Устройство для определения состава влаги в мерзлых грунтах Советский патент 1992 года по МПК G01N25/20 

Изобретение относится к лабораторным измерительным устройствам для определения фазового состава влаги в мерзлых грунтах и может быть использовано в инженерных изысканиях

Наиболее близким к предлагаемому является прибор для определения состава влаги в мерзлых грунтах, содержащий рабочий стакан с жидкостью, мешалку и нагреватель, бюкс для образца грунта, размещенный в рабочем стакане, и приспособление для измерения температуры.

Недостатком этого прибора является низкая точность определения, обусловленная во-пероых, ьесбходимость О учета теплообмена между стаканом и оболочкой, что вынуждает проводить две серии отсчета температур до и после опыта и результаты оформлять графически; во-вторых, трудоемкостью снятия отсчетов температуры с термометров Бекмяна, сложностью перерасчета его показаний в градусы Цельсия, а также большой инерционностью термометров Бекмана. содержащих около 50 г ртути; в-третьих, необходимостью точного определения удельной теплоемкости капоримет- рической жидкости и ее массы в стакане, в-четвертых, необходимостью получения константы калориметра, включающей не только теплоемкость бюкса с мешалкой, но и часть теплоемкости калориметрического стакана; в-пятых, неопределенностью в учете испарения калориметрической жидкости.

Целью изобрзтония является позыше- ние точности и производительности определения.

На чертеже изображено устройство, общий вид.

VJ

Ј

о

N5 VI

О

Устройство содержит рабочий стакан 1 с жидкостью, мешалку 2, нагреватель 3. бюкс 4 для образца грунта, блок 5 управления и регистрации, второй стакан б с жидкостью, мешалку 7 и термометр 8. Приспособление для измерения разности температур выполнено в виде дифференциальной термопары 9, рабочий спай 10 которой размещен в рабочем стакане 1, а спай сравнения 11 - во втором стакане 6. Нагреватель 3 и дифференциальная термопара 9 соединены электрической связью с блоком 5 управления и регистрации. Идентичные стаканы 1 и б выполнены в виде сосудов Дьюара и снабжены крышками 12.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно выравнивают температуру, жидкости в рабочем стакане 1 и втором стакане 6. Затем образец мерзлого грунта, промороженный в криостате. помещают в рабочий стакан 1. При этом происходит некоторое, понижение температуры жидкости в стакане 1. Сигнал разности температуры с дифференциальной термопары воздействует на блок 5 управления и регистрации и вызывает включение секундомера и нагревателя 2, который вызывает повышение температуры жидкости в стакане 1 до температуры жидкости во втором стакане 6. При равенстве этих температур (в рабочем стакане 1 и втором стакане 6) нагреватель и секундомер выключаются.

В процессе измерения за период нагревания образца от начальной температуры

до температуры жидкости в рабочем стакане 1 блок 5 управления и регистрации опре- деляет суммарное время работы нагревателя заданной мощности По окончании измерения определяют конечную температуру образца с помощью дифференциальной термопары 9 при ее нулевом показании. Количество льда и незэморзшей воды вычислят по калориметрической формуле, исходя из тепловой энергии, выделенной нагревателем.

Формула изобретения

1,Устройство для определения состава влаги в мерзлых грунтах, содержащее рабочий стакан с жидкостью, мешалку и нагреватель, бюкс для образца грунта, размещенный в рабочем стакане, и приспособление для измерения разности температур, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности определения, оно дополнительно содержит блок управления и регистрации, второй стакан с жидкостью, идентичный

рабочему стакану, причем приспособление для измерения разности температур выполнено в виде дифференциальной термопары, рабочий спай которой размещен в рабочем стакане, а спай сравнения - во втором стзкане, нагреватель и дифференциальная термопара соединены электрической связью с блоком управления и регистрации.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что идентичные один другому

стаканы выполнены в виде сосудов Дьюара.

9

Изобретение относится к количественному термическому анализу, в частности к лабораторным измерительным приборам для определения фазового состава химически несвязанной воды в мерзлых грунтах, и может быть использовано в инженерных изысканиях. Цель изобретения - повышение точности измерения и сокращение трудозатрат путем автоматизации процесса измерения. Устройство содержит рабочий стакан и сосуд сравнения, выполненные в виде идентичных сосудов Дьюа- ра. Прибор снабжен компаратором температуры, выполненным в виде дифференциальной термопары, подключенной к блоку управления и регистрации, содержащему секундомер и соединенному с нагревателем заданной мощности, размещенным в рабочем стакане. 1 з.п. ф- лы, 1 ил. 1Л