Устройство для определения газопроницаемости материалов Советский патент 1992 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения газопроницаемости пористых материалов, в частности древесины и древесных материалов.

Известно устройство для определения газопроницаемости материалов, содержащее измерительную емкость для образца, емкость для газа, пусковой блок и измеритель времени.

Недостатком известного устройства является невысокая точность определения газопроницаемости вследствие значительной аппаратурной погрешности узла измерения расхода, газа.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому является устройство для определения коэффициента проницаемости газов, содержащее баллон со сжатым газом, редукционный вентиль, фильтр для очистки газа, осушитель, держатель, моно- стат, манометры, расходомеры, термостаты, клапаны.

Недостатком известного устройства является невысокая точность определения газопроницаемости материалов, так как расходомеры, используемые для определения расхода имеют значительную погрешность измерения даже при стационарном потоке газа через образец. При нестационарных потоках газа эта погрешность еще более увеличивается.

Целью изобретения является повышение точности определения газопроницаемости материалов.

На чертеже изображено устройство.

Устройство содержит последовательно соединенные между собой баллон 1 со сжатым газом, редукционный вентиль 2 для пуска и регулирования потока газа, фильтр 3 для очистки газа, осушитель 4, герметичную емкость 5 известного номинального объема, регулируемый дроссель 6, моностат 7 (или редукционный клапан) для поддержания постоянства давления газа на его выходе, держатель 8 для закрепления в нем образца 9 испытуемого материала, встроенные в стенки емкости 5 с помощью любых известных узлов герметизации порогами срабатывания (например, типа СД) таймер 13, подключенный к выходам сигнализаторов 11 и 12 и дифманометр 14, подсоединенный своими выходами к держателю 8 до и после образца 9.

Устройство работает следующим образом.

Регулируемый дроссель 6 полностью закрыт. Открывается вентиль 2 и газ через

фильтр 3 и осушитель 4 закачивается в емкость 5 до давления, несколько большего верхнего порога срабатывания сигнализаторов 11 и 12 давления. Затем вентиль 2

закрывается и, постепенно увеличивая расход газа через дроссель 6, добиваются постоянства перепада давления газа АР на шкале дифманометра 14. Когда давление газа в емкости 5 достигнет порога

срабатывания сигнализатора 12 включается таймер 13. При дальнейшем падении давления газа в емкости 5 при достижении порога срабатывания сигнализатора 11 таймер 13 отключается. Массовый расход газа М через образец 9 определяется по уравнению Менделеева-Клапейрона

М

V

v / ТГ (

PiР2

Ti Т2

0)

где М - массовый расход газа через образец

V - номинальный.объем емкости 5; R - универсальная газовая постоянная;

PI - порог срабатывания сигнализатора 12;

Т-| - температура газа в емкости 5 в момент срабатывания сигнализатора 12;

Р2 порог срабатывания сигнализатора 11;

Т 2 - температура газа в емкости 5 в момент срабатывания сигнализатора 11.

Газопроницаемость материала определяется по формуле

40Q ju П

S -ДР-

(2)

где К - коэффициент газопроницаемости материала;

45 Q - объемный расход газа через образец 9, равный

50

Q

М

р-

где М - массовый расход газа через образец 9, определенный по уравнению (1),

р- плотность газа;

t - интервал времени, в течение которо- го произошел перепад давления АР, определенный по таймеру 13;

fi - коэффициент динамической вязкости газа;

h - толщина образца;

S - активная поверхность сечения образца 9;

АР- перепад давления газа на образце 9, определенный по дифманометру 14.

Применение предложенного устройства позволяет повысить точность определения газопроницаемости материалов в 20 - 30 раз благодаря более точному определению расхода газа через образец 9 материала, не связанному с использованием расходомеров, обладающих значительной погрешностью измерения 2 - 3 %.

Ф о р м ула изобретения . 1. Устройство для определения газопроницаемости материалов, содержащее последовательно соединенные баллон со

0

5

сжатым газом, редукционный вентиль, фильтр для очистки газа, осушитель, моно- стат, держатель для образца материала, подсоединенный к держателю дифмано- метр, и термометр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения газопроницаемости, оно снабжено герметичной емкостью номинального объема с регулируемым дросселем на выходе, установленной между осушителем и моностатом и снабжено двумя сигнализаторами давления с различными порогами срабатывания и таймером, соединенным с выходами сигнализаторов.

2. Устройство по п.1, отличающее- с я тем, что термометр размещен в стенке емкости.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано.для определения газопроницаемости пористых материалов, в частности древесины. Цель изобретения - повышение точности определения газопроницаемости. Для этого устройство, содержащее баллон со сжатым газом, редукционный вентиль, фильтр для очистки газа, осушитель, моностат, держатель для образца материала, подсоединен- ный к держателю дифманометр и термометр, снабжено герметичной емкостью 5 известного номинального объема с регулируемым дросселем 6 на выходе, установленной между осушителем 4 и моноста- том 7. Двумя сигнализаторами 11, 12 давления газа в указанной емкости 5 с различными порогами срабатывания и таймером 13, подключенным к выходам сигнализаторов 11; 12. При этом термометр 10 встроен в стенку емкости 5 для измерения температуры газа внутри -нее. 1 з.п.ф- лы, 1 ил. сл с 00 о 4 ON