Устройство для определения газопроницаемости Советский патент 1988 года по МПК G01N15/00 

Изобретение относится к лабораторной аппаратуре для исследования свойств пористых материалов, а конкретно к устройствам для определения газопроницаемости горных пород, цементного камня, керамики и т.д.

Цель изобретения - расширение диапазона определения газопроницаемости и тепичение быстродействия устройства,

На чертеже изображена пневмозлек- трическая структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство имеет узел 1 зажима и герметизации образца, источник 2 давления, подключенный к узлу 1 через электропневмопреобразователь 3 (жирными линиями на чертеже выделены пневматические связи между элемента- ми, а TOHKJTMH - электрические связи) Выходная магистраль узла I соединена с мерной емкостью 4, выход которой через цепочку логических элементов соединен с входом регистратора (элек тронного счетчика времени) 5 с цифровым табло 6„

К выходной магистрали узла 1 параллельно .мерной емкости 4 подключена дополнительная мерная емкость 7, идентичная мерной емкости 4, последовательно через дополнительный электропнеямопреобразователь 8 и буферную емкость 9. Возможно подключение еще одной дополнительной мерной емкости 10 через электропневмопреобразователь 11 и буферную емкость 12. В общем случае количество дополнительных мерных емкостей и значения объемов буферных емкостей определяются величиной диапазона определения газопроницаемости, а отношения объемов буфернь.х емкостей друг к другу и к объему мерной емкости зависят от необходимого перекрытия поддиапазонов.

Узеп автоматического выбора поддиапазона вьшолнен в виде логической схемы. В этой схеме входы дополнителных электропневмопреобразователей 8 и II подключены к выходам элементов И 13 и 14, Кроме того, выход элемента И 13 подключен к входу нормально замкнутого контакта 15 и первому входу элемента И.ПИ 16, выход элемента

И 14 - к второму входу элемента ИЛИ 16, выход которого подключен к входу нормально замкнутого контакта 17. Выход мерной емкости 4 подключен к

первому входу элемента И 13, через контакт 15 - к первому входу элемента И 14 и через контакт 17 - к второму входу элемента ИЛИ 18. Выходы дополнительных электропневмопреобразователей 7 и 10 подключены к третьему и четвертому входам элемента ИЛИ 18, выход которого подключен через элемент НЕ 19 к второму входу элемента И 20, первый вход которого является пусковым входом устройства, а выход подключен к входу регистратора 5 и входу электропневмопреобра- зователя 3. Выход регистратора 5 подключен к входам формирователей 21-23 временного интервала, причем выходы формирователей 21 и 22 подключены к вторым входам элементов И 13 и 14 соответственно, а выход формирователя 23 - к первому входу элемента ИЛИ 18.

Работа устройства происходит следующим образом.

Исследуемый образец размещают в узле I зажима и герметизации, включают источник 2 давления и питающее напряжение. При этом на выходе элемента НЕ 19 появляется сигнал 1. Электропневмопреобразователи 3, 8 и 11 вьнслючены (закрыты). Осуществляют пуск устройства с первого (пускового) входа элемента И 20. Происходит запуск регистратора 5 и индикации времени на табло 6, а также срабатывает электропневмопреобразователь 3„ Начинается фильтрация воздуха из источника 2 давления через исследуемый образец в узле 1 в мерную емкость 4. Одновременно происходит формирование временного интервала в виде сигнала 1 формирователем 21. Длительность интервала составляет единицы секунд, после чего формирователь 22 формирует интервал длительностью десятки секунд, а формирователь 23 - единичный импульс спустя сотни секунд после запуска. Конкретные значения длительности временных интервалов зависят от объемов мерных и буферных емкостей, а время формирования единичного импульса определяется максимальным технически и экономически целесообразным временем проведения исследования.

В том случае, когда исследуется ниэкопроницаемый образец, заполнение

мерной емкости 4 длится сотни секунд, IIIII

после чего сигнал

на ее выходе

(пройдя через контакт I7 и элемент ИЛИ 18) инвертируется элементом НЕ 19, в результате чего на выходе элемента И 20 появляется сигнал О, осуществляющий останов регистратора 5. При этом на табло 6 инициируется значение интервала времени, за который произошло заполнение мерной емкости 4 известного объема. По известным значениям объема и времени, а также давления воздуха и размеров образца вьшолняют расчет газопроницаемости по известному алгоритму.

I

В случае исследования образца со

Средним значением газопроницаемости заполнение мерной емкости 4 происходит существенно быстрее и сигнал на ее выходе появляется в момент, когда имеется сигнал на выходе формирователя 22. В результате поступления этих сигналов на входы элемента И 14 происходит срабатывание электропневмопреобразователя 8, т.е. подключение 25 образца и необходимости прекращения

к выходной магистрали узла 1 дополни- исследования.

тельной мерной емкости 7 и буферной Введение дополнительных мерных

емкости и размыкание ключа 17 через элемент ИЛИ 16. Начинается заполнение емкостей 9 и 7, по окончании которого сигнал на выходе дополнительной мерной емкости 7 посредством элементов 18-20 производит останов регистратора. При этом ключ 17 находится

емкостей с буфернь1ми емкостями различного объема обеспечивает расшире- 30 ние диапазона определения газопроницаемости как в сторону меньших, так и в сторону больших значений. Наличи узла автоматического выбора поддиапа зона (переключения мерных емкостей)

в разомкнутом состоянии, чтобы исклю- 25 позволяет осуществить полный цикл

Лналогично протекает рлботл схемы при определении высоких значений газопроницаемости. В этом случае к вы- f ходной магистрали узла 1 подключаются мерная емкость 0 и буфсрна емкость 12, есгч сигнал на выходе мерной емкости 4 появляется п момент наличия сигнала на выходе формирователя 22.

10 Выход мерной емкости 4 отключается от входов элементов И 14 и ИЛИ 18, чтобы предотвратить несвоевременный останов регистратора.

Если образец обладает очень низ15 кой газопроницаемостью или непроницаем и заполнение мерной емкости 4 недопустимо и затягивается, регистратор останавливается единичным импульсом на выходе формирователя 23. При

0 этом на цифровом табло 6 инициируется предельное значение времени, на которое настроен формирователь 23, свидетельствуя о невозможности определения газопроницаемости данного

емкостей с буфернь1ми емкостями различного объема обеспечивает расшире- 30 ние диапазона определения газопроницаемости как в сторону меньших, так и в сторону больших значений. Наличие узла автоматического выбора поддиапазона (переключения мерных емкостей)

чить останов регистратора сигналом, уже имеющимся на выходе мерной емкости 4. В расчете газопроницаемости участвует суммарньш объем емкостей 4,7 и 9.

исследов шия образца без вмешательства оператора и без повторных измерений, необходимость в которых возникает в случае неверного выбора под- 40 диапазона.