Способ определения координаты фазового перехода жидкость-твердое вещество и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G01N25/02 

1

Изобретение относится к измерительной технике.

Цель изобретения - повышение точ- ности определения координаты фазового перехода жидкость - твердое вещество .

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство для определения координаты фазового перехода жидкость - твердое вещество состоит из эластичного сосуда 1, установленного внутри

емкости 2 для исследуемого вещества и соединенного трубкой 3 через клапанный узел 4 с измерителем 5 количества индикаторной жидкости или газа.

На стенке эластичного сосуда 1 установлены тензометрические датчики 6, связанные электрической связью 7 с системой 8 замера деформации. На трубке 3 емкостью и клапанным узлом 4 установлены теплообменник 9 и дренажио-предохранительный клапан

10.

Теплообменник 9 выполнен, например, в виде витой трубки и размещен внутри емкости 2. Настройка клапана 10 выбирается из условия

6

РП где Р

п

Н.о

давление начала открытия клапана;

i, - предел прочности исследуемого вещества в твердом состоянии;

п - коэффициент запаса прочности.

На трубке 3 установлен манометр 1 и датчик 12 давления.

Устройства работает следующим образом.

Перед измерением повьщ1ают давления в емкости 2 для сжатия эластичного сосуда 1, после чего емкость 2 выдерживают в условиях, определяемых задачами испытаний.

После этого записывают исходный электрический сигнал с тензометричес ких датчиков 6 и подают индикаторную жидкость- или газ Из измерителя 5 че- рез клапанный узел 4 в эластичный сосуд 1. Последний принимает форму, которая определяется координатой фазового перехода жидкость - твердое вещество, например, если исследуемое вещество вода - координату, определяющую размер льда стенки емкости 2

В процессе подачи индикаторной жидкости или газа в сосуд и после его заполнения записывают электриче кий сигнал с датчиков 6. Давление пдачи индикаторной жидкости или газа определяют из условия

Р . п

Датчик 12 давления связан электрической связью с клапанным узлом 4, который закрывает подачу индикатор0

30

35

40

ной жидкости или газа при превьшении давления вьш1е допустимого, определяемого прочностью твердой фазы, например льда, в случае, если исследуется процесс замерзания воды. Если по каким-либо причинам давление индикаторной жидкости или газа продолжает расти, испытание не забракуется, так как давление в трубке 3 установится предохранительным клапаном 10, настройка которого выбирается из тех же условий. Например, для воды это давление не должно превьшать 5-10 кг/см , так 5 как предел прочности льда 10-20 кг/см

(О, 1-0,2 кг/ммЪВ качестве индикаторной жидкости или газа в данном примере выбран уг- лекисльй газ, который не ожижается и 0 не замерзает в пределах температур, реально существующих при испытаниях (от -4 до +40°С).

При подаче индикаторной жидкости или газа в сосуд .1 производят их тер- 25 мостатирование на уровне температуры замерзания исследуемого вещества (для воды 0°С). Зто достигается при прохояздении индикаторной жидкости или газа (СО) через теплообменник 9, который находится, например, внутри емкости 2- и омывается исследуемым веществом при температуре, близкой к температуре его фазового перехода.

После этого давление в емкости 2 повьшают Индикаторная жидкость или газ стравливается из сосуда 1 через теплообменник 9 в измеритель 5.

По электрическому сигналу, записанному в тензометрических датчиках 6, определяют координаты фазового перехода. Сигнал с датчика 6 пропорционален деформации стенки сосуда 1 и при наличии предварительной тарировки позволяет продублировать и уточ- 45 нить основной замер индикаторной жидкости или газа в измерителе 5.

Формула изобретения

1. Способ определения координаты фазового перехода жидкость - твердое вещество, заключающийся в измерении количества индикаторной жидкости или газа, поступивщих в предварительно сжатый эластичный сосуд, помещенный в исследуемое вещество, о т л и - чающийся тем, что, с целью повьщ1ения точности определения, перед подачей индикаторной жидкости или газа в эластичный сосуд и в процессе подачи производят замер деформации стенок сосуда, индикаторную жидкость или газ, имеющие температуру фазово- го перехода более низкую, чем у исследуемого вещества, термостатируют на уровне температуры затвердевания исследуемого вещества, а давление подачи индикаторной жидкости или Рр поддерживают в пределах, определяемых из условия

р„..

п

где 6 - предел прочности исследуемо- го вещества в твердом состоянии;п - коэффициент запаса прочности

ю

5 .

60683 . 6

2. Устройство для определения координаты фазового перехода жидкость - твердое вещество, состоящее из эластичного сосуда, установленного в емкости дпя исследуемого вещества и соединенного трубкой через клапанный узел с измерителем количества индикаторной жидкости или газа, отличающееся тем, что на стенке эластичного сосуда установлены тензо- метрические датчики, связанные электрической связью с системой замера деформации на трубке, между емкостью и клапанным узлом установлены теплообменник и дренажно-предохранительный клапан, причем теплообменник размещен в емкости.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к определению координаты фазового перехода жидкость - твердое вещество. Цель изобретения - повышение точности определения. Устройство содержит эластичный сосуд, установленный внутри емкости для исследуемого вещества и соединенный трубкой через клапанный узел с измерителем количества индикаторной жидкости или газа. На стенке эластичного сосуда установлены тензо- метрические датчики, связанные электрической связью с системой замера деформации. На трубке между емкостью и клапанным узлом установлены теплообменник и дренажно-предохранительный клапан. Теплообменник размещен внутри емкости для исследуемого вещества. Перед измерением повьшают давление в емкости для сжатия эластичного сосуда. Записывают исходный электрический сигнал с тензометрических датчиков и подают индикаторную жидкость или газ в эластичный сосуд. В процессе подачи индикаторной жидкости или газа в сосуд и после его заполнения записывают электрический сигнал с тензотермических датчиков. Давление подачи индикаторной жидкости или газа Рр определяют из условия Р i /п, где 6- предел прочности исследуемого вещества в твердом состоянии; п - коэффициент запаса прочности. Индикаторную жидкость или газ, имеющие температуру фазового перехода более низкую, чем у исследуемого вещества, термостатируют на уровне температуры затвердевания исследуемого вещества. После этого давление в емкости для исследуемой жидкости повышают. Индикаторную жидкость или газ стравливают в измеритель. По электрическому сигналу с тенэометрических датчиков определяют координату фазового перехода. 2 с.п. ф-лы, I ил. S (Л о о сг 00 со