Устройство для определения газопроницаемости пористых материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к измерител ной Технике и может бь1ть использован для измерения характеристик пористых материалов. Известен прибор для определения газопроницаемости ткани путем прямого замера объема продиффундировавшего через нее газа. Прибор состоит из приемника газа, выполненного в виде полусферического диска, плотно прикладываемого к испытуемой ткани, и сообщающихся сосудов рТ. Недостатком устройства является низкая точность, обусловленная трудностями поддержания неизменным давлением, воздействующего на испытуемы образец. Известно устройство для определения проницаемости пористых материалов при заданном давлении или расходе жидкости или газа. Устройство состоит из измерительной камеры с помещенным в нее образцом, давление в которой создается движущимися в противоположных направлениях поршнями,- скорость движения которого регулируется вариатором. Регулировка перепада давления производится с помощью вентиля, а расход газа контролируется газометром. Недостатками устройства являются его сложность и невысокая чувствительность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения газопроницаемости пористого материала, содержащее источник сжатого воздуха с регулятором давления, пневматическое сопротивление, последовательно подключенное к измерительной камере с помещенным в ней испытуемым образцом, и измеритель перепада давления на пневмосопротивлении. Работа прибора происходит следующим образом. Воздух к образцу подается от источника сжатого воздуха с регулятором давления через пневматическое сопротивление. Пневматическая схема прибора собрана таким образом, что давление перед образцом всегда поддерживается постояннным. Расход воздуха определяется путем измерения перепада давления на пневмосопро тивлении при помощи чувствительного манометра. Недостатком известного устройства является низкая надежность, обусловленная высокой чувствительностью к перегрузкам, а также невысокая точность измерения. Цель изобретения - повышение надежности и точности измерений. Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения газопроницаемости пористого материала, содержащем измерительную камеру с по мещенным в ней испытуемым образцом, источник сжатого воздуха с регулятором давления перед испытуемым образцом и измеритель расхода воздуха, проходящего через образец, в устройство дополнительно введены источник излучения, фотопреобразователь, коммутационное устройство и счетно-импульсный тахометр, а измеритель расхода воздуха выполнен в виде датчика турбинного типа, ось которого расположена вертикально, и снабженного концентратором воздушного потока с двумя симметрично расположенными сужающимися соплами, помещенными ниже датчика турбинного типа, причем фото преобразователь соединен со входом счетно-импульсного тахометра через коммутационное устройство. Схема устройства приведена на чер теже . Устройство состоит из источника сжатого воздуха с регулятором давления перед образцом 1, измерительной камеры 2, источника 3 излучения, датчика k турбинного типа, фотопреобразователя 5, концентратора 6 воздушного потока с соплами, испытуемого образца 7, счетно-импульсного тах метра 8 с блоком 9 питания и коммута ционного устройства 10. Работа прибора происходит следующим образом. После установки гильзы с испытуемым образцом. 7 включается подача сжатого воздуха, который, проходя через концентратор 6 воздушного пото ка, приводит во вращение датчик 4 ту бинного типа и проходит через испытуемый образец. Датчик турбинного типа при своем вращении многократно прерывает световой поток между источником 3 излучения и.фотопреобразователем 5. Коммутационное устройство 10 не сразу после включения прибора, а через некоторый интервал времени, достаточный для того, чтобы скорость вращения датчика турбинного типа считать установившейся, подключает счетно-импульсный тахометр 8. Время подключения счетно-импульсного тахометра устанавливается при помощи коммутационного устройства таким образом-, чтобы его показания были равны газопроницаемости образца, вследствие чего показания прибора, отсчитанные по табло счетноимпульсного тахометра, равны не величине расхода воздуха, а условным единицам газопроницаемости. Применение в приборах для определения газопроницаемости датчиков турбинного типа дает возможность получать результаты измерения непосредственно в цифровом коде, без применения дополнительного преобразователя аналог-код. Наличие бесконтактного турбинного датчика расхода с концентратором воздушного потока обеспечивает возможность непосредственного измерения расхода воздуха, что по сравнению с измерением расхода воздуха путем измерения перепада давления на пневмосопротивлении у известного устройства повышает точность измерения. Поскольку скорость вращения ротора преобразователя Пропорциональна расходу, измерение числа оборотов турбинного преобразователя обеспечивает линейную зависимость между газопроницаемостью и показаниями прибора.. Направляющие сопла, которыми окан чивается концентратор воздушного потока, направляют потоки нормально к поверхности лопастей турбины, ось которой расположена вертикально. Направляющие сопла повышают кинетическую энергию воздушного потока и расположены таким образом, чтобы разгрузить датчик от действия радиальных нагрузок. Осевая нагрузка, воспринимается нижней опорой, -частично разгружается осевой составляющей усилия от реакций воздушного потока.