Способ определения диаметра пор фильтра Советский патент 1986 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполъ- зорано, в частности, для определения геометрических характеристик мелко- пористых мембран, а именно фильтров, имеющих прямые цилиндрические каналы например, ядерных фильтров. Регулярная геометрия ядерных фильтров и малая дисперсность размеров пор подобных мембран позволяет достичь высокой селективности при разделении смесей газов и ясидкостей или очистке их от механических примесей, однако расширение области применения ядерных фильтров сдерживается отсутствием достаточно точных и простых нераз рушающих методов контроля геометрии пор для диаметров менее 0,05 мкм.

Цель изобретения - повышение точ- мости определения м.алых значений диаметров пор.

На чертеже показана зависимость давления газа в камере от времени, общий -вид.

Способ осуществляют на стандартной установке, содержащей две камеры разделенные фильтром, в одной из которых создают пониженное давление (вакуум), с возможностью регистрации изменения этого давления во времени.

Сущность методики заключается в следующем)

Если одна из камер объема, разделенного на две части проницаемым . фильтром, заполнена до некоторого давления газом, а другая вакуумирова на, то вследствие диффузий этого

газа через фильтр, давление в вакуум ной части начнет расти. Однако рост этот будет наблюдаться не. сразу, а с некоторой временной задержкой д (время прохождения газа через мембрану) . На чертеже изображена зависи- мость роста давления Р в первоначально вакуумированном до 10 торр объемов от времени t. При достаточно больших t зависимость (t) стано-, внтся линейной. Время задержки диффу эии определяют как отрезок оси време

ни, отсекаемьй этой прямой линией. Результаты экспериментов пи измерению времени задержки хорошо апроксими- руются следуюргей формулой

: ,iL

где 1 - длина пор;

А - некоторый множитель, зависящий от температуры, по порядку величины совпадающий со временем оседлой жизни молекул газа на поверхности. Проводя измерения на эталонном фильтре ИЗ того же материала с известным диаметром пор d, , определяют

0 d величину А , где 9 - время

задержки для эталонного фильтра. Отсюда

:|.

0

5

0

5

о °P величины

Для обеспечения достаточной точности измерений время задержки должно находится в диапазоне 1 - 1000 с, Здесь нижняя граница выбрана из условия точной регистрации момента создания перепада давления, для которой невозможно достичь погрешности менее 0,1 с. Верхняя граница связана с экспрессностью измерений давления на выходе фильтра. Превьпиение этой границы делает невозможным регистрацию изменения давления со временем из-за ограниченной чувствительности датчика давления.

Экспериментально было установлено, что для диаметров пор от 0,005 до- 0,05 мкм при типичной толщине ядерных мембран 1 10 мкм время задержки в упомянутом диапазоне может быть получено для бензола при температурах, близких к комнатной. Изменение ком-р- натной температуры на 40 К изменяет время задержки паров бензола на два

Если размер пор

неизвестен, то величину температуры можно подобрать экспериментально. Для этого опыты по определению времени задержки проводят последовательно для ряда температур через 40 К, на- чиная например, с комнатной (такой интервал изменения температуры обеспечивает на одном из значений Т время задержки в диапазоне 1-1000 с).

°P величины

Форму.ла изобретения

Способ определения диаметра пор ф 1льтра, заключающийся в пропускании контрольного газа через ф1-тьтр при создании перепада давлений-газа на фильтре, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения малых, значений диаметров

пор, в качестве контрольного газа используют бензол, перепад давлений на фильтре создают путем предварительного вакуумирования камеры, отделенной исследуемым фильтром от второй камеры, в которую напускают бензол, регистрируют зависимость давления бензола в вакуумированной камере от времени после создания перепада давления и определяют по этой зависимости время задержки от момента создания перепада давления до установления стационарного потока

бензола через фильтр, аналогичное время задержки определяют для эталонного фильтра с известным диаметром пор, а диаметр пор исследуемого, фильтра рассчитывают по соотношению

1-70 f

где d, d - диаметр пор исследуемого и эталонного фильтров соответственно

100 время задержки для исследуемого и эталонного фильтров соотяетстяенно.

Изобретение относится к области измерительной техники и решает задачу определения диаметра пор размером в сотые доли микрометра и менее. Способ заключается в пропускании контрольного газа - бензола через .фильтр при заданном перепаде давлений.. Перед измерениями выбирают эталонный фильтр с известным диаметром пор d и с материалом и длиной пор фильтра, совпадающими с исследуемым. Затем производят градуировочные измерения на фильтре известной геометрии путем измерения зависимости давления бензола во времени со стороны низкого давления и определения по этой зависимости времени задержки диффузии© от момента создания перепада давлений до момента установления стационарного потока бензола через фильтр. Аналогичным образом находят время задержки диффузии для исследуемого фильтра 0 , а величину диаметра пор определяют из соотношения d d 0„ /в. 1 ил. с (Л с: ISD о О 05 о