Капилляриметр Советский патент 1987 года по МПК G01N15/08 

10

1

Изобретение относится к технической физике, в частности к устройствам для определе1тя влагопереноса в ненасыщенных горных породах и почвах. Цель изобрете:ния - повышение точности определения равновесных значений влагосодержания за счет исключения погрешностей, вызываемых фильтрацией газа через исследуемый образец и тонкопористую мембрану, а также сокращение времени установления равенства между значением потенциала, заданного в подмембранной камере, и потенциалом влаги в исследуемом образце.

Поставленная цель достигается тем, что камера капилляриметра расположена наклонно. Трубка выведена из верхней точки подмембранной части каме- 20 ры и подсоединена к измерительной емкости выше вывода ее из подмембранной камеры. При этом подмембран- ная часть камеры соединена через вентиль с системой заполнения ее водой. Кроме того, камера снабжена дополнительной подмембранной частью, идентичной первой, расположенной над рабочей частью камеры и отделенной от нее пористой мембраной.

На фиг. 1 изображен предлагаемый капилляриметр, разрез; на фиг.2 - схема соединения подмембранной и до- полнительной камер в капилляриметре,

Капилляриметр содержит рабочую камеру 1 с исследуемым образцом 2, сообщающуюся с атмосферой через капилляр 3 или щель 4 между корпусом и крышкой 5, предотвращающей испарение влаги из камеры, установленную на подставке 6. Мембрана 7 герметично соединена с подмембранной камерой 8, имеющей патрубок 9, . оборудованный вентилем 10, и соединительную трубку 11, подсоединенную к измерительной бюретке 12 выше вывода ее из подмембранной камеры. Измерительная бюретка, имеющая водосливной вентиль 13, соединена с манометром 14, ресивером 15 и фор- вакуумным насосом 16, отключаемым от вакуумной системы ка 1илляриметра при помощи вентиля 17.

Наклон подмембранной камеры и соединительной трубки к горизонтальной оси должен обеспечивать беспре-. пятственное продвижение пузырьков газа из подмембранной камеры в бюретку.

3540682

Тонкопористая мембрана 7 изготовлена из керамической пластинки, а трубка I1, имеющая достаточно большой внутренний диаметр для свободного выхода из подмембранной камеры пузырьков диффундирующего и выделяю- щегося из воды газа, изготовлена из прозрачного материала.

Для сокращения времени установления равновесия между потенциалом ВОДЬ в подмембранной системе и потенциалом влаги исследуемого образца Капилляриметр может быть выполнен в 15 модификации с дополнительной камерой 18j аналогичной подмембранной, с дополнительной мембраной 19 и дополнительной соединительной трубкой 20, соединенной с соединительной трубкой П основной подмембранной камеры 8. Дополнительная камера снабжена патрубком 21, оборудованным вентилем 22 с питающей камеру водой емкостью, Капилляриметр работает следуюш м 25 образом.

Открывают вентиль 10 и вода, поступающая из питающей емкости через патрубок 9, заполняет подмембранную камеру 8 и соединительную трубку 11. После полного замокания тонкопорис- . той мембраны 7 определяют давление барботирования, ограничивающе е передел допустимых измерений. При этом постепенно понижают давление в ва- 35 куумной системе капилляриметра и фиксируют разряжение, при котором начинается фильтрация барботирующего газа через .тонкопористую мембрану, ; что устанавливают визуально по появ- 40 лению движyшJixcя пуз ырьков в трубке 11 .

Затем давление газа в системе капилляриметра восстанавливают до значения, соответствующего первой 45 ступени разрежения, в рабочую камеру устанавливают водонасыщенный образец TaKj чтобы обеспечить наиболее плотный контакт с тонкопористой мембраной. РазрежеНиб, заданное в под- 50 мембранной системе кaшiлляpи ieтpa, поддерживают до полного прекращения стекания водь в измерительную бюретку. После стабилизации уровня воды в измерительной бюретке измеряют ко- 55 личество накопившейся в ней воды и переходят к следующей ступени разрежения. Процедуру последовательного ступенчатого понижения давления газа в подмембранной системе капилляри30

метра и определения объема воды, вытекающей из образца на каждой ступени разрежения, повторяют до значения давления, соответствующего давлению барботирования, определяемому свойствами используемой тонкопористой мембраны. Значения влагосодержания (приведенные к единичному объему образца) , соотЕ етствующие каждой ступени давления, определяют путем обратного пересчета.

Величину потенциала, задаваемую в системе капилляриметра, вычисляют по формуле

V РА.ан - PSZ-PQTK ,

величина потенциала влаги,

вьфаженная эквивалентной высотой водного столба; давление, измеряемое манометром;

атмосферное давление; гидростатическое давление в подмембранной камере на отметке геометрического центра тонкопористой мембраны.

где (j

waH

OIT«

gz

P

5

0

Формула изобретения

Капилляриметр, содержащий камеру, разделенную пористой мембраной на рабочую и подмембранную части, при этом рабочая часть камеры соединена через капилляр с атмосферой, а подмембранная часть камеры соединена трубкой с измерительной емкостью и вакуумной системой, снабженной датчиком давления, о т л и - чающий с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет предотвращения уноса пара в вакуумную систему и расширения диапазона измерений в область более высоких разрежений, камера расположена наклонно, трубка выведена из верхней точки подмембранной части камеры и подсоединена к измерительной емкости выше вывода ее из подмембранной камеры, причем подмембранная часть камеры соединена через вентиль 5 с дополнительно введенной в капилля- риметр системой заполнения ее водой.

5

0

2-/J

.

9u.2

Изобретение относится к технической физике, в частности к устройствам для определения влагопереноса горных пород. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет исключения уноса пара. Капилляриметр содержит камеру с пористой мембраной, подмембранная часть соединена с измерительной емкостью, снабженной датчиками давления. Камера расположена наклонно. Подмембранная камера соединена, с системой заполнения водой. 2 ил. со О1 4: 05 СХ)