, цементных паст, концентрированных суспензий и других влажных дисперсных материалов.

Известно устройство для измерения электропроводности грунтов (Патент РФ №2044308, МПК 6 G01N 27/22, опубл. Б.И. №26 - 95 г.). Это устройство содержит корпус с дном из диэлектрического материала, а также два питающих и два приемных электрода. Основание выполнено по форме дна корпуса с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса. На дне корпуса закреплена полая ручка, через которую проходит шток, соединенный с диэлектрическим основанием, а в ручке размещена пружина, расположенная между дном корпуса и упором, жестко соединенным со штоком. При этом на диэлектрическом основании размещен один из питающих и два приемных электрода, а второй питающий электрод закреплен на боковой стенке корпуса.

Недостатки устройства по патенту РФ №2044308: сложность конструкции, трудоемкость процесса измерения.

Известна измерительная ячейка для определения электропроводности почв (Неприн С.В., Чудновский А.Ф. Физика почвы. - М.: Изд-во «Наука». - 1967 - с.352-357. Прототип). Измерительная ячейка состоит из измерительного сосуда и двух электродов, подключенных к электрической цепи электроизмерительного прибора. Измерительный сосуд представляет собой емкость с прямоугольным поперечным сечением, снабженной верхним и нижним основанием. Сосуд и основания изготовлены из диэлектрического материала. Основания снабжены вышеназванными электродами в виде пластин прямоугольной формы, то есть с формой оснований. С целью улучшения контакта между частицами исследуемой почвы, а также между электродами и почвой, последнюю перед измерениями электропроводности уплотняют в сосуде. Для получения достоверных данных об электропроводности почвы измерения производят неоднократно, причем каждый раз образец почвы заменяют.

Недостатки известной измерительной ячейки: низкая точность измерения, большая трудоемкость процесса измерения. Первый недостаток объясняется следующим. В процессе измерения электропроводности почва находится в статическом состоянии, причем на нее не оказывается давление извне. По этой причине контакт между частицами почвы недостаточно плотен, а контакт между почвой и электродами ненадежен. Второй недостаток объясняется тем, что для получения достоверных данных измерения электропроводности почвы необходимо производить многократно, причем эти измерения осуществляются вручную.

Поставлена задача: повысить точность и снизить трудоемкость измерения электропроводности материала.

Эта задача решена следующим образом. В соответствии с прототипом ячейка для измерения электропроводности влажных дисперсных материалов содержит измерительный сосуд с прямоугольным поперечным сечением из диэлектрического материала, оснащенный двумя пластинчатыми электродами, включенными в электрическую цепь электроизмерительного прибора. Согласно изобретению измерительный сосуд выполнен в виде пустотелой четырехгранной призмы, две противоположные грани которой снабжены электродами с формой, подобной форме упомянутых граней.

Далее сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

- на фиг.1 - конструкция измерительного сосуда в продольном разрезе;

- на фиг.2 - конструкция измерительного сосуда в поперечном сечении.

Ячейка состоит из измерительного сосуда 1 и двух электродов 2. Измерительный сосуд 1 изготовлен из диэлектрического материала и выполнен в виде четырехгранной пустотелой призмы. Две противоположные грани этого сосуда оснащены пластинчатыми электродами 2, подключенными посредством клемм 3 к электрической цепи электроизмерительного прибора (не показан). Электроды 2 изготовлены из металла, причем их форма подобна форме граней измерительного сосуда 1. Один конец измерительного сосуда 1 соединен с механизмом подачи влажного дисперсного материала 4 в упомянутый сосуд. Этот механизм представляет собой цилиндр 5, снабженный шнеком или поршнем 6.

Под воздействием шнека или поршня 6 влажный дисперсный материал 4 выдавливается из цилиндра 5 и поступает в измерительный сосуд 1, вследствие чего электрическая цепь электроизмерительного прибора замыкается и электрический ток протекает между электродами 2 по влажному дисперсному материалу 4. В процессе продавливания влажного дисперсного материала 4 по измерительному сосуду 1 и протекания по нему тока производятся измерения электропроводности исследуемого влажного дисперсного материала.

Так как влажный дисперсный материал продавливается по измерительному сосуду под определенным давлением, то, во-первых, улучшается контакт между частицами исследуемого материала, во-вторых, повышается надежность контакта между влажным дисперсным материалом 4 и пластинчатыми электродами 2. Все это способствует повышению точности измерения электропроводности материала, о чем можно судить по сравнительным определениям электропроводности глиняных масс, представленным в таблице на фиг.3. Более высокие и стабильные по воспроизводимости значения электропроводности, получаемые на предлагаемом устройстве, свидетельствуют о надежности контакта между электродами испытуемым материалом. В процессе измерений через измерительный сосуд 1 может продавливаться значительное количество влажного дисперсного материала 4, и соответственно производиться серия измерений без остановки процесса измерения. Это снижает трудоемкость и повышает производительность измерений. Кроме того, использование данной ячейки делает возможным автоматизировать операции получения и обработки результатов измерений.

Технический результат изобретения: повышение точности и снижение трудоемкости процесса измерения электропроводности влажного дисперсного материала.

Изобретение может найти применение для определения электропроводности влажных грунтов и почв, керамических масс, цементных паст, концентрированных суспензий и других влажных дисперсных материалов. Ячейка для измерения электропроводности влажных дисперсных материалов содержит измерительный сосуд с прямоугольным поперечным сечением из диэлектрического материала, оснащенный двумя пластинчатыми электродами, включенными в электрическую цепь электроизмерительного прибора. Измерительный сосуд выполнен в виде пустотелой четырехгранной призмы, две противоположные грани которой изнутри снабжены электродами в форме, подобной форме упомянутых граней, а измерения проводятся в процессе движения испытуемого материала через межэлектродное пространство измерительной ячейки. Изобретение направлено на повышение точности и снижение трудоемкости измерения электропроводности влажных дисперсных материалов. 2 ил., 1 табл.

Ячейка для измерения электропроводности влажных дисперсных материалов, содержащая измерительный сосуд с прямоугольным поперечным сечением из диэлектрического материала, оснащенный двумя пластинчатыми электродами, включенными в электрическую цепь электроизмерительного прибора, отличающаяся тем, что измерительный сосуд выполнен в виде пустотелой четырехгранной призмы, две противоположные грани которой изнутри снабжены электродами в форме, подобной форме упомянутых граней, а измерения проводятся в процессе движения испытуемого материала через межэлектродное пространство измерительной ячейки.