Устройство для измерения локальной проницаемости пористых материалов

Устройство для измерения локальной проницаемости пористых материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

L библиотек (-е МЬА.

ИСА (tl) 735972

О ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскмх

Соцмапмстмческмк

Реснублмк

Ф

/ Г---: сУ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено16.11.77 (21) 2544647/18-25 (53)M. Кл. с присоединением заявки ¹

G 01 H 15/08

Гооударотввниьй комитет (23) Приоритет ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания ЗО 0580 (53) УДК 539.217, . 1 (0888) П, A. Витязь, В. K. Шелег, С. В. Попко и В. М. Капцевич

l (72) Авторы изобретения

«учно-исследовательский институт порошковой металлургии

Белорусского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института (71) Заявитель (54) устРОйстВО list измеРе и noKmbHoé

IIPOHHUAEMOCTM ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может использоваться для контроля качества пористых материалов, например спеченного проницаемого металла, путем оценки га5 зопроницаемости.

Известно устройство для определения проницаемости пористых сред, состоящее из приспособления для крепления образца, расположенного между камерами высокого и низкого давления, устройств для измерения расхода газа и давления Я .

ts Однако известное устройство не позволяет в полной мере судить о локальных неоднородностях проницаемости по поверхности изделия из а изменения геометрии внутреннего диаметра сопла

20 в плоскости касания последнего с пористой поверхностью в процессе экспериментов. Это обусловлено упругими свойствами материала цилиндрического сопла, меняющего свои геометрические размеры

Устройства этого типа позволяют определить среднюю проницаемость образца, по которой нельзя судить о месч ных неоднородностях.

Известно также устройство для измерения локальной проницаемости пористых материалов, состояшее из приспособления для крепления образца, системы подачи жидкости, устройства для создания импульсного разогрева и регистрируюшего прибора для фиксации неоднорорности температурного поля на выходе жидкости из образца 21, Однако всэ они трудоемки и весьма сложны a аппаратурном оформлении, Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержажее отсчетное устройство ротаметрического типа и измерительную головку с цилиндрическим соплом на торцовой поверхности, выполненной из эластичного материала для предотвращения прохода воздуха из головки через поверхностные поры $3). при прикладывании усилии к измерительной головке.

Кроме того, оно не позволяет определить проницаемость изделий, у кото рых толщина равна или больше толщины стенки эластичной вставки цилиндрического сопла. Последнее объясняется тем, что при толщине контролируемого изделия больше. толщины стенки эластичной вставки сопла поток газа, проходящий вначале через отсчетное устройство и . измерительную гсаовку, а затем уже входящий через пористый образец, пойдет по пути наименьшего сопротивления и тем самым не пройижет еlо насквозь, а выйдет через поверхность, прилегаю.щую к измерительной головке. При этом из полученных значений проницаемости можно лишь судить о проницаемости слоя пористо1о материала неизвестной толщины

Целью изобретения является повышение точности определепия локальной проницаемости пористых материалов любой толщины. . Это достигается тем, что измерительная "головка выполнена в вида металлической полированной трубки со штуцером, на которую надета эластичная оболочка, свободный конец которой выступает относительно трубки, прйчем эластичная обо лочка выполнена из поливинилхлорида и

1 выступает относительно металлической трубки йа величину 0,1 длины металлической трубки.

Выполйение отсчетного устройства в виде реометра позволяет с большой точностью определить лб Вольные расходы и при этом .учитывать дополнительное сопротивление, вносимое измерительной системой, что важно при определении локальной проницаемости и коэффициента проницаемости.

Выполнение измерительной головки из металлической трубки, эластичной оболочки и штуцера и соединение их в приведенной последовательности позволяет получить надежный герметичный контакт и постоянную плошадь контакта между измерительной головкой и пористой поверхностью. При этом достигается возможность выполнения измерительной головки настолько миниатюрной, что влиянием возмущения газового потока, вносимого измерительной головкой, можно пренебречь.

Выбор длины эластичной оболочки сделан не случайно, а на основании зна36972 4 чений родуля Юнга и предела прочности на растяжение для поливинилхлорида.

В предлагаемом устройстве, с целью сведения до минимума величины коэффициента трения между эластичной оболочкой и металлической трубкой, наружная поверхность последней полирована до 10 класса чистоты.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид, на фиг. 2— конструкция измерительной головки; на фиг. 3 - момент касания зондированной поверхности; на фиг. 4 - момент изме1 рения.

Устройство для определения локальной проницаемости пористых материалов состоит из отсчетного устройства реометрического типа 1, измерительной голов2О ки 2, соединенных гибким резиновым шлангом 3. Измерительная головка в процессе измерения контактирует с пористым материалом 4.

Измерительная головка выполнена из металпической трубки 5, эластичной оболочки 6 и штуцера 7. Эластичная оболочка с одного конца жестко закреплена относительно "мегаллической. трубки эпоксидной смолой 8, a с другой стороны выступает относительно нее на величину

0,1 длины Мегаллической трубки МеталлиЧеская трубка жестко соединена одним концом со штуцером пайкой 9.

Устройство работает спедуюшим образом. Через пористую пластину 4, локаль"ная проницаемость которой подлежит оп» ределению„с обратной стороны перпендикулярно к поверхности помешают измерительную "головку и небольшим усилием прижимают к образцу до касания металлической трубки зондируемой поверхности. Под действием прикладываемого усилия, благодаря упругим свойствам эластичной оболочки и малому коэффициенту

45 трения между металлической трубкой и оболочкой, последняя упруго сжимается вдоль металлической трубки."Жесгкость мегаЛлической трубки обеспечивает постоянную плошадь рабочего контакта между измерительной головкой и исследуемой поверхностью, а это способствует получению высокоточной информации о ,локальной проницаемости исследуемого образца

Поток газа, прошедший через измерительную головку 2, по резиновому шлангу 3 попадает в реометр 1, состоящий из 0, -образного стеклянного мано5 73 метра, каждое колено которого соединено одно с другим критической шайбой„

Благодаря шайбе по показаниям маномет ра можно судить о расходе газа, протекающего через измерительное устройство

Помимо этого показания манометра дают информацию о сопротивлении измерительной системы для точного определения перепада давления на локальном участке, проницаемость которого подлежит опреде; лению.

Зная перепад давления на локальном участке, его площадь и расход газа, проходящий через эту площадь, по закону

Дарси можно определить коэффициент проницаемости этого участка.

Дпя определения распределения локальных проницаемостей по плошади изделий непосредственно используются данные о локальных расходах через эти участки, Дпя устранения систематической погрешности, вносимой внутренним сопротивле нием устройства, при определении вели чин локальных расходов необходимо использовать выражение

Qo

ы » а.Н

5972 б нич локальных проницаемостей изделия путем многократного зондирования исследуемой поверхности и построения функции распределения проницаемости для данного изделия, а также истинные значения локальных коэффициентов проницаемости.

Ф

Предпагаемый прибор прост в апяаратурном осуществлении и эксплуатации.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения локальной проницаемости пористых материалов, состояшее из отсчетного устройства для опредепения расхода газа и измеритель ной головки, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности, измерительная головка выполнена в. виде металлической полированной трубки со штуцером, на которую надета эластичная оболочка, свободный конец которой выступает относительно трубки, 25

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что эластичная оболочка выполнена из поливинктхлорида. где Q — истинное значение величины локального расхода, л/мию — значение ваничийы локальноО го расхода, полученное по показаниям реометра,л/мин: а4 - перепад давления на образце мм Вод»сте

b,Д вЂ” перепад давления на реометре, мм вод.ст.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность определения локальной проницаемости на 20k. При этом время выполнения всех операций измерения sa приборе без учета математической обра ботки не превышает 2-3 сек определять локальную проницаемость изделий любой толщины, определять распредепе3О 3а Устройство по пп» 1 и 2у о т л и" » ч а ю ш е е с я тем, что эластичная, оболочка выступает относительно метал лической трубки на величину 0„3. длины. ,металлической трубки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии №ю 48-31639, кл, 113Р4, 40

2. Авторское свидетельство СССР № 375526, . кп Q 01 М 15/08, 04-ЛО. 7 1.

3, Авторское свидетельство СССР

¹ 541109, . 661 И 15/08, 28.07. 1974 (прототип) .

Составитель:О. Алексеева

Редактор Л. Народная Техред А. Шепанская Корректор C. Шекмар

Заказ 2417/35 Тираж 1019 Подписное

Ш4ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l j.3035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5

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