ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ЯЧЕЙКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 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 G01N 27/22, опубл. в БИ №26, 1995 г.). Это устройство содержит корпус с дном и основание 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 размещены один из питающих и два приемных электрода, а второй питающий электрод закреплен на боковой стенке корпуса.

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

Известна измерительная ячейка для определения электропроводности пластичных глинистых грунтов (Злочевская Р.И. Связанная вода в глинистых грунтах. - М.: Изд-во МГУ, 1969. - С.93-95, 100). Измерительная ячейка состоит из измерительного сосуда и двух электродов, подключенных к электрической цепи электроизмерительного прибора. Измерительный сосуд представляет собой емкость с круглым поперечным сечением, снабженной верхним и нижним основанием. Сосуд и основание изготовлены из диэлектрического материала. Основания снабжены электродами в виде пластин круглой формы. С целью улучшения контакта между частицами исследуемого грунта, а также между электродами и грунтом последний перед измерениями электропроводности уплотняют в сосуде. Для получения достоверных данных об электропроводности грунта измерения производят неоднократно, причем каждый раз образец грунта заменяют.

Недостатки известной измерительной ячейки: низкая точность измерения, большая трудоемкость процесса измерения. Первый недостаток объясняется следующим. В процессе измерения электропроводности грунт находится в статическом состоянии, причем на него не оказывается давление извне. По этой причине контакт между частицами грунта недостаточно плотен, а контакт между грунтом и электродами ненадежен. Второй недостаток объясняется тем, что для получения достоверных данныхизмерения электропроводности грунта 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 измерительная ячейка для определения электропроводности влажных дисперсных материалов содержит измерительный сосуд с круглым поперечным сечением из диэлектрического материала, оснащенный двумя электродами, включенными в электрическую цепь электроизмерительного прибора. Согласно изобретению измерительный сосуд выполнен в виде пустотелого цилиндра, а электроды имеют кольцеобразную форму, причем внутренний диаметр кольцеобразных электродов равен внутреннему диаметру упомянутого пустотелого цилиндра.

Далее сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1), на котором схематично изображена конструкция измерительного сосуда в продольном разрезе.

Измерительная ячейка состоит из измерительного сосуда 1 и электродов 2. Измерительный сосуд 1 изготовлен из диэлектрического материала и выполнен в виде пустотелого цилиндра. Он оснащен двумя кольцеобразными электродами 2, подключенными посредством клемм 3 к электрической цепи электроизмерительного прибора (на чертеже прибор не показан). При этом внутренний диаметр кольцеобразных электродов 2 равен внутреннему диаметру измерительного сосуда(фиг. 2). Один конец измерительного сосуда 1 соединен с механизмом подачи влажного дисперсного материала 4 в измерительный сосуд 1. Этот механизм представляет собой рабочий цилиндр 5, снабженный шнеком или поршнем 6.

Под воздействием шнека или поршня 6 влажный дисперсный материал 4 выдавливается из рабочего 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 сосуду 1 и протекания по материалу тока производятся измерения электропроводности влажного дисперсного материала 4.

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 кольцеобразными электродами 2. Все это способствует повышению точности измерения электропроводности материала, о чем можно судить по сравнительным определениям электропроводности глиняных масс, представленным в таблице. Более высокие и стабильные по воспроизводимости значения электропроводности, получаемые на предлагаемом устройстве, свидетельствуют о надежности контакта между электродами и испытуемым материалом. В процессе измерений через измерительный сосуд 1 может продавливаться значительное количество влажного дисперсного материала и соответственно производиться серия измерений, причем без остановки процесса измерения. Это снижает трудоемкость процесса измерений. Кроме того, использование данной измерительной ячейки делает возможным автоматизировать операции получения и обработки результатов измерений и тем самым повысить производительность проводимых исследований.

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. Измерительная ячейка для определения электропроводности влажных дисперсных материалов, содержащая измерительный сосуд с круглым поперечным сечением из диэлектрического материала, оснащенный двумя электродами, включенными в электрическую цепь электроизмерительного прибора, отличающаяся тем, что измерительный сосуд выполнен в виде пустотелого цилиндра, с электродами кольцеобразной формы, причем внутренний диаметр кольцеобразных электродов равен внутреннему диаметру измерительного сосуда, а определения проводят в процессе движения испытуемого материала через межэлектродное пространство измерительной ячейки. Изобретение направлено на повышение точности и снижение трудоемкости измерения электропроводности влажных дисперсных материалов. 1 табл., 2 ил.

Измерительная ячейка для определения электропроводности влажных дисперсных материалов, содержащая измерительный сосуд с круглым поперечным сечением из диэлектрического материала, оснащенный двумя электродами, включенными в электрическую цепь электроизмерительного прибора, отличающаяся тем, что измерительный сосуд выполнен в виде пустотелого цилиндра с электродами кольцеобразной формы, причем внутренний диаметр кольцеобразных электродов равен внутреннему диаметру измерительного сосуда, а определения проводят в процессе движения испытуемого материала через межэлектродное пространство измерительной ячейки.