Устройство для измерения потенциала массопереноса материалов

 

Использование: аналитическое приборостроение , промышленность строительных материалов. Сущность изобретения: устройство содержит два электрода, подключенных к источнику постоянного тока. Между электродами размещен эталонный материал из фильтровальной бумаги. В эталонном материале между электродами на равном расстоянии от каждого установлен дополнительный электрод, подключенный к измерителю тока. Все электроды выполнены в виде пластин, например, из меди или серебра: 2 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ (СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 N 27/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4722821/25 (22) 24.07,89 (46) 23.06.92. Бюл. N. 23 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г. И. Носова (72) М; С. Гаркави, А, Я. Захаров, К. Е, Жихарев и А. В. Долженков (53) 543.25(088.8) (56) Соколов В. А, Методика и аппаратура исследования электрохимического потенциала в системе цемент-вода. / В сб;: Ограждающие конструкции зданий и сооружений. — М.: МИИЗ 1987, с, 74, Цимерманис Л.— Х. Б. Термодинамика влажностного состояния и твердения строительных материалов. — Рига. Зинатне, 1985, с. 120-121.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к устройствам, обеспечивающим измерение и контроль влажностных характеристик материалов.

Известно устройство для измерения потенциала массопереноса материалов, содержащее два электрода, установленных в электролите.

Наиболее близким к предлагаемому является датчик для измерения массопереноса материалов, содержащий два электрода, подключенные к источнику тока, измеритель тока и эталонный материал иэ фильтровальной бумаги, размещенный .между электродами.

Недостаткам известного датчика является низкая точность измерения влажност- ных характеристик исследуемого материала

„„SU „„1742702 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА MACCOllEPEHOCA МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: аналитическое приборостроение, промышленность строительных материалов. Сущность изобретения: устройство содержит два электрода, подключенных к источнику постоянного тока.

Между электродами размещен эталонный материал из фильтровальной бумаги. В эталонном материале между электродами на равном расстоянии от каждого установлен дополнительный электрод, подключенный к измерителю тока. Все электроды выполнены в виде пластин, например, из меди или серебра: 2 ил, ввиду того, что при определенном значении потенциала массопереноса величина переменного тока достигает максимума, а при дальнейшем изменении потенциала массопереноса исследуемого материала указанная величина переменного тока остается постоянной, т.е. происходит запирание датчика.

Цель изобретения — повышение точности измерения, Устройство для измерения потенциала массопереноса материалов, содержащее два электрода, подключенные к источнику тока, измеритель тока и эталонный материал из фильтровальной бумаги, размещенный между электродами, снабжено дополнительным электродом, установленным в эталонном материале междудвумя электродами на

1742702

40 равном .расстоянии от каждого и подключенным к измерителю тока.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения потенциала массопереноса материалов, вид спереди; на фиг. 2 — эквивалентная электрическая схема устройства.

Устройство для измерения потенциала массопереноса материалов содержит два электрода 1, предназначенных для создания постоянного электрического поля и подключенных к источнику 2 постоянного тока, эталонный материал 3 из фильтровальной бумаги, размещенный между электродами

1. При этом потенциал массопереноса эталонного материала 3 в состоянии термодинамическаго равновесия равен потенциалу массопереноса исследуемого материала.

Фильтровальная бумага обладает постоянными структурно-влажностными характеристиками и обеспечивает безынерционность устройства за счет быстрого установления термодинамического равновесия.

В эталонном материале 3 между электродами 1 на равном расстоянии от каждого установлен дополнительный электрод 4, который подключен к измерителю 5 тока, В качестве измерителя 5 тока использован, например, автоматический прибор следящего уравновешивания — потенциометр

КСП-4. Целостность конструкции устройства обеспечивается бандажными кольцами б из хлопчатобумажной нити. Подкл,очение электродов 1 и 4 соответственно к источнику 2 тока и измерителю 5 тока осуществляется с помощью гибких медных проводов 7, припаянных к концам электродов 1 и 4, Электроды 1 и 4 выполнены в виде пластин, например, из меди, серебра, Датчик " пластинчатыми электродами 1 и 4 представляет собой эквивалентную электрическую модель (фиг. 2). Электроды 1 образуют емкость С1,соединенную с источником 2 постоянного тока (Е1). Эталонный материал 3 образует переменные емкости

Сг и Сз соединенные последовательно между собой, и последовательно соединенные переменные активные сопротивления R1 и

R2, Дополнительный электрод 4 установлен между двумя электродами 1 на равном от них расстоянии, т,е. в средней очке между переменными емкостями С2 и Сз. Такое расстояние между электродами 1 и 4 обеспечивает электрическое равновесие плеч R>Ci и

R2C2, а также p888HGTBD Я1/С2 = н2/Сз, что позволяет получить экспоненциальную зависимость между током заряда конденсаторотов С2 и Сз и,потенциалом массопереноса исследуемого материала, т.е. обеспечивается возможность снятия дополнительным электродОм 4 характерис ики тока заряда конденсаторов, создаваемого эталонным материалом 3, Это ведет к повышению точности и непрерывности измерений.

Устройство для измерения потенциала массопереноса материалов работает следующим образом.

Предварительно оттарированное устройство помещают в исследуемый влажный материал. Электроды 1 подключают с помощью подводящих проводов 7 к стабилизированному источнику 2 постоянного тока (Е1), а дополнительный электрод 4 — к измерителю 5 тока. Эталонный материал 3, размещенный между электродами 1 и 4, увлажняется и наступает термодинамическое равновесие устройства и исследуемого материала, при котором потенциалы массопереноса устройства и материала равны.

Подключенные к источнику 2 постоянного тока (Е1) электроды 1 создают постоянную емкость С1. При этом напряжение источника 2 постоянного тока выбирают в пределах 0,1-0,3 В, так как эталонный материал 3 находится между электродами 1, то последние выполняют роль электрического фильтра, позволяющего устранить влияние рН жидкой фазы исследуемого материала, Увлажненный эталонный материал 3 создает конденсаторы переменной емкости C2 и

Сз, которые заряжаются от источника 2 постоянного тока (Е1). Увлажнение эталонного материала 3 приводит к созданию активных переменных сопротивлений В1 и R2, через которые происходит разряд конденсаторов

С2 и Сз. Ток заряда конденсаторов С2 и Сз связанный экспоненциальной зависимостью с величиной потенциала массопереноса, фиксируется дополнительным электродом 4 и передается на подключенный к электроду 4 измеритель 5 тока, например КСП-4.

Тарировка устройства осуществляется следующим образом.

Устройство помещают в среду с известным потенциалом массопереноса. После установления термодинамического равновесия фиксируют с помощью дополнительного электрода 4, помещенного в эталонный материал 3, ток заряда конденсаторов С2 и Сз, соответствующий величине потенциала массопереноса среды.

Для сравнения предлагаемого и известного устройств проводят лабораторные испытания. В устройстве для измерения потенциала массопереноса материалов использованы дополнительный пластинчатый электрод с площадью, равной 100 мм, два крайних пластинчатых электрода, площадь каждого иэ которых равна 100 мм2, При этом в качестве эталонного материала взята фильтровальная бумага,N 1, а в качестве

1742702

Потенциал массоперенога дж/моль

Известного Предлагаемого

$ повышения точности измерений предлагаемого устройства по. сравненмю с известным, Исследуемый материал

Время твердения

Относительная погрешность измерений известного, С„, $

Вадотвердое отношеwe.BIТ

Отнссигельнля погрешность из мерений пргцгст, $ (приборы

2ео класса ттге ности) Базового обькта (при бары 2-го класса точности) . (Д -1) 100%, Ет

0.65

5 мин

10 мин

20 мин

241

214

242.

229

214

2.4

2,43

2.0

229

217

204

Строительным гипс

4.98 . 5.6

4.7

107

143

135

Портла ндцемент

0.3

131 125

199

124

119

119

210 . 132

124

96

71

1820

1ч

5ч

10ч

24 ч

5.2

5,3

4.8

384

2,0

2.7

2Я

2.0

Pres Г

Составитель А.Захаров

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Т.Вашкович

Редактор И.Шулла

Заказ 2280 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 измерителя тока КСП-4. Исследованию подвергается строительный гипс и цемент.

Контрольные измерения исследуемых материалов проводят базовым датчиком — весовая модификация массопотенциалометра.

Исследуемый материал помещают в стандартные формы, куда сразу после затворения водой устанавливали предлагаемоеустройство и производят им непрерывные измерения потенциала массопереноса исследуемых материалов, Результаты исследований приведены в таблице.

Результаты исследований показали, что устройство позволяет повысить точность измерения потенциала массопереноса материалов на 70-1607 за счет расширения диапазона измерения.

Формула изобретения

5 Устройство для измерения потенциала массопереноса материалов, содержащее два электрода, подключенные к источнику тока, измеритель тока и эталонный материал из фильтровальной бумаги, размещен10 ный между электродами, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено дополнительным электродом, установленным .между двумя электродами на равном расстоянии от каж15 дого и подключенным к измерителю тока,