Устройство для измерения объемных деформаций тел Советский патент 1977 года по МПК G01N3/12 G01B7/16 

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к определению объемных деформаций тел и может быть использовано для исследования ползучести твердых пористых материалов при гидростатическом сжатии.

Известна установка для исследования объемной сжимаемости материалов, содержащая корпус, рабочую полость в нем, служащую для помещения образца, и механизм автоматической загрузки образцов. Установка снабжена нагружающим узлом в виде цил1Н1Дра, связанного с полостью, и порщня, создающего давление в полости при его перемещении, а также измерителем давления в полости и измерителем объемных деформаций, связанным с порщнем |1.

Известная установка не позволяет испытывать материалы на ползучесть, так как давление в полости создается изменением положения порщня, и поэтому оно не будет сохраняться постоянным при наличии объемной ползучести материала.

Наиболее близким техническим рещением к предлагаемому изобретению является устройство для измерения объемных деформаций тел, содержащее корпус, эластичный элемент, разделяющий корпус на две заполняемые жидкостью полости, одна из которых соединена трубопроводом с источником нзбыточного давления газа, другая предназначена для помещения образца, и измеритель деформаций эластичного элемента. Последний выполнен в виде вертикальной измерительной трубки, являющейся частью трубопровода, идущего к источнику давления газа, снабженной щкалой для отсчета деформаций по границе раздела газа п л пдкости 2.

В известном устройстве при повышении давления газа, необходимого для создания нагрузки на образец, начинает происходить растворение газа в соприкасающейся с ним в измерительной трубке лiидкocти. Особенно сильно процесс растворения идет при низких температурах и высоких давлениях, в результате этого объем жидкости, заполняющей полость, увеличивается на величину растворенного объема газа, что ведет к ошибкам определения объемных деформаций испытуемого материала.

Целью изобретения является повышение точности измерений при низких температурах путем исключения растворения газа в л идкости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнительным эластичным элел1ентом, отделяющим вход трубопровода от полости.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общпй вид.

Корпус 1 разделен эластичным элементом, например спльфоном 2, на полости 3 и 4, заполняемые жидкостью через заправочные трубопроводы 5 и 6 с вентилями 7 и 8. Полость 3 соединена с источником избыточного давления газа (на чертеже не показан) трубопроводом 9 через дополнительный эластичный элемент, например сильфон 10, и регулятор 11 давления. В полости 3 размещена пластина 12, которая вместе с торцом спльфона 2 образует электрический конденсатор- емкостной измеритель деформаций эластичного элемента.

Измеряют объемную деформацию следующим образом.

Образец 13 исследуемого вещества, например пенопласта, помещают в полость 4. Полости 3 и 4 заполняют рабочей жидкостью. Регулятором давления задают давление газа, которое через сильфон 10, сильфон 2 и рабочую жидкость передается на образец 13. Под действием давления объем образца уменьщается, что приводит к сжатию сильфЬна 2 и изменению расстояния между его торцом и пластиной 12. Изменение расстояния ведет к изменению электрической емкости пластины, которое регистрируется электронным прибором (на чертеже не показан).

Для определения , значений объемной деформации по зарегистрированным значениям емкости устройство калибруют следующим образом.

Полость 4, свободную от образца, заполняют через трубопровод 6 и вентиль 8 рабочей жидкостью.

Затем изменяют объем рабочей жидкости с помощью тех же трубопровода 6 и вентиля 8

на точно известные значения и регистрируют при этом изменение емкости пластины по электронному прибору. В результате получают калибровочную зависимость, позволяющую по зарегистрированным в процессе испытаний образцов значениям емкости судить об их объемных деформациях.

Использование предлагаемого устройства позволяет проводить исследования объемных деформаций и ползучести пористых материалов под действием гидростатического давления в широком диапазоне давлений, температур и используемых сред при высокой точности измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения объемных деформаций тел, содержащее корпус, эластичный элемент, разделяющий корпус на две заполняемые жидкостью полости, одна из которых соединена трубопроводом с источником избыточного давления газа, другая предназначена для помещения образца, и измеритель3 деформаций эластичного элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений при низких температурах путем исключения растворения газа в жидкости, оно снабжено дополнительным эластичным элементом, отделяющим вход трубопровода от полости.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство № 375520, М. Кл.2 G ОШ 3/12, 1973.

2.Авторское свидетельство № 216320, М. Кл.2 G 01N 25/16, 1968 (прототип).