Устройство для измерения среднего размера частиц проводящих порошков

Устройство для измерения среднего размера частиц проводящих порошков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 1002910 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)заявлено 19 11.81(21) 3360525/18-25 с присоединением заявки %(23) Приоритет

Опубликовано 07.03.83. Бюллетень Мт 9

Дата опубликования описания 07. 03. 83 (51) IVL. Кл.

G 01 М 15/00

Гееударствеииый комитет аа делам изобретений и аткрмтий (53) УДК 539.215. . 4 (088. 8) В.Г.Агузумцян, В.Г.Ващенко, С.B.Ãåãôí, В:;И. Герасйиев

Т.А.Заблоцкая, Ю.А.Костин и В.В,;:Ррманенкб - . :. -;; t J

| ф Ф

Ленинградский ордена Октябрьской Революции.,и ордена-"- /

Трудового Красного Знамени технологиче к|4ц йнетмтут им.Ленсовета с (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО РАЗМЕРА

ЧАСТИЦ ПРОВОДЯЩИХ ПОРОШКОВ

|о

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение во всех отраслях народного хозяйства, где применяются порошковые материалы.

Известны устройства для измерения среднего размера путем измерения удельной поверхности, реализующие метод БЭТ, основанный на адсорбции газов t 1 j.

Для определения величины среднего размера с измерением удельной поверхности необходимо знать емкость монослоя и величину посадочной площади адсорбата . Емкость монослоя обычно определяют теоретически.

Величину посадочной площадки, т.е. площадь поверхности частиц, получают по градуировочным кривым, изменению объема используемого газа, часть которого адсорбируется на поверхности частиц порошка. Уст рой ст ва содержат емкост ь для размещения образца, средство создания заданного давления адсорбируемого газа, средство, позволяющее регистрировать привес образца.

Недостатком метода и соответственно устройств для его реализации является то, что велико время подготовки пробы и измерения (до 6 ч),а также сложность аппаратурного оформления, например термостатирование объекта измерения и измерительного объема в пределах +0,5 С.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, предназначенное для измерения удельной поверхности, а следовательно, среднего размера частиц порошковых материалов, содержащее Asa электрода, в одном из которых (нижнем) выполнено центральное отверстие, диэлектрическую прокладку, размещенную между электродами по периметру, 3 1002 источник высокого напряжения, подклю» ченный к электродам, и приемную кювету, снабженную средством для измерения суммарного заряда частиц и размещенную под центральным отверстием 1 2J.

По суммарному заряду частиц и их массе определяют удельную поверхность, 8 затем и средний размер частиц по известной формуле 1О к м ср б g 6Cu и где E - электрическая постоянная;

E - напряженность поля;

Cu — накопительная емкость;

И вЂ” масса частиц; ф - потенциал; плотность материала частиц. 6

Однако известное устройство обладает необходимостью взвешивания навески высыпающегося на измерительный электрод порошка. Это объяс2$ няется тем, что точное измерение малых масс (20-50 мг) сложная техническая задача. Кроме того, такой параметр, как масса не представляется в виде электрического сигнала, что очень затрудняет использование подобных устройств в системах автоматического управления технологическими процессами, например, при размоле порошка в мельницах.

gy Х fph d О+К)

4 ср

rAe Я - суммарный заряд;

- ток переноса;

, Ч вЂ” средняя скорость движения частиц; со — электрическая постоянная;

Π— межэлектродное расстояние; - плотность материала порошка;

Е - напряженность электрического поля;

К - коэффициент восстановления импульса при ударе (зависит от материала порошка и лежит в диапазоне 0,6-0,7); средний размер частиц.

Исходя из представленных соотношений, средний размер частиц Г

Причем существующий анализ с измерением массы длителен (около

5 мин) .

Цель изобретения - упрощение и уменьшение времени анализа.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения среднего размера частиц проводящих порошков, содержащее два электрода, в одном из которых (нижнем выполнено центральное отверстие, диэлектричес. кую прокладку, размещенную между электродами по периметру, источник высокого напряжения, подключенный к электродам, и приемную кювету, снабженную средством для измерения суммарного заряда частиц и размещенную под центральным отверстием электрода, снабжено измерителем тока переноса, подключенным к нижнему электроду и регулируемой заслонкой, установленной под отверстием нижнего электрода.

910 4

Сочетание заслонки и прибора для измерения тока переноса позволяет устранить операцию взвешивания массы порошка на аналитических веСах. Отсутствие дорогостоящих, прецизионных,, аналитических весов устраняет длительную, ручную операцию взвешивания и примерно в десять раз сокращает время анализа. Для обоснования правильности выбранного решения необходимо рассмотреть величину тока лереноса,измеряемого при закрытой задвижке, вновь, введенным стрелочным прибором, проследить связь между током переноса и средним размером частиц. Обратимся к известным соотношениям, определяющим ток переноса и скорость движения крупнодисперсных частиц, автоколеблющихся в двухэлектродной системе

Таким образом, представленная формула связывает средний размер порошкового материала с измеряемыми величинами: зарядом 8 и током l.

На чертеже изображено устройство для измерения среднего размера частиц.

Частицы 1 помещают между верхним

2 и нижним электродом 3, имеющим выходное отверстие 4 и механическую задвижку 5. Под выходным отверстием расположен измерительный электрод ,в виде приемной кюветы 6. Накопитель— ная емкость 7 и вольтметр 8 служат

002910 6 никеля. Одновременно осуществлялся микроскопический анализ этих llopolll ков на световом микроскопе.

Произведенные исследования показали, что исключение операции взвешивания на аналитических весах, что .стало возможным за счет введения механической задвижки и прибора для измерения тока, значительно упростило

10 анализ и сократило его время до

0,5 мин против 5 мин у известного устройства. Конструкция позволяет использовать предлагаемое устройство в системах автоматического управле ния и контроля.

Формула изобретения ;, К

5 1 для измерения заряда частиц, инжектированных в кювету, а измеритель тока 9„ подключенный к нижнему элект роду, служит для измерения тока пере носа, автоколеблющихся частиц, при закрытой задвижке. Клеммы источника высокого напряжения 10 подключены к электродам 2 и 3. По краям между электродами размещены диэлектрические прокладки 11.

Устройство работает следующим образом

На нижний электрод 3 вносят пробу исследуемого порошка. Механическая задвижка 5 закрыта и плотно закрывает отверстие инжекции 4. На электроды 2 и 3 устройства подают Ц ж 10- 12 кВ) и порошок вступает в автоколебательный режим движения, возникающий при этом, ток переноса измеряют при помощи прибора 9. Далее открывают задвижку 5 и весь автоколеблющийся порошок инжектируется через выходное отверстие 4 в металлическую измерительную чашку 6, где происходит накопление потенциала от, заряда высыпавшихся частиц на емкости 7 и его измерение вольтметром

8. Далее отключают высокое напряжение и рассчитыеают средний размер частиц по формуле где К - коэффициент, предварительно рассчитываемый, исходя из электрофизических свойств порошка и конструктивных и электрических параметров устройства.

Экспериментальная проверка предлагаемого устройства проводилась на порошках интерметалида, железа и

20 Устройство для измерения среднего размера частиц проводящих порошков, содержащее два электрода, в одно из которых нижнем ) выполнено центральное отверстие, диэлектрическую прокладку, размещенную между электродами по периметру, источник высокого напряжения, подключенный к электродам, и приемную кювету, снабженную средством для.измерения сум30 марного заряда частиц и размещенную под центральным отверстием электрода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени и упрощения определения, устройство снабжено измерителем тока переноса, подключенным к нижнему электроду, и регулируемой заслонкой, установленной под отверстием нижнего электрода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Грег С., Синг К. Адсорбция.

Удельная поверхность. Пористость.

М., "Мир", 1970, с. 403.

2.. Авторское свидетельство СССР и 672546, кл. G 01 и 15/00, 1978 (прототип).

Составитель О.Алексеева

Редактор В.Лазаренко Техред А.Бабинец Корректор Н.Король

Заказ 1537/24 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/g

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4