Устройство для исследования капиллярныхСВОйСТВ пОРиСТОгО МАТЕРиАлА Советский патент 1981 года по МПК G01N15/08 

1

Изобретение относится к устройствам для исследования капиллярных свойств пористых материалов, а именно максимальной высоты подъема жидкости и краевого угла смачивания.

По основному авт. св. 638633 известно устройство для определения капиллярных свойств пористого материала, содержащее корпус с закреплен.ным в нем анализируемом образцом и расположенными горизонтально по высоте корпуса токопроводящими проволочками, соединеннными с электроизмерительной схемой и изолированными от пористого материала (фитиля) отдельными сухими гигроскопичными пластинами (прокладками) из электроизолирующего материала l .

При исследовании капиллярных свойств пористого материала на известном устройстве погрешность измерний достигает 10-30%. Погрешность возникает в виду различных гигроскопических свойств материалов фитиля и электроизолирующего вещества. При исследовании капиллярных свойств фитиля жидкость, вступив в контакт с гигроскопическим веществом, быстрее поднимается по нему за счет лучших гигроскопических свойств, чем по исследуемому фитилю, достигает второй проволоки датчика и замыкает цепь электроизмерительной схема раньше, чем жидкость в фитиле поднимается на высоту второй проволоки. В результате преждевременного эаъллкания цепи возникает методическая погрешность в определении истинного уровня жидкости в фитиле в данный мо0мент времени. Эту погрешность невозможно учесть из-за постоянного изменения размеров ПОР фитиля, участвующих в процессе капиллярного переноса жидкости.

5

Целью изобретения является повышение точности определения капиллярных свойств пористого Материала.

Поставленная цель достигается тем, что электроизолируклцие прокладки вы0полнены в виде полых цилиндров, в каждый из которых поммещена токопроводящая проволока.

Оптимальная толщина стенки цилиндра лежит в пределах 0,05-0,2 мм.

5 Вследствие того, что электроизолирующая оболочка выполнена в виде цилиндра, контакт оболочки- с исследуемым фитилем осуществляется по линии, параллельной оси проволоки. Следова0тельно, пропитка оболочки начинается

именно в момент достижения уровня жидкости в фитиле осевой линии проволоки. Максимальная толщина оболочки (0,2 мм) выбрана, исходя из того, чтобы в момент замыкания электроизмерительной цепи высота подъема жидкости относительно линии контакта оболочки с фитилем минимальна, а следовательно, и погрешность измерений тоже минимальна. Толщина оболочки по минимуму (0,05 мм) с одной стороны гарантирует электроизоляцию проволоки от фитиля в сухом виде, а с другой стороны обеспечивает минимальное давление, способствующее быстрой пропитке гигроскопической оболочки. На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства, на фиг. 2 - устройство в плане; фиг. 3 - сечение А-А на фиг . 2.

Устройство для исследования капиллярных свойств пористого материала содержит датчик из двух параллельно натянутых токопроводящих проволок 1, каждая из которых в зоне измерения заключена в электроизолирующую оболочку 2 из гигроскопического материала. Одна проволока соединена с положительным, а другая - с отрицательным потенциалом электроизмерительной схемы 3 и обе укреплены на корпусе - блоке 4, который выполнен из диэлектрического материала. Датчики собраны в блоке 4 по 5-10 штук и расположены по длине образца 5 на определенном расстоянии друг от друга. В зависимости от исследуемого материала блоков может быть несколько. Образец 5 прижат к проволокам 1 плитой 6, удерживаемой болтами 7. Внизу устройства расположен резервуар 8 со слоем 9 жидкости.

Устройство работает следующим образом.

Когда образец 5 сухой, электрический контакт между проволоками 1 отсутствует.

При опускании образца 5 в резервуар 8 со слоем 9 жидкости последняя вследствие капиллярных свойств .пористого материала поднимается по образцу 4, достигает гигроскопической оболочки 2 первой проволоки и смачивает ее, электрически подключая к пропитанному жидкостью фитилюГ При достижении жидкости гигроскопической оболочки второй проволоки датчика электрическая цепь замыкается. Одновременно отключается первый датчик и подключается последующий. Так происходит поочередно до полного насыщения образца 5, жидкостью.

Определяя промежутки времени между переключениями по диагональной ленте электроизмерительной схемы и зная

расстояние между датчиками, можно построить графическую зависимость высоты подъема жидкости от времени. Путем математической обработки.полученных на графике данных определяется краевой угол смачивания и максимальная высота подъема жидкости.

Многочисленные экспериментальные данные показали, что погрешность в определении максимальной высоты подъема жидкост и краевого угла смачивания на предлагаемом устройстве на 1030% меньше,, чем на известном.

Формула изобретения

Устройство для исследования капиллярных свойств; пористого материала по авт. св. № 638633 отличающееся тем, что, с целью повыше НИН точности исследования, Электроизолирующие проклсщки выполнены в виде полых цилиндров, в каждый из которых помещена токопроводящая проволока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

ис Авторское свидетельство СССР № 638633, кл. G 01 N 15/08, 1977 (прототип).

0 f |:s:,:,:,.vi

г 7 ч

0

риг.1

А-Л mtfpMiffno

« «- лм

fuf.3