Способ определения плотности пористых материалов
Патент 1728721
Авторы
Классы МПК
Способ определения плотности пористых материалов
Иллюстрации
Реферат
Использование: строительство, геология , нефтяная и газовая промышленность. Сущность изобретения: измеряют диэлектрическую проницаемость на образцах - таблетках с одинаковой влажностью. Два эталонных и исследуемый образцы помещают а ячейку в виде плоского конденсатора. Находят значение частоты электрического поля, на который наблюдается максимум диэлектрической проницаемости, и логарифм этого значения. По известным значениям плотностей и логарифмам частот находят искомые значения плотности. 2 табл.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК ((9) ((!) (5!)5 G 01 N 9/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4746487/25 (22) 05.10.89 (46) 23.04.92. Бюл, N. 15 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский инс.- титут технологии глубокого разведочного бурения (72) В. В. Шевелев и В. Д, Шантарин (53) 532;14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹1223083, кл. G 01 N 9/02, 07.04.86.
Авторское свидетельство СССР
М.1242754, кл. G 01 N 9/00, 07.07.86, Изобретение относится к технике измерения плотности твердых пористых материалов, в частности горных пород и грунтов, и сыпучих материалов, может применяться в строительстве, геологии, нефтяной и газовой промышленности для определения плотности кернов горных пород.
Известен способ определения плотности частиц порошковых материалов, в котором из порошка приготовляют суспензию на инертной по отношению к порошковому материалу жидкости. определяют плотность и массу декантированной части суспензии и массу содержащегося в ней порошка, а плотность частиц порошка определяют по формуле.
Известен способ измерения плотности сыпучего материала путем измерения диэлектрической проницаемости.
Недостаток известного способа состоит в том, что в нем не учитывается влияние (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ
ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ . (57) Использование: строительство, геология, нефтяная и газовая промышленность.
Сущность изобретения: измеряют диэлектрическую проницаемость на образцах — таблетках с одинаковой влажностью. Два эталонных и исследуемый образцы помещают в ячейку в виде плоского конденсатора.
Находят значение частоты электрического поля, на который наблюдается максимум диэлектрической проницаемости, и логарифм этого значения. По известным значениям плотностей и логарифмам частот находят искомые значения плотности. 2 табл. частоты электрического поля и адсорбированной материалом влаги, что отрицательно сказывается на чувствительности способа и достоверности определения.
Цель изобретения — повышение чувствительности способа и достоверности определения.
Поставленная цель достигается тем, что измерение диэлектрической проницаемости проводят на образцах с одинаковой влажностью, измеряют значения частоты, на которой наблюдается максимум диэлектрической проницаемости, для двух эталонных и исследуемого образцов, а искомую величину определяют по формуле любой влажности, или для конкретной комнатной влажности образцов, равной 4.4 мас. ; по формуле
p,< = 0,59 Ig Рх — 2,32, 1728721 где р» — определяемая плотность исследуемого образца; р1 р — известная плотность эталонных образцов, первого и второго соответственно;
vx — частота, на которой наблюдается максимальное значение диэлектрической проницаемости исследуемого образца, плотность которого оп ределяют;
vq д — частота, на которой наблюдается максимальное значение диэлектрической проницаемости эталонных образцов с известной плотностью, первого и второго соответственно.
Способ осуществляют следующим образом.
Порошок Na — монтмориллонита выдерживают в эксикаторе в течение 10 сут при атмосферном давлении и комнатной влажности, проверяют влажность. порошка, Из этого порошка изготовляют образцы в виде таблеток диаметром 40 мм и высотой 2 — 4 мм (лучше 3 мм) прессованием при давлении. Определяют плотность р1. После чего образец помещают в ячейку в виде плоского конденсатора и на добротометре Тесла ВМ560 снимают спектр диэлектрических потерь в диапазоне частот электрического поля 50 кГц — 35 МГц. По известным методикам рассчитывают значения диэлектрической проницаемости,9 в зависимости от частоты электрического поля, в которое помещается данный образец (М/ = 4,4 мас.%), приведены в табл. 1.
Исследуя спектр частот, находят частоту v>, при которой наблюдается максимум диэлектрической проницаемости е, и логаф рифм этой частоты ig v1, Результаты зависимости логаРифма частоты(!9 >max) пРиходЯщейсЯ на максимум диэлектрической проницаемости, от плотности Na- монтмориллонита при влажности образцов 4,4 мас,% приведены в табл. 2.
Берут тот же порошок и прессуют его при другом давлении Pz, Определяют плотность р и, исследуя спектр частот, находят г и Ig . Снова прессуют глинопорошок, но уже не определяют плотность, а исследуют образец по частотной зависимости диэлектрической проницаемости и находят
vx u Ig щ Подставляют полученные данные в аналитические выражения для определения р» и находят искомую плотность исследуемого образца. В случае изменения относительной влажности в атмосфере с 60 до 98% влажность образцов Na - монтмориллонита меняется от 4 до 10 мас.%, что приводит к изменению частоты максимума стых материалов путем измерения диэлектрической проницаемости. о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью повышения чувстви30 тельности способа и достоверности определения, измерение диэлектрической и роницаемости проводят на образцах с одинаковой влажностью, измеряют значение частоты, на которой наблюдается максимум
35 диэлектрической проницаемости, для двух эталонных и исследуемых образцов, а искомую величину определяют по формуле
40 любой влажности, или для конкретной комнатной влажности образцов, равной 4.4 мас.%, по формуле рх = 0,59 Ig х — 2.32 ° где рх определяемая плотность исследуемого образца;
p>, pz — известная плотность эталонных
45 образцов, первого и второго соответственно;
vx — частота, на которой наблюдается
50 максимальное значение диэлектрической проницаемости исследуемого образца. плотность .которого определяют; м1, э — частота, на которой наблюдает55 ся максимальное значение диэлектрической проницаемости эталонных образцов с известной плотностью, первого и второго соответственно. диэлектрической проницаемости в 20 — 30 раз. Поэтому для удобства измерения плотности предлагается производить измерения при комнатной влажности 65 — 75%, темпе5 ратуре 20 С и атмосферном давлении (1 атм), Пример 1. Влажность порошка 4,4 мас.% p> = 0,95 г/см; р2= 1,66 г/см Ig v>5,5; Ig a= 6,75;Iq vx= 6,25; р =- 1,37 г/см, 10 илиpx= 1,36 г/GM . Для контроля определяют р» путем замера размеров образца и . взвешивания его, р»= 1,38 г/см .
Пример 2. Влажность порошка 6,8
15 мас.%. p = 1 г/см: p2= 1,4 г/см Ig v>= 13.5;
Ig = 16,5; Ig vx- 15,75 px x= 1,3 г/см . По контролю р»= 1,31 г/см .
Пример 3. Влажность порошка 4,4 мас.%. Давление прессования для исследуемого образца увеличивают в два раза. p>=
0,95 г/см; р2- 1,66 г/см ; Ig v1= 5,5; Ig 1Q =
6,75; Ig v,x= =7,00; р„= 1,81 г/см или р» = 1,81 г/см, Для контроля определяют р, путем з замера размеров образца и взвешивания
25 его р;-1.8 г/см
Формула изобретения
Способ определения плотности пори1728721
Таблица 1
Таблица 2
Плотность об азцов, г/см-
0.8
1,18
1.02
1.41
1,5
1,8
Логарифм частоты,на которой наблюдается максимум диэлектрической проницаемости max
6.35
5,2
6.0
6.6
6,9
5,65
Составитель С.Беловодченко
Редактор А.Мотыль Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101
Заказ 1402 Тираж - Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5