Способ определения координаты фазового перехода жидкость- твердое вещество и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к определению координаты фазового перехода жидкость - твердое вещество. Цель изобретения - повышение точности определения. Устройство содержит эластичный сосуд, установленный внутри емкости для исследуемого вещества и соединенный трубкой через клапанный узел с измерителем количества индикаторной жидкости или газа. На стенке эластичного сосуда установлены тензометрические датчики, связанные электрической связью с системой замера деформации . На трубке между емкостью и клапанным узлом установлены теплообменник и дренажно-предохранительный клапан. Теплообменник размещен внутри емкости для исследуемого вещества . Перед измерением повьшают давление в емкости для сжатия эластичного сосуда. Записывают исходный электрический сигнал с тензометрических датчиков и подают индикаторную жидкость или газ в эластичный сосуд. В процессе подачи индикаторной жидкости или газа в сосуд и после его заполнения записывают электрический сигнал с тензотермических датчиков. Давление подачи индикаторной жидкости или газа Рр определяют из условия Р i /п, где 6- предел прочности исследуемого вещества в твердом состоянии; п - коэффициент запаса прочности . Индикаторную жидкость или газ, имеющие температуру фазового перехода более низкую, чем у исследуемого вещества, термостатируют на уровне температуры затвердевания исследуемого вещества. После этого давление в емкости для исследуемой жидкости повышают . Индикаторную жидкость или газ стравливают в измеритель. По электрическому сигналу с тенэометрических датчиков определяют координату фазового перехода. 2 с.п. ф-лы, I ил. S (Л о о сг 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 01 N 25/02

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ УНТ СССР (21) 3876925/24-25 (22) 30.01.85 (46) 23.02.89. Бюл. Р 7 (72) А. А. Валов, А. В. Гугнин, А. Б ° Кулигин и В.Е.Pадченко (53) 536.42 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 213384, кл. G 01 В 13/06, 1966.

Авторское свидетельство СССР

9 1089495, кл. G 01 N 25/02, 1984. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТЫ

ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА ЖИДКОСТЪ вЂ” ТВЕРДОЕ

ВЕЩЕСТВО И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к определению координаты фазового перехода жидкость — твердое вещество.

Цель изобретения — повышение точности определения. Устройство содержит эластичный сосуд, установленный внутри емкости для исследуемого вещества и соединенный трубкой через клапанный узел с измерителем количества индикаторной жидкости или газа. На стенке эластичного сосуда установлены тензометрические датчики, связанные электрической связью с системой замера деформации. На трубке между емкостью и клапанным узлом установлены теплообИзобретение относится к измерительной технике.

Цель изобретения — повышение точности определения координаты фазового перехода жидкость — твердое вещество.

„„Я0„„1460683 A 1 менник и дренажно-предохранительный клапан. Теплообменник размещен внутри емкости для исследуемого вещества. Перед измерением повышают давление в емкости для сжатия эластичного сосуда. Записывают исходный электрический сигнал с тензометрических датчиков и подают индикаторную жидкость или газ в эластичный сосуд, В процессе подачи индикаторной жидкости или газа в сосуд и после его заполнения записывают электрический сигнал с тензотермических датчиков, Давление подачи индикаторной жидкости или газа Р„ определяют из условия Р „

Ы /II, где Й вЂ” предел прочности ис- а

Ю следуемого вещества в твердом состоянии; II — коэффициент запаса прочности. Индикаторную жидкость или ras, имеющие температуру фазового перехо- С да более низкую, чем у исследуемого вещества, термостатируют на уровне температуры затвердевания исследуемо- ф

ro вещества. После этого давление в ф емкости для исследуемой жидкости повышают. Индикаторную жидкость или газ >ив стравливают в измеритель. По электрическому сигналу с тензометрических датчиков определяют координату фазового перехода. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. C+

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство для определения координаты фазового перехода жидкость твердое вещество состоит из эластичного сосуда 1, установленного внутри

1460683 емкости 2 для исследуемого вещества и соединенного трубкой 3 через клапанный узел 4 с измерителем 5 количества индикаторной жидкости или rasa.

На стенке эластичного сосуда 1 установлены тензометрические датчики 6, связанные электрической ràÿsüþ 7 с системой 8 замера деформации. На трубке 3 между емкостью и клапанным узлом 4 установлены теплообменник 9 и дренажно-предохранительный клапан

10.

Теплообменник 9 выполнен, например, в виде витой трубки и размещен внутри емкости 2. Настройка клапана

10 выбирается из условия

Р

П О где Р„- давление начала открытия клапана;

Б — предел прочности исследуемого вещества в твердом состоянии; и — коэффициент запаса прочности.

На трубке 3 установлен манометр 11 и датчик 12 давления.

Устройства работает следующим образом.

Перед измерением повышают давления в емкости 2 для сжатия эластичного сосуда 1, после чего емкость 2 выдерживают в условиях, определяемых задачами испытаний.

После этого записывают исходный электрический сигнал с тензометрических датчиков 6 и подают индикаторную жидкость или газ иэ измерителя 5 через клапанный узел 4 в эластичный сосуд 1. Последний принимает форму, которая определяется координатой фазо-. вого перехода жидкость — твердое вещество, например, если исследуемое вещество вода — координату, определяющую размер льда стенки емкости 2.

В процессе подачи индикаторной жидкости или гasa в сосуд и после

его заполнения записывают электрический сигнал с датчиков 6. Давление подачи индикаторной жидкости или газа определяют из условия р (n- °

Датчик 12 давления связан электрической связью с клапанным узлом 4, который закрывает подачу индикаторф0 6, определяют координаты фазового пе45

5

35 ной жидкости или газа при превышении давления выше допустимого, определяемого прочностью твердой фазы, например льда, в случае, если исследуется процесс замерзания воды. Если по каким-либо причинам давление индикаторной жидкости или газа продолжает расти, испытание не забракуется, так как давление в трубке 3. установится предохранительным клапаном 10, настройка которого выбирается иэ тех же условий. Например, для воды это давление не должно превышать 5-10 кг/см, так

2 как предел прочности льда 10-20 кг/см (О, 1-0, 2 кг/мм ) .

В качестве индикаторной жидкости или газа в данном примере выбран углекислый газ, который не ожижается и не замерзает в пределах температур, реально существующих при испытаниях (от -4 до +40 С) .

При подаче индикаторной жидкости или газа в сосуд 1 производят их термостатирование на уровне температуры замерзания исследуемого вещества (для воды 0 С). Это достигается при прохождении индикаторной жидкости или газа (СО ) через теплообменник 9, который находится, например, внутри емкости 2 и омывается исследуемым веществом при температуре, близкой к температуре его фазового перехода.

После этого давление в емкости 2 повышают. Индикаторная жидкость или газ стравливается из сосуда 1 через теплообменник 9 в измеритель 5 °

По электрическому сигналу, записанному в тензометрических датчиках рехода. Сигнал с датчика 6 пропорционален деформации стенки сосуда 1 и при наличии предварительной тарировки позволяет продублировать и уточнить основной замер индикаторной жидкости или газа в измерителе 5.

Формула из обретения

1. Способ определения координаты фазового перехода жидкость — твердое вещество, заключающийся в измерении количества индикаторной жидкости или

rasa, поступивших в предварительно сжатый эластичный сосуд, помещенный в исследуемое вещество, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения, перед подачей индикаторной жидкости или га1460683

Составитель C. Беловодченко

Редактор B.Петраш Техред М.Дидык Коррек гор Ле Пилипенко

Заказ 539/54 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101 за в эластичный сосуд и в процессе подачи производят замер деформации стенок сосуда, индикаторную жидкость ипи гаэ, имеющие температуру фазового перехода более низкую, чем у ис5 следуемого вещества, термостатируют на уровне температуры затвердевания исследуемого вещества, а давление подачи индикаторной жидкости или газа

Рп поддерживают в пределах, определяемых из условия р с-—

П где Ь вЂ” предел прочности исследуемо- 5

ro вещества в твердом состоянииq

n — - коэффициент запаса прочности.

2. Устройство для определения координаты фазового перехода жидкость твердое вещество, состоящее из эластичного сосуда, установленного в емкости для исследуемого вещества и соединенного трубкой через клапанный узел с измерителем количества индикаторной жидкости или газа, о т л ич а ю щ е е с я тем, что на стенке эластичного сосуда установлены тензометрические датчики, связанные электрической связью с системой замера деформации на трубке, между емкостью и клапанным узлом установлены теплообменник и дренажно-предохранительный клапан, причем теплообменник размещен в емкости.