Устройство для определения жиропроницаемости материалов

Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБВЕТЕН ИЯ и 968708 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИРОПРОНИЦАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ 1Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение в пищевой промыщленности для оценки качества полимерных , упаковочных материалов, в химической5 промышленности для оценки качества спецодежды и других отраслях народного хозяйства.Известно устройство для определения просачивания воды, содержащее датчик в виде стержневых электродов и отсчетное приспосоЬление, при этом отсчетное приспособление выполнено с импульсной схемой, в цепь управления которой включены электроды, причем один перфорированный, а между электродами установлена гигроскопическая прокладка 1 .Недостатком данного устройства является невозможность исследования 2 о материалов неэлектропроводными жидкостями.Известно устройство для определения проницаемости материалов органическими растворителями, содержащееприспособление для крепления образца в диэлектрическое основание с установленными на его верхней частидвумя электродами, включенными в измерительную цепь электродного релевремени, при этом оба электрода расположены под испытуемым оЬразцом иизолированы друг от друга растворимой полимерной планкой, причем верх.ний электрод выполнен в виде металлической сетки, а нижний - в виденабора металлических подпружиненныхстержней, собранных в пакет 1 2,Однако это устройство не может быть использовано для определения момента проникновения жиров и масел через полимерные материалы, поскольку названные среды имеют высокие диэлектрические показатели и при их .проникновении также не производят замыкания электрической цепи между электродами,3 968708Наиболее близким к предложенномупо технической сущности является устройство для определения проницаемоститканей неэлектропроводными жидкостя"ми, содержащее камеру подачи исследуемой среды, измерительную камеру идва электрода емкостного датчика, вкотором камера подачи исследуемойсреды выполнена в виде воронки, черезкоторую на образец наносится исследуемая жидкость в виде капель. По прохождении и идкости через ткань капляпопадает в измерительную камеру между электродами датчика и изменяетемкость датчика. Регистрируя момент 15изменения емкостиопредейют времяпроницаемости 3.Однако известное устройство необеспечивает требуемой точности измерения, так как сигнал датчика за- щпаздывает на время, необходимое дляотрыва капли от образца,1Целью иэоЬретения является повышение точности определения.Поставленная цель достигается тем, 25что в устройстве для определения жи"ропроницаемости полимерных матери"алов, содержащем камеру подачи исследуемой среды, измерительную каме"ру и два электрода емкостного дат- звчика, первый электрод размещен внут"ри измерительной камеры, примкнутЬоковой поверхностью кее стенкам иподжат пружиной, а второй электрод"размещен в стенке измерительной камеры.На чертеже показано предлагаемоеустройство.Устройство состоит из металлической камеры 1, в которой находитсяисследуемая среда 2, Испытуемый образец 3 закреплен между металлическойкамерой 1 и измерительной камерой 4при помощи крепежных. винтов. 5. Иссле.дуемую среду 2 подводят к испытуемо"му образцу 3 через отверстие в метал-,лической камере 1, закрываемой заглушкой 6. Между металлической камерой1:и испытуемым образцом 3 установлена резиновая прокладка 7. Внутри измерительнои камеры 4 на металлическойпружине 8 укреплен первый измерительный электрод 9, примыкающий однимторцом к испытуемому образцу 3, а противоположным торцом - к стенке измерительной камеры 4. В верхней полости измерительной камеры 4 параллельно испытуемому образцу 3 установленна направляющих 1 В стержень 11 из 4диэлектрического материала с расположенной на нем второй пружиной 12, которая фиксирует его положение атносительно измерительной камеры 4 за счет имеющегося на стержне 11 фиксаторе 13. Второй измерительный электрод 14, имеющий длину, равную длине первого измерительного электрода 9, установлен в стенке камеры 4 параллельно испытуемому оЬразцу 3 и первому измерительному электроду 9, при этом второй измерительный электрод 14 смещен относительно первого измерительного электрода 9, при несдеформированной первой металлической пружине 8, на половину длины в сторону верхней полости измерительной камеры 4. Ко второму измерительному электроду 14 и к концу первой металлической пружины 8 подключена схема измерения. В качестве схемы измерения может быть использован измеритель емкости (например, Е 8-3, В 8-4, и т.д.) в комплексе с цифропечатающим устройством.Устройство раЬотает следующим оЬ- разомПри отсутствии исследуемой среды2 в камере 1 нагружают стержень.11. При этом последний опускается вглубь измерительной камеры 4 и перемещает первый измерительный электрод 9 вниз. Приложенную к стержню 11 нагрузку . плавно уменьшают, стержень 11 поднимается в исходное положение. Электрод 9 также поднимается до тех пор, пока действующие на него силы взаимно не скомпенсируются. На него действует направленная вертикально вверх сила упругости пружины 8-Г , сила тяжести, направленная вертикаль-. но вниз где в - масса электрода 9,9 - ускорение свободного падения,Сила трения, направленная такжевертикально внизГ =К Г +К Г Г (К +К ),тР л Н аи и2.фгде Р, - сила нормального давления,действующая на торцы электрода 9, на торец, примыкающий к испытуемому оЬразцу3 и на торец, примыкающийк стенке измерительной камеры 4;К - коэфФициент трения торца1электрода 9 о материал испытуемого оЬразца 3;9 б 8708 5К - коэффициент трения торцаэлектрода 9 о материал стенки измерительной камеры 4.Таким оЬразом, электрод 9 будетподниматься вверх до тех пор, пока ЗНИЩУЖИзмерительные электроды 9 и 14,которые параллельны и частично перекрывают друг друга, представляют собой конденсатор с плоско параллельными пластинами, обладающий электрической емкостью С , которая будетоставаться постоянной до тех пор,.пока не нарушится разностью ( 1 ), т.е. 1первый измерительный электрод 9 несместится относительно второго измерительного электрода 15, что вытекает из выраженияС =1 Оо= И)20где Ер - диэлектрическая проницаемостьвакуума,- диэлектрическая проницаемость материала (в данном случаедиэлектрического материала, из которого выполнена измерительная камера 4); .О - расстояние между пластинами" площадь пластины конденсатора, если они равны (площадь элен"трода 14, которая перекрывается электродом 9),После этого в металлическую каме-зру 1 подводят исследуемую среду 2(растительные и животные жиры и масла), измерительный электрод 9 будетнаходиться в покое до тех пор, покасреда 2 не проникает сквозь испытуемый образец 3 к его поверхности.Как только между испытуемым оЬразцом 3 и торцом электрода 9, примыкаоцим к нему, появится исследуемаясреда 2 (растительные или животныежиры и масла), то сразу изменитсякоэффициент трения К (уменьшится доКза счет появившейся между трущимиУся поверхностями смазки), при этомравенство (1 ) нарушится, это приво 0дит к тому, что Г станет большеРРУЖ 1щц+Гн(К+К 1, так какК, и измерительнйй электрод 9 под действиемсилы упругости пружины 8 передвинется вверх, пока действующие на измерительный электрод 9 силы взаимно неИскомпенсируются.пРф и 9+ "(К +К ). ЬПри перемещении измерительногоэлектрода 9 изменяется емкость электрического конденсатора, образованного электродами 9 и 14, так как изменится площадь электрода 14, перекрываемая электродом 9 и станет равной5 , причем Б 5 , т.е. электрическаяемкость между электродами 9 и 14 увеличится и станет равной С(СС ).Таким образом, в момент проникновенияисследуемой среды 2 сквозь испытуемыйобразец 3 (образец полимера) увеличит"ся значение электрической емкостимежду измерительными электродами 9 и14 со значения Со до С . В качествесхемы измерения можно исполЬзоватьприборы, позволяющие зафиксироватьмомент отклонения значений электрической емкости от номинального значения измерителя емкостей. Длина измерительных электродов 9 и 14 зависитот жесткости пружины 8 и силы давления Рн, определяемой натяжениемвинтов ,В случае испытания образцов 3 ввиде тонких пленок в металлическойкамере 1, примыкая к испытываемомуобразцу 3, устанавливается (крепитсяв металлической камере 1) металлическая сетка или металлическая пластина с перфорациями для.того, чтобы под действием силы нормальногодавления Г не происходило деформации испытуемого образца 3 (не показана)Дпя того, чтобы чувствительностьданного устройства была максимальна, необходимо, чтобы коэффициенттрения К был бы как можно меньше,Это достигается в данном устройстветем, что торец измерительного электрода 9, примыкающий к стенке измерительной камеры 4, смазан жиром илидругим смазочным веществом. Трущиесяторцы измерительного электрода 9 имеют высокую чвстоту обработки, как истенки измерительной камеры 4, по,которой скользит измерительный электрод 9. Поскольку поверхность испытуемого оЬразца 3 может иметь неров- .,ности, то реЬра электрода 9, которыепримыкают к испытуемому образцу 3,выполнены слегка закругленными (недоказаны).Вариантом выполнения предлага -емого устройства может Ьыть устройство, у которого второй измерительный электрод расположен в торцовойстенке измерительной камеры.2. Авторское свидетельство СССРИ 68135, кл. Ь 01 И 15/08, 1978.2 в 3. Авторское свидетельство СССРУ 1 577434, кл. 6 01 й 15/08, 1976(прототип). Формула изобретения Устройство для определения жиропроницаемости материалов, содержащее 157/72 Тира ак писно филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 7 968708 8Предложенное устройство выгодно камеру подачи исследуемой среды, изотличается от существующих устройств мерительную камеру и два электрода ем-.,.ем, что позволяет повысить точность костного датчика, о т л и ч а юфиксирования момента проникновения щ е е с я тем, что, с целью повышежиров или масел через полимерные ма ния точности определения, первый электериалы различной химической природы, трод размещен внутри измерительнойУстройство может быть рекомендова- камеры, примкнут боковой поверхноно не только для научных исследова- стью к ее стенкам и поджат пружиной,ний проницаемости жиров или масел а второй электрод размещен в стенкечерез полимерные материалы, но и для М измерительной камеры,оценки качества готовой продукции(полимерных пленочных материалов) Источники информации,в производственных условиях (напри" принятые во внимание при экспертиземер, выборочный контроль качествав условиях центральных заводских ла- И 1. Авторское свидетельство СССРбораториА ). .М 105055 кл. 6 01 И 15/02, 1972.