Устройство для измерения капиллярного давления

(51 4 7/00 7/18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНВТОРСНОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ го давления в капиллярно-порист а час тиос ах и ст и в почвах, груцоительных матерна тах, торф лах. Цел точности иэобрет эмерени устрой ния повьппениеэксплуатационной И, Гам бин,и П,Е. Мотни(56) Авторско У 78218, кл. Ав торск ое У 922551, кл,(54) УСТРОЙСТ ЛЯРНОГО ДАВЛЕдвух пл ляционн ких пла о матер иэ ла имеетсвиде капил полнены идентичных паэа в 4 и 5, Капилляры спиралей Архимеда тановлены электро такты 10 представ ные полосы и расп части капилляровяров тво ССС 1948. о СССР 1982. ЕНИЯ КАПсвидеО Ь их длине ус -кты 8-10. Консобой спиральны в тупиковой ытый конец свидетельс С 01 1. 7/ ВО ДЛЯ ИЗМ НИЯонт оже капилляр телом 6,ние относится к ике цат ного капиллярА 91530950 51 О 55 следуемый материал, Пористое тело6 закрыто герметичным колпачкомТело 6 и капилляры 4 и 5 заполненыжидкостью 11. Открытый конец капил -ляра 4 соединяют с исследуемым материалом, Под действием сил отрицательного давления уровень жидкостиустройства понижается, на что реагируют электроконтакты 8-10, Уровеньжидкости в капилляре 5 изменится Изобретение относится к техникеизмерения отрицательного капиллярного давления в капиллярно-пористыхтелах, в частности в почвах, грунтах,торфах, строительных материалах,Целью изобретения является повышение точности и эксплуатационной надежности измерения.На фиг. 1 изображено устройстводля измерения капиллярного давления,общий вид сбоку; на фиг. 2 - разрезА-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Бна фиг. 2; на фиг. 4 - схема расположения электроконтактов и жидкости вкаждом из микрокапилляров (капилляризображен в вще прямой),Устройство 1 содержит две плоские пластины 2 и 3, между которыми расположены два идентичных по размерам микрокапилляра 4 и 5, выполненных в35 виде плоских капиллярных щелей, Один из микрокапилляров 4 является измерительным, а другой микрокапилляр 5 компенсационным Открытыйконец мик 4 рокапилляра 5 контактирует с пористым телом 6 герметичным колпачком 7, Пористое тело представляет собой некоторое количество исследуемого материала. Шели капилляров 4 и 5 выполне ны, например, методом травления в плоскости одной из пластин 3 и снабжены электрическими контактами 8-10, Электрические контакты 8 расположены в заполненной жидкостью части капилляра, контакты 9 - у открытого конца капилляра, а электроконтакты 10, выполненные в виде полоски из электропроводного материала, расположены втупиковой части капилляров 4 и 5.Электроконтакты 8-10 нанесены методом ионного напыления на второй пластине 2, составляющей совместно с пластиной 3 в плоскости контакта тупикопри изменении температуры и диффузиисолей жидкости 11 пористого тела 6,При подключении измерительных цепейв разные плечи мостовой схемы можноучесть погрешность, возникающую отизменения температуры и диффузии солей, содержащихся в жидкости исследуемого тела. Устройство обеспечиваетодновременное измерение давления итемпературы, 4 ил,вые капилляры 4 и 5, заполненные электропроводной жидкостью 11.Устройство работает следующим образом.Устройство 1 беэ герметичного колпачка 7 погружают в жидкость 11 (например, водный раствор НаС 1), которая под действием капиллярных сил движется вдоль продольной оси микрокапилляров 4 и 5 до тех пор, пока не установится равновесие между капиллярными силами и противодавлением со стороны сжатого в тупиковой части микрокапилляров 4 и 5 воздуха. Под - готовленное таким образом устройство для измерения капиллярного давления 1 подключают через клеммы к измерительному прибору и, определив сопротивление между отдельными контактами 9, рассчитывают удельной сопротивление. жидкости в микрокапиллярах 4 и 5, Затем определяют напряжение (ток, сопротивление) в цепи электроконтакт 9 - жидкость 11 - электроконтакт 10, Затем на открытый конец микрокапилляра 5 надевают колпачок 7 с некоторым количеством исследуемого материала 6 и внедряют устройствов образец (массив) материала, предназначенный для проведения исследований. Под действием отрицательного капиллярного давления в микро- капиллярах 4 и 5 изменяется положение мениска заполняющей их жидкости 11. В микрокапилляре 5 закрытым колпачком 7 с исследуемым материалом уровень жидкости 11 в дальнейшем под действием капиллярных сил не меняется, так как колпачок 7 надет герме" тичноВо втором микрокапилляре 4, открытый конец которого контактирует с исследуемым материалом (массивом), в процессе тепломассопереноса происходят изменения капиллярного давленин, что и вызывает изменение уровня жидкости 11 в микрокапилляре 4.При этом происходит изменение параметров электрической цепи контакт 9жидкость 11 - контакт 10, котороерегистрируют измерительной системой. При этом данные о положении мениска жидкости 11 в микрокапилляре 5, закрытом герметичным колпачком 7, служат для исключения погрешности, возникающей из-за изменения температуры и из-за диффузии солей, содержащихся в жидкости исследуемого капиллярно-пористого тела. Таким образом, при подключении измерительных цепей в разные плечи мостовой схемы устройство позволяет учесть погрешность, возникающую из-за изменения температуры и диффузии солей, содержащихся в жидкости исследуемого тела, и может одновременнопроизводить измерение величин давления и температуры. Формула изобретенияУстройство для измерения капиллярного давления, содержащее пористое 5тело и два контактирующих между собойэлемента из электроизоляционного материала, в одном иэ которых на контактирующей поверхности выполнены пазы в виде тупиковых капилляров и поих длине установлены электроконтакты,при этом капилляры и пористое телозаполнены одинаковой жидкостью, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и эксплуатационной надежности, в нем контактирующие элементы выполнены в виде. пластин,а капилляры - в виде двух идентичныхспиралей Архимеда, при этом открытыйконец одного из капилляров контакти рует с пористым телом, помещенным вгерметичный колпачок, а электроконтакты, установленные в тупиковой частикапилляров, выполнены в виде расположенных вдоль них спиральных по лос, при этом пористое тело представляет собой исследуемый материал,Составитель Е, ШваяРедактор Н. Бобкова Техред М.Дидык Корректор М, Самборская Закаэ 7945/43 Тираж 789 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Проиэводственн издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101