Устройство для измерения капиллярного давления Советский патент 1989 года по МПК G01L7/00 G01L7/18 

ф1/е.2

следуемый материал. Пористое тело 6 закрыто герметичным колпачком 7. Тело 6 и капилляры 4 и 5 заполнены жидкостью 11. Открытый конец капилляра А соединяют с исследуемым материалом. Под действием сил отрицательного давления уровень жидкости устройства понижается, на что реагируют электроконтакты 8-10. Уровень жидкости в капилляре 5 изменится

при изменении температуры и диффузии солей жидкости 11 пористого тела 6. При подключении измерительных цепей в разные плечи мостовой схемы можно учесть погрешность, возникающую от изменения температуры и диффузии солей, содержащихся в жидкости исследуемого тела. Устройство обеспечивает одновременное измерение давления и температуры. 4 ил.

Изобретение относится к технике измерения отрицательного капиллярного давления в капиллярно-пористых телах, в частности в почвах, грунтах, торфах и строительных материалах. Цель изобретения - повышение точности измерения и эксплуатационной надежности устройства. В одной из двух плоских пластин 2 и 3 из электроизоляционного материала имеется два идентичных паза в виде капилляров 4 и 5. Капилляры выполнены в виде спиралей Архимеда. По их длине установлены электроконтакты 8-10. Контакты 10 представляют собой спиральные полосы и расположены в тупиковой части капилляров. Открытый конец капилляра 5 контактирует с пористым телом 6, представляющим собой исследуемый материал. Пористое тело 6 закрыто герметичным колпачком 7. Тело 6 и капилляры 4 и 5 заполнены жидкостью 11. Открытый конец капилляра 4 соединяют с исследуемым материалом. Под действием сил отрицательного давления уровень жидкости устройства понижается, на что реагируют электроконтакты 8-10. Уровень жидкости в капилляре 5 изменится при изменении температуры и диффузии солей жидкости 11 пористого тела 6. При подключении измерительных цепей в разные плечи мостовой схемы можно учесть погрешность, возникающую от изменения температуры и диффузии солей, содержащихся в жидкости исследуемого тела. Устройство обеспечивает одновременное измерение давления и температуры. 3 ил.

Изобретение относится к технике измерения отрицательного капиллярного давления в капиллярно-пористых телах, в частности в почвах, грунтах, торфах, строительных материалах.

Целью изобретения является повышение точности и эксплуатационной надежности измерения.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения капиллярного давления, общий вид сбоку; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - схема расположения электроконтактов и жидкости в каждом из микрокапилляров (капилляр изображен в виде прямой).

Устройство 1 содержит две плоские пластины 2 и 3, между которыми расположены два идентичных по размерам микрокапилляра 4 и 5, выполненных в виде плоских кдпиллярных щелей. Один из микрокапилляров 4 является измерительным, а другой микрокапилляр 5 - компенсационным. Открытый конец мик- рокапилляра 5 контактирует с пористы телом 6 герметичным колпачком 7. Пористое тело представляет собой некоторое количество исследуемого материала . Щели капилляров 4 и 5 выполне ны, например, методом травления в плоскости одной из пластин 3 и снабжены электрическими контактами 8-10. Электрические контакты 8 расположены в заполненной жидкостью части капил- ляра, контакты 9 - у открытого конца капилляра, а электроконтакты 10, выполненные в виде полоски из электропроводного материала, расположены в тупиковой части капилляров 4 и 5. Электроконтакты 8-10 нанесены методом ионного напыления на второй пластине 2, составляющей совместно с пластиной 3 в плоскости контакта тупикоп

5 Q

5

„ ,

вые капилляры 4 и 5, заполненные электропроводной жидкостью 11.

Устройство работает следующим образом.

Устройство 1 без герметичного колпачка 7 погружают в жидкость 1I (например, водный раствор NaCl), которая под действием капиллярных сил движется вдоль продольной оси микрокапилляров 4 и 5 до тех пор, пока не установится равновесие между капиллярными силами и противодавлением со стороны сжатого в тупиковой части микрокапилляров 4 и 5 воздуха. Подготовленное таким образом устройство для измерения капиллярного давления 1 подключают через клеммы к измерительному прибору и, определив сопротивление между отдельными контактами 9, рассчитывают удельное сопротивление .жидкости в микрокапиллярах 4 и 5. Затем определяют напряжение (ток, сопротивление) в цепи электроконтакт 9 - жидкость 11 - электроконтакт 10. Затем на открытый конец микрокапилляра 5 надевают колпачок 7 с некоторым количеством исследуемого материала 6 и внедряют устройство 1 в образец (массив) материала, предназначенный для проведения исследований. Под действием отрицательного капиллярного давления в микрокапиллярах 4 и 5 изменяется положение мениска заполняющей их жидкости 11. В микрокапилляре 5 закрытым колпачком 7с исследуемым материалом уровень жидкости 11 в дальнейшем под действием капиллярных сил не меняется, так как колпачок 7 надет герметично. Во втором микрокапилляре 4, открытый конец которого контактирует с исследуемым материалом (массивом), в процессе тепломассопереноса происходят изменения капиллярного давленил, что и вызьшает изменение уровня жидкости П в микрокапилляре 4. При этом происходит изменение параметров электрической цепи контакт 9 - жидкость 11 - контакт 10, которое регистрирзпот измерительной системой.

При этом данные о положении мениска жидкости 11 в микрокапилляре 5, закрытом герметичным колпачком 7, служат для исключения погрешности, возникающей из-за изменения теютера- туры и из-за диффузии солей, содержащихся в жидкости исследуемого капиллярно-пористого тела.

Таким образом, при подключении измерительных цепей в разные плечи мостовой схемы устройство позволяет учесть погрешность, возникающую из-за изменения температуры и диффузии солей, содержащихся в жидкости исследуемого тела, и может одновременно

производить измерение величин давления 25 лос, при этом пористое тело представи температуры.

li

г J ;

530950

Ф

6

ормула изобретения

Устройство для измерения капиллярного давления, содержащее пористое тело и два контактирующих ме-жду собой элемента из электроизоляционного материала, в одном из которых на контактирующей поверхности выполнены пазы в виде тупиковых капилляров и по

0 их длине установлены электроконтакты, при этом капилляры и пористое тело заполнены одинаковой жидкостью, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и эксплуатаци)5 онной надежности, в нем контактирующие элементы выполнены в виде пластин, а капилляры - в виде двух идентичных спиралей Архимеда, при этом открытый конец одного из капилляров контакти20 рует с пористым телом, помещенным в герметичный колпачок, а электроконтакты, установленные в тупиковой части капилляров, выполнены в виде расположенных вдоль них спиральных поляет собой исследуемый материал.

1

Фиг. 1

5-5

фие.Э

f dogndu .4v3uind3u n /ро)(/чд