Ячейка для измерения давления в камерах высокого давления Советский патент 1976 года по МПК G01L11/00 

1

Изобретение относится к устройствам для измерения давления в камерах высокого давления и может использоваться как при синтезе сверхтвердых материалов, так и при различных исследованиях.

Известна ячейка дли измерения высокого давления, состоящая из корпуса, выполненного из электроизоляционного материала, например хлористого серебра, внутри которого помещены в виде цилиндриков реперные магериалы, скачкообразно изменяющие свой объем при определенных давлениях, а по наружной поверхности корпуса в специальной винтовой канавке намотана манганиновая проволока.

Принцип действия известной ячейки следующий.

При нагружении камеры высокого давления сопротивление манганинового датчика возрастает с повышением давления до тех нор, пона не будет достигнуто давление перехода одного из эталонных вкладышей. В этой точке объем вкладыша внутри корпуса изменяется скачком и сама манганиновая катушка реагирует на внезапное локальное изменение давления понижением сопротивления. Зависимость сопротивления от истинной величины давления имеет вид отрезков, разделенных спадами сопротивления, с почти линейным ростом сопротивления. Такую зависимость

можно экстраполировать до необходимого рабочего давления.

Однако точность измерения давления с помощью известной ячейки невелика, так как при изменении объема одного из реперных материалов скачок электросопротивления манганнна происходит с запаздыванием, ввиду вязкости передающих давление твердых веществ.

Для того, чтобы объемные скачки ренерных материалов надежно фиксировались манганиновым датчиком, их геометрические размеры должны быть достаточно велики, поэтому применение такой ячейки приводит к yмeньпJeнию полезного объема реакционного сосуда камеры, а при последующем нагреве для проведения, например, процесса синтеза, ренерпые материалы и хлористое серебро вступает во взаимодействие с реакционным составом.

Целью изобретения является повышение точности измерения давления, уменьшение габаритов и возможность цагрева камеры после создания давления. Эта цель достигается тем, что в ячейке манганиновый датчик давления выполнен в виде плоской спирали, один конец которой соединен через отверстие в корпусе с деталями камеры высокого давления, а другой - с изолированным электровы водом из камеры высокого давления, при

этом элемент из реперных материалов расположен в одной плоскости с манганиновым датчиком и через отверстия в корпусе контактирует с деталями камеры высокого давления.

На фиг. 1 показана ячейка высокого давления; на фиг. 2 - схема ее расположения в камере высокого давления.

На чертежах даны следующие обозначения 1 - манганиновый датчик, 2 и 3 - реперные материалы, 4 - корпус, 5 - электровывод, 6 - реакционный состав, 7 - контейнер, 8 - графитовые диски.

При нагружении камеры высокого давления происходит равномерное изменение сонротивления манганинового датчика 1, которое регистрируется омметром, включенным между точками а и б. Измерительный ток в этом случае проходит через электровывод 5, манганиновый датчик 1, графитовый диск 8.

Одновременно производится измерение электросопротивления реперных материалов 2 и 3 .прибором, включенным между точками а и в, в цепь, состоящую из графитового диска 8, реперных материалов 2 и 3 электропроводного реакционного состава 6.

При достижении давлений фазовых переходов реперных материалов 2 и 3 происходит скачок их электросопротивления, что фиксируется соответствующим прибором. Одновременно делается отметка на диаграмме заниси сопротивления манганинового датчика 1.

Для экстраполирования полученной зависимости давления в камере достаточно определить сопротивление манганинового датчика 1 при двух фазовых переходах реперных материалов 2 и 3.

Преимущество такой ячейки заключается повышенной точности измерения давления, так как фиксация начала фазовых переходов и отметка этого момента на диаграмме записи сопротивления манганинового датчика 1 происходит одновременно и не зависит от свойств передающей давление среды.

В используемых камерах высокого давления типа «чечевица минимальный градиент

давления отмечается в плоскостях, перпендикулярных оси реакционного сосуда. Поэтому плоскостная конструкция ячейки исключает влияние градиентов давления на сопротивление манганинового датчика 1.

Поскольку в ячейке фазовые переходы репериых материалов 2 и 3 фиксируются методом измерения их электросопротивления, а не скачков объемов, то эти материалы берутся в виде кусочков тонкой проволочки или пленки, что значительно уменьшает объем и габариты ячейки.

Такая конструкция ячейки позволяет нагревать реакционный сосуд после создания давления.

Нагрев реакционного состава 6 производят, увеличивая напряжение, приложенное к элементу из реперных материалов 2 и 3. При этом ток через реперные материалы 2 и 3 увеличивается, что нриводит к их разогреву и обугливанию корпуса 4 ячейки, который становится электропроводным и обеспечивает прохождение тока нагрева через все сечение реакционного состава 6.

Формула .изобретения

Ячейка для измерения давления в камерах высокого давления, содержащая элемент из реперпых материалов и проволочный манганиновый датчик давления, расположенные в непосредственной близости друг от друга в корпусе из электроизоляционного материала, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения давления, уменьшения габаритов и возможности нагрева камеры носле создания давления, в ней манганиновый датчик давления выполяен в виде плоской спирали, один конец которой соединен через отверстие в корпусе с деталями камеры высокого давления, а другой -с изолированным электровыводом из камеры высокого давления, при этом элемент из реперных материалов расположен в одной плоскости с манганиновым датчиком и через отверстия в корпусе контактирует с деталями камеры высокого давления.

Фиг 1

S §

238

Фи,г1