Способ определения физико-химических характеристик пористых материалов Советский патент 1989 года по МПК G01N27/46 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к кон- дуктометрии, и может быть использовано для экспресс-анализа влагосо- держакия пористых материалов и концентрации ионов во влаге, например, почвы.

Целью изобретения является повышение точности при определении влагосодержания и концентрации ионов во влаге при исследовании пористых материалов.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ определения физико-химических характеристик пористых материалов.

Способ реализуется следующим образом.

На исследуемый материал устанавливают первую пару электродов из разнородных в электрохимическом отношении материалов. Электроды устанавливаются через прокладку из ленты обезвоженного электролита, которая обеспечивает надежный контакт электродов с пористой поверхностью исследуемого материала и возникновение на них разности электродных потенциалов, функционально связанных с влагосодержани ем. Устанавливают вторую пару электродов из однородных в электрохимичес ком отношении материалов без порис- той прокладки. Между первыми электродами первой и второй электродных пар включают нагрузочное сопротивление RH , вторые электроды этих электродных пар соединяют между собой. К электродам второй пары подсоединяют измеритель сопротивления и, изменяя межэлектродное расстояние, измеряют межэлектродное сопротивление. При достижении заранее заданного преде- ла, нормированного значением нагрузочного сопротивления К.Ц/К , где RM - нагрузочное сопротивление, К - выбранный предел (К 1) измеряют падение напряжения на нагрузочном со- противлении и на электродах второй пары. По результатам измеряемых параметров электрических цепей двух- электродной системы расчетным путем определяют влагосодержание (W) и концентрацию ионов во влаге (С).

W

к, uh к(1)

к ниниг

где W - влагосодержание,

С - концентрация ионов в влаге; 11ц и- измеренные падения напря- U3 жений на нагрузочном сопротивлении и на электродах второй пары;

К, и-коэффициенты, определяемые К - конструктивными параметрами электродных пар, а также электропроводностью ионов влаги;

Ъ - показатель степени, характеризующий интенсивность электродных процессов.

Устройство для реализации предла- гаемого способа содержит первую электродную пару 1, первый 2 и второй 3 электроды которой выполнены из разнородных в электрохимическом отношении металлов (например, медь и алюминий), вторую электродную пару 4 с электродами 5 и 6 из одного металла. Электродные пары смонтированы на общем основании 7, на котором установлены подающий 8 и приемный 9 ролики, на которые намотана пропитанная концентрированным раствором хлористого аммония и предварительно высушенная лента 10, Лента 10 осуществляет посто ,. Q 5 0 5

0

5

о

5 Q

янный контакт с объектом рабочей плоскости электродов первой электродной пары. Нагрузочное сопротивление 11 включено между электродами 2 и 6. Электроды 3 и 5 закорочены между собой. Коммутатор 12 имеет три входа, подсоединенные соответственно к электродам 2,6 и 5. Выход коммутатора 12 соединен с входом измерителя 13, который работает как в режиме измерения напряжения, так и в режиме измерения сопротивления.

Для заданного класса объектов межэлектродное расстояние второй электродной пары (1 Var) определяется экспериментально, после чего электроды 5 и 6 фиксируются. Измеряют падение напряжения на погрузочном сопротивлении и на электродах второй электродной пары 4, последовательно коммутируя сигналы, поступающие на входы коммутатора 12. По результатам измерений определяют влагосодержание и концентрацию ионов в влаге.

Формула изобретения

Способ определения физико-химических характеристик пористых материалов, заключающийся в том, что на исследуемый материал устанавливают пару электродов из разнородных в электрохимическом отношении материалов с прослойкой обезвоженного электролита, измеряют параметры электрической цепи между электродами и определяют характеристики материала по результатам измерений, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности определения влагосодержания и концентрации ионов во влаге, на исследуемый материал устанавливают вторую пару электродов из однородных в электрохимическом отношении материалов, между первыми электродами первой и второй электродных пар включают нагрузочное сопротивление, а вторые электроды этих электродных пар соединяют между собой, изменяют расстояние между электродами второй пары и одновременно измеряют сопротивление между ними, при достижении значения RH/K, где RH- нагрузочное сопротивление, К 1 - выбранный предел, измеряют падения напряжений на нагрузочном сопротивлении и на электродах второй пары, а влагосодержание W и концентрацию С ионов

во влаге рассчитывают по формулам W - K,uJ;

.. с .Si

KtRHU«U|-

где UH и U3 - измерение падения напряжений на нагрузочном сопротивлении и на электродах второй пары;

К, и К - коэффициенты, опреде- ляемые конструктивными параметрами электродных пар, а также электропроводностью ионов влаги| Ь - показатель степени,

характеризующий интенсивность электродных процессов.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к кондуктометрии, и может быть использовано для экспресс-контроля влагосодержания пористых материалов и концентрации ионов во влаге, например в почве. Цель изобретения - повышение точности при косвенном определении влагосодержания и концентрации ионов во влаге. Это достигается тем, что измерение производится двумя парами электродов: одной - из разнородных в электрохимическом отношении материалов, другой - из однородных в электрохимическом отношении. Первая электродная пара контактирует с объектом через слой обезвоженного электролита, а межэлектродное расстояние второй электродной пары устанавливается в зависимости от свойств исследуемого объекта (адаптированная процедура измерения). Влагосодержание и концентрация ионов во влаге определяются расчетным путем, как результат совместных измерений. 1 ил.

%г,

1 2 3