Способ определения капиллярного давления в капиллярно-пористых материалах Советский патент 1992 года по МПК G01L7/00 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения давления в капиллярно-пористых материалах.

Целью изобретения является повышение точности измерения отрицательного капиллярного давления, измеряемого на поверхности исследуемого материала.

На фиг. 1 показано устройство для определения капиллярного давления в торфах; на фиг. 2 - схема гидропресса, используемая в устройстве для определения капиллярного давления; на фиг. 3 - графики функциональной связи между капиллярным давлением и отношением интенсивностей отраженного излучения без фильтра и с фильтром.

Устройство содержит оптический фильтр 1 (красное стекло), отсекающий видимое излучение от инфракрасного, два стандартных детектора инфракрасного излучения 2, смонтированных на устройстве 3, связанном стенками 4 с гидропрессом 5. На вращающемся обтюраторе 6, составляющем единый измерительный блок с источником излучения, установлены жидкий (водяной) фильтр 7 и прозрачный для инфракрасного излучения фильтр 8. Гидропресс 5 состоит из основания 9, на поверхности которого выполнены радиальные канавки 10 и концентрические канавки 11. Над этими канавками расположена керамическая пористая мембрана 12, связанная с исследуемым материалом 13. С помощью соеди4

00

нительной трубки 14 гидропресс соединен с ртутным U-образным манометром 15 и через вакуумный кран 16 с форвакуумным насосом.

Устройство работает следующим обра-

зом.

Перед началом работы закладывают исследуемый образец торфа 13 на керамическую пористую мембрану 12 гидропресса 5. В радиальных канавках 10 и концентриче- ских канавках 11, а также в соединительной трубке 14 находится жидкость (вода), которая при работе вытягивается в U-образный манометр 15. После закладки образца 13 с помощью гидропресса 5 форвакуумного на- coca и манометра 15 устанавливают первую, самую маленькую по абсолютному значению величину давления, После достижения равновесия давлений в образце 13 и манометре 15 и соединительной трубке 14 (в этом случае высота жидкости Ah в трубке 14 сохраняется постоянной) снимают сигнал с датчиков 2, полученный в результате облучения материала 13 последовательно инфракрасным излучением, прошедшим че- рез жидкий фильтр 7 и без фильтра 8.

В результате опытов получают с датчиков 2 значения Ut ис/11ф. Далее получают эти значения и для других, уже больших по величине, давлений одного образца торфа. Затем строят графики в полулогарифмическом масштабе: капиллярное давление - сигнал с прибора (Pi f(Ui), фиг. 3. Каждая кривая получена для одного образца. По

этим графикам определяют значения углового коэффициента Кр и величину начального давления Р0 при Ui 0. Получив эти данные, рассчитывают отрицательное капиллярное давление в торфе по формуле (1):

Pi - Ро ехр (-Кр Ui). С помощью экстраполяции графиков IgPp f(Ui) на ось-ординат или формулы (1) для конкретных значений Ui и PI определяют исходное давление РО из формулы Р0 Pi ехр . (-Кр Ui).

Формула изобретения

Способ определения капиллярного давления в капиллярно-пористых материалах, включающий изготовление образца из исследуемого капиллярно-пористого материала, насыщение его водой до достижения термодинамического равновесия, отл и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, образец капиллярно-пористого материала облучают инфракрасным излучением через водяной жидкий фильтр, регистрируют интенсивность отраженного излучения, затем облучают его инфракрасным излучением той же интенсивности без жидкого фильтра и регистрируют интенсивность отраженного излучения, а капиллярное давление Pi определяют по соотношению

Pi Ро ехр (-Кр Uc/U-ф), где Uc и иф - интенсивности отраженного излучения без фильтра и с фильтром;

Рои Кр- величины,определяемые путем предварительной градуировки.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерения давления в капиллярно-пористых материалах. Цель изобретения - повышение точности измерения. Цель достигается за счет того, что исследуемый материал последовательно облучают инфракрасным излучением через жидкий фильтр и без него. При этом сохраняют постоянное расстояние между источником излучения и материалом. Интенсивность суммарного отраженого игф- ракрасного излучения (с фильтром и без фильтра) фиксируют стандартными детекторами и с помощью стандартных преобразователей, получают относительную величину сигнала Ui ис/1)ф. Отрицательное капиллярное давление рассчитывают по формуле PI Ро ехр(-Кр Ui), где Р0 - исходная величина давления в материале, определяется экспериментально, Us - относительная величина сигнала; Кр - коэффициент, характеризующий особенности взаимодействия ИК-излучения с влажными капиллярно-пористыми материалами, определяется экспериментально. 3 ил.

Кфор&акуунному № насосу

ЯК-из лучение

Ш

5

Pi}KRQ

1774193

А

,ю /п/п

Фиг. 2

180 ЮО i/i,am#.