Устройство для определения газопроницаемости пористых материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОПРОГШЦАЕМОСТИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ , содержащее измерительную камеру для размещения испытуемого образца , источник сжатого воздуха стабилизированного давления, соединенный с двумя симметрично расположенными сужающимися соплами, помещенными в измерительную камеру, датчик расхода турбинного типа, размещенньй в измерительной камере, ось которого вертикальна, и расположенные с разных сторон датчика расхода турбинного типа источник излучения и фотопреобразователь , соединенный с входом электронной измерительной схемы, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона .измерения газопроницаемости в сторону малых величин и повышения точности измерения, в измерительной камере между датчиком расхода турбинного типа с испытуемым образцом выполнено калиброванное отверстие, а электронная измерительная схема содержит последовательно соединенные первый формирователь импульсов, первый ключ, управляющий вход которогоподключен к выходу формирователя времени измерения, и схему добавления и вычитания импульса, счетчик, первую схему совпадения, выход которой через триггер соединен с входом одновибратора, схему коррекции нелинейности и цифровой индикатор, причем выход схемы добавления и вычитания импульса подключен к входу счетчика, выход которого соединен i с входами схемы коррекции нелинейСЛ ности, цифрового индикатора и первой схемы совпадения, выход одновибратора подключен к шине сброса счетчика, первый и второй выходы схемы коррекции нелинейности соединены с соответствующими; входами схемы добавления и вычитания импуль00 са, при этом схема коррекции нелиней ности состоит из дешифратора участS ков коррекции, по крайней мере двух схем совпадения, второго формироваы теля импульсов, выход которого через второй и третий ключи соединен с первым и вторым выходами схемы коррекции нелинейности, а вход подключен к выходам второй и третьей схем совпадения , первые входы которых соединены с входом дешифратора участков коррек1Ц1и нелинейности и подключены к входу схемы коррекции нелинейности, причем вторые входы схем совпадения и управляющие входы второго и третьего ключей соединены с соответствующими выходами дешифратора участков коррекции нелинейности.

C0lO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1187022 (1) 4 G 01 N t 5 08

7Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3697723/24-25 (22) 08.02.84 (46) 23.10.85. Бюл. К - 39 (72) А.А. Зиньковский и А.И. Леонова (71) Харьковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института литейного машиностроения, литейной технологии и автоматизации литейного производства (53) 539.217 (088.8) (56) Медведев Я.И. Валиковский И.В.

Технологические испытания формовочных материалов. N.: Машиностроение, 1973, с. 26-36.

Авторское свидетельство СССР

9 586372, кл. G 01 N 15/08, 1974.

Авторское свидетельство СССР

9 972338, кл. G 01 N15/08, 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее измерительную камеру для размещения испытуемого образца, источник сжатого воздуха стабилизированного давления, соединенный с двумя симметрично расположенными сужающимися соплами, помещенными в измерительную камеру, датчик расхода турбинного типа, размещенный в измерительной камере, ось которого вертикальна, и расположенные с разных сторон датчика расхода турбинного типа источник излучения и фотопреобразователь, соединенный с вхо дом электронной измерительной схемы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона, измерения газопроницаемости в сторону малых величин и повышения точности измерения, в измерительной камере между датчиком расхода турбинного типа с испытуемым образцом выполнено калиброванное отверстие, а электронная измерительная схема содержит последовательно соединенные первый формирователь импульсов, первый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя времени измерения, и схему добавления и вычитания импульса, счетчик, первую схему совпадения, выход которой через триггер соединен с входом одновибратора, схему коррекции нелинейности и цифровой индикатор, причем выход схемы добавления и вычитания импульса подключен к входу счетчика, выход которого соединен с с входами схемы коррекции нелинейности, цифрового индикатоРа и цер- (/) вой схемы совпадения, выход одновибратора подключен к шине сброса счетчика, первый и второй выходы схемы коррекции нелинейности соединены с соответствующими входами схе- М4 . мы добавления и вычитания импуль- Фррр са; при этом схема коррекции нелиней- 00 ности состоит из дешифратора участков коррекции, по крайней мере двух схем совпадения, второго формирователя импульсов, выход которого через второй и третий ключи соединен с первым и вторым выходами схемы коррекции нелинейности, а вход подключен к выходам второй и третьей схем совпадения, первые входы которых соединены с входом дешифратора участков коррекции нелинейности и подключены к входу схемы коррекции нелинейности, причем вторые входы схем совпадения и управляющие входы второго и третьего ключей соединены с соответствующими выходами дешифратора участков коррекции нелинейности.

1187022

Изобретение относится к средствам измерения характеристик материалов, в частности, пористых уплотненных материалов, применяемых в литейном производстве (формовочных и стержне- 5 вых смесей) .и в строительстве, Цель изобретения — расширение диапазона измерения газопроницаемости в сторону малых величин газопроницаемости и повышение точности измерения.

На фиг.1 показана схема устройства для определения газопроницаемости пористых материалов, на фиг.2 и 3 — графики, поясняющие принцип 15 коррекции .нелинейности измерителя.

Устройство содержит источник 1 сжатого воздуха со стабилизированным давлением, испытательную камеру 2, в которой имеется посадочное место 3,20 выполненное из эластичного материала, на которое герметично насаживается гильза 4 с заформованным в нее стандартным образцом 5 из формовочной смеси (или иного пористого материа- 25 ла). В камере 2 расположены концентратор потока воздуха, выполненный в ниде двух симметрично расположенных с жающихся сопел 6, а также датчик расхода воздуха турбинного типа, вы- 5п полненный в виде крыльчатки 7, закрепленной в опорах 8 ° С разных сторон крыльчатки расположены источник 9 излучения и фотопреобразователь 10.

В камере 2 выполнено также калиброванное отверстие 11 (или дроссель), расположенное после крыльчатки 7 по ходу потока воздуха.

Фотопреобразователь 10 соединен 40 электрически со счетно-импульсным устройством, содержащим формирователь 12 импульсов, соединенный через ключ 13, и схему 14 добавления и вычитания импульса со счетчиком

15. 1 поч 13 управляется формирователем 16 времени измерения. Число в счетчике 15 высвечивается на цифровом индикаторе 17.

Счетчик 15 соединен со схемой 18 5р вычитания числа, содержащей соединенные последовательно схему 19 совпадения, триггер 20 и,одновибратор

21. Счетчик 15 также соединен со схемой 22 коррекции нелинейности, 55 содержащей дешифратор 23 номера участка коррекции, схемы 24 совпадения, формирователь 25 импульсов, два ключа 26 и 27 выходы которых соединены с соответствующими входами схемы 14 добавления и вычитания импульса.

Устройство работает следующим образом.

Гильза 4 с заформованным в нее стандартным образцом 5 из формовочной смеси устанавливается герметично на эластичное посадочное. место 3, после чего включается источник 1 сжатого воздуха, который нагнетает под постоянным давлением воздух в испытательную камеру 2. Поток воздуха концентрируется соплами 6 и приводит во вращение крыльчатку 7, которая, вращаясь, многократно прерывает световой поток межцу источником 9 излучения и фотопреобраэователем 10, благодаря чему формируются формирователем 12 импульсов импульсы, которые поступают через ключ 13 на счетчик

15. Поскольку частота импульсов пропорциональна расходу воздуха, проходящего через камеру 2 и образец 5 (считаем отверстие 11 закрытым), то выбором времени, в течение которого открыт ключ 13 (это время задается формирователем времени измерения 16) получают в числовой форме величину газопроницаемости испытуемого образца 5, которая светится на цифровом индикаторе 17.

Если газопроницаемость образца

5 мала, то момент вращения крыльчатки 7, созданный потоком воздуха., может оказаться меньше момента сил трения покоя. Этим и объясняется наличие зоны нечувствительности у известного устройства. Чтобы избавиться от последней в устройство вводят калиброванное отверстие (или дроссель) 11, которое выполнено в корпусе измерительной камеры 2 выше крыльчатки 7. Благодаря этому даже при нулевой газопроницаемости образца 5 (нет расхода воздуха через образец) через испытательную камеру проходит определенный поток воздуха.

Поскольку давление воздуха стабилизировано, а дроссель 11 калиброванный, то этот расход имеет вполне определенную величину, которая выби. рается таким образом, чтобы было обеспечено надежное вращение крыльчатки 7.

При этом в счетно-импульсном измерителе фиксируется определенI 187022 ное число, а показания в этот момент нулевые. Поэтому в счетно-импульсный измеритель вводится схема

l8 вычитания начального числа. Код числа, которое следует вычесть, - подается.на схему 19 совпадения с выходов счетчика 15, Когда в счетчике возникает это число, схема совпадения срабатывает, после чего опрокидывается триггер 20 и .запус- 10 кает одновибратор 21, который формирует импульс сброса в нуль счетчика

15, Таким образом, во время измерения, которое определяется формиро вателем 16 времени измерения, в 15 счетчике 15 фиксируется число, уменьшенное на такую величину, код которой набирается распайкой схемы

19 совпадения.

Настройка нулевых показаний, 20 устройства осуществляется либо установкой соответствующего кода на схеме 19 совпадения либо регулировкой дросселя 11.

При таком выполнении устройства 25 крыпьчатка 7 находится во вращательном движении даже при нулевой газопроницаемости образца 5, чем устраняется влияние сил трения покоя.

Уже при малых газопроницаемостях дополнительный поток воздуха через образец суммируется с потоком воздуха через дроссель 11 и увеличивает скорость вращения крыпьчатки 7, что приводит к появлению числа в счетчике 15 после окончания времени измерения. Это число соответствует именно величине дополнительного потока через образец, поскольку из показаний вычитается число соответу 40 ствующее расходу через дроссель 11.

Повышение точности измерения газопроницаемости достигается в предлагаемом устройстве за счет введения. в счетно-импульсный измеритель

45 схемы 22 коррекции нелинейности, которая позволяет осуществить кусочно-линейную аппроксимацию характеристики. Принцип ее работы схемы поясняется с помощью графиков (фиг.2). Весь диапазон измерения разбивается на участки (например, на фиг.2 диапазон разбивается на 5 участков). В конце первого участка погрешность измерения составляет О„ .

Формируется с „ корректирующих импульсов, которые формируются после каждого входного импульса, М

dI т.е. коррекция заключается в том, дй что после каждого и = — входного

1 дь

1 импульса запрещается прохождение. на счетчик 15 одного входного импульса, т.е, "зачеркивается" один входной импульс. На втором участке коли чество "зачеркнутых" импульсов составляет К - д „ зачеркиваются1 они аН после каждого п, = входного 2-+I импульса. Если на каком-то участке, например, на третьем, (фиг.2) оказывается, что д -д 0 то коррекция на этом участке не осуществляется.

На четвертом и пятом участках (фиг.2) коррекции разность д"з- д и d"4-0 поло тельна, т е на этих участках импульсы коррекции не

1е ft зачеркивают входной импульс, а добавляют к входным импульсам, т.е. на четвертом участке каждый n<= ай входной импульс ныеываат о3 па добавление в счетчик 15 одного дополнительного корректирующего импульса, а на пятом участке дополнительный импульс формируется после исходно40 го. n5 = «0 Входного импульса.

Для реализации этого необходим дешифратор номера участка коррекции, который lio коду числа в счетчике 15 определяет номер участка. Необходим также управляемый делитель частоты, который обеспечивает получение выходного импульса через каждый N или и г или пг и т . д . Входных импульсоВ которые в зависимости от номера участка либо добавляются к числу входных импульсов счетчика 15, либо вызывают "зачеркивание" очередного входного импульса.

В предлагаемом устройстве, с целью упрощЕния конструкции вместо управляемого, целителя используется счетчик 15 со схемами 24 совпадения, на которые подключаются выходы соответствующих триггеров счетчика 15. В зависимости от номера участка, который определяется дешифратором 23 по коду числа в счетчике

15, получают разрешение от дешифратора 23 соответствующие схемы 24 совпадения. Когда срабатывают триг1187022

ВНИИПИ Заказ 6539/47 Тираж 89б Подписное б

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 геры счетчика 15, подключенные этим схемам 24 совпадения, запускается формирователь 25 импульса. Дешифратор 23 управляет. также работой ключей 2б и 27. В соответствии с номером текущего участка, определен.ным дешифратором 23, импульс с формирователя,25 импульсов проходит через ключ 26 на вход "-" или через ключ 27 на вход "+" схемы 14 добавления или вычитания импульса.

При использовании счетчика 15

s качестве управляемого делителя частоты может быть получен лишь определенный ряд коэффициентов деле-. ния. Например, если счетчик двоично-десятичный, то первый триггер делит на 2, второй — на 5, третий и четвертый — на 10, пятый — на 20 и т.д. Поэтому в некоторых случаях может быть скомпенсирована лишь часть погрешности измерения. Если требуется большая точность, то можно использовать неравномерное разбиение диапазона измерения на участки коррекции. При этом воздействуют на N добиваясь необходимого значе1б ния п (фиг ° 3) °

При с с и с =-

n„ = n<, n, = п,а на третьем участке

1 корректирующие импульсы не вводятся.

Если же диапазон разбивается на три участка (в большинстве случае этого достаточно), то нужен всего лишь один коэффициент деления управляемо го делителя.