Устройство для определения объема доступной пористости твердых тел Советский патент 1987 года по МПК G01N15/08 E21C39/00 

суд 12 соединяется с узлами 15. На сосуде 1 с возможностью перемещения вдоль него установлен электромагнит 9 блока контроля объема жидкости. Блок включает также плоский полла- вок 8 из магнитного материала с зеркальными плоскостями 9. Симметрично относительно поплавка размещены две пары осветителей 10 и фотоприемников 11, включенных в соседние плечи мостовой регистрирующей схемы. К магистрали 5 сосуда 1 подключен манометр

1

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для определения объема доступной пористости образцов горных пород, формо- ваных сыпучих материалов и порошков

Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости измерений.

На фиг. 1 показана схема устройства для определения объема доступной пористости; на фиг. 2 - схема хода световых лучей при перемещении поплавка вместе с уровнем измерительной жидкости.

Устройство для определения объема доступной пористости содержит мерный сосуд 1 с иммерсионной жи,цкостью 2 дпя размещения образца 3. Мерный сосуд 1 перекрыт вакуумньм уплотнением

4,через которое подходит магистраль

5.Устройство также содержит U-образ- ный манометр 6 с блоком 7 контроля разницы уровней на этом U-образном манометре и блок контроля объема жидкости, содержащий плоский поплавок 8 из магнитного материала с зеркальными плоскостями 9, предназначенньй для помещения.на поверхности иммерсионной жидкости 2. В указанном блоке имеются по крайней мере две пары осветителей 10 и фотоприемников 11.

В устройстве имеется по крайней мере один дополнительный сос уд 12 для рабочего тела(могут быть и другие сосуды для различных рабочих тел), соединенный кранами 13 и 14 соответственно с мерным сосудом 1 и напорным узлом 15, в качестве которого могут быть использованы напорная магистраль от

6, Постепенно открывая кран 17 производят откачку всего воздуха или другого рабочего тела из пор образца 3. При достижении давлением над жидкостью 2 атмосферного снимают первый отсчет. Второй отсчет делают после полного открытия крана 17. По разнице этих отсчетов и с учетом известного диаметра сосуда 1, плотности жидкости 2 и высоты ее столба вычисляют объем доступной пористости. 2 ил.

компрессора, насос, баллон с газом, присоединенный через дроссель, или вертикальный цилиндр с поршнем. Напорный узел 15 через кран 16 соединен с 5 магистралью 5, к которой также через кран 17 присоединен вакуумный насос 18.

Фотоприемники 11 включены в соседние плечи мостовой схемы, в которую О также входят резисторы 19 (для; температурной компенсации в качестве этих резисторов могут быть использованы находящиеся там же, но затемненные фотоприемники одинакового типа

5 с основными фотоприемниками 11). Мостовая схема из фотоприемнш :ов 11 и резисторов 19 питается от источника 20, а на ее выход подключен самЪ- писец 21. Для слива иммерсионной

0 жидкости или рабочего тела предусмотрен патрубок 22 с краном 23, через который патрубок 22 соединяется со сливным сосудом (не показан), герметичным или откачным. Входной луч 24

от осветителя отражается от плоскости 25 в исходном положении, попадая в точку 26 на фотоприемнике 11, и от плоскости 27 после откачки, например, воздуха или иного рабочего те0 ла, попадая в точку 28, что приводит к изменению сигнала с фотоприемника. На сосуде 1 размещен электромагнит 29.

Устройство для определения объема .доступной пористости работает следую5 щим образом.

Образец 3 помещают в сухой (без жидкости 2) сосуд 1, подают рабочее тело от напорного узла 15, открывая кран 16, после чего открывают снача31298614

.па кран 13, а затем 14, после чего происходит заполнение мерного сосуда иммерсионной жидкостью 2 или рабочим телом (в этом случае иммерсионная жидкость находится в другом дополни- тельном сосуде 12). После уравнивания давлений краны 13, 14 и 16 перекрывают, включают вакуумный насос 18 и выключают питание электромагнита 29, который отпускает притягивающий- JQ ся к нему вьтолненный из магнитного материала поплавок 8. Последний вспльгоает, занимая свое место на поверхности иммерсионной жидкости. Затем начинают постепенно открывать jf кран 17, и когда давление над жидкостью достигает атмосферного (для автоматизации процесса фиксации Э.ТОГО момента на манометре 6 устанавливают датчик, например, электрокон- 20 тактный - не показан, - дающий сигнал на вход самописца 21), снимают первый отсчет на самописце 21 и продолжают открывать кран 17 до полного

сосуда и обрагчца, только за счет открывания и закрывания соответствующих кранов, что особенно существенно при работе с малопрочными образца ми. Кроме того, предлагаемая схема измерения уровня обладает преимуществом перед известными оптическими уровнемерами, так как в ней реализуется дифференциальньй принцип измере ния, но с тем отличием, что нижний фотодатчик получает сфокусированный сосудом с иммерсионной жидкостью луч что значительно повышает чувствитель ность., и снижает температурную погрешность измерений (из-за малых деформаций нижнего зеркала от нагрева лучом осветителя, так как оно погружено в иммерсионную жидкость).

Формула изобретения

Устройство для определения объема доступной пористости твердых тел, содержащее мерньй сосуд с иммерсионего открытия и откачки всего воздуха 25 ной жидкостью для размещения образили другого рабочего тела из пор образца, после чего снимают второй отсчет, по разнице которых с учетом ранее проведенной градуировки, например, с помощью индуктивного или ино- го датчика на малые перемещения и с учетом известных диаметра мерного сосуда 1, плотности иммерсионной жидкости и высоты ее столба вычисляют искомый объем доступной пористое- ти. Аналогично проводят определение в случае использования других рабочих тел.

Повыпение точности и снижение трудоемкости измерен1Й достигается за счет наличия в устройстве дополнительного герметичного сосуда для рабочего тела, благодаря которому исключается возможность попадани неучтенных объемов воздуха из атмо- сферы, а все измерения проводятся при неизменном положении мерного

сосуда и обрагчца, только за счет открывания и закрывания соответствующих кранов, что особенно существенно при работе с малопрочными образцами. Кроме того, предлагаемая схема измерения уровня обладает преимуществом перед известными оптическими уровнемерами, так как в ней реализуется дифференциальньй принцип измерения, но с тем отличием, что нижний фотодатчик получает сфокусированный сосудом с иммерсионной жидкостью луч, что значительно повышает чувствительность., и снижает температурную погрешность измерений (из-за малых деформаций нижнего зеркала от нагрева лучом осветителя, так как оно погру жено в иммерсионную жидкость).

Формула изобретения

Устройство для определения объема доступной пористости твердых тел, содержащее мерньй сосуд с иммерсионца, блок контроля объема жидкости, манометр и напорный узел, через краны соединенный магистралыо с мерным сосудом, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и снижения трудоемкости измерений, оно снабжено дополнительным сосудом для рабочего тела и вакуумным насосом, соединенными магистралями через краны с мерным сосудом, при этом блок контроля объема жидкости выполнен в виде плоского поплавка из магнитного материала с зеркальными плоскостями, электромагнита, установленного на мерном сосуде с возможностью перемещения вдоль него, двух пар осветителей и фотоприемников, размещенных симметрично относительно поплавка, и мостовой регистрирующей схемы, причем фотоприемники включены в соседние плечи мостовой регистрирующей схемы.

2

25

.Изобретение относится к области горного дела и позволяет повысить точность измерений и снизить их трудоемкость. Для этого образец 3 размещают в мерном сосуде. 1 с иммерсионной жидкостью 2. С сосудом 1 через краны 13, 16 и 17 магистралями соединены дополнительный сосуд 12 для рабочего тела, напорньй узел 15 и вакуумный насос 18. Через кран 14 сосо Фиг. 1

Редактор И.Горная

Составитель С.Потапов Техред М.Моргентал

Заказ 880/44Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. .S

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

Фиг.2

Корректор М.Сэмборская