Способ количественного определения масс компонентов многокомпонентного изделия

 

Изобретение относится к количественному определению масс компонентов многокомпонентного объекта и может быть использовано при контроле массы компонентов в готовой продукции. Целью изобретения является определение масс компонентов без разрушения изделия, В соответствии с данным способом изделие сначала взвешивают, а затем нагревают до температуры TI и определяют количество выделившегося тепла См помещением его в калориметр, после этого изделие снова нагреваю до более высокой температуры Та Tin определяют количество выделившегося тепла 0.2, помещая его в калориметр. Операции нагревания изделия и определения выделившегося тепла путем помещения его в калориметр повторяют п-2 раза, где п - число компонентов изделия, при этом нагрев изделия перед каждым последующим помещением в калориметр производят до более высокой температуры, а массы компонентов определяют из системы уравнений теплового баланса. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 33/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4704968/25 (22} 24.03.89 (46} 30.12.91. Бюл, К 48 (72} Г.К.Арутюнов, Г.Г,Бакрадзе, M.Ã,Ãóëäåдава и М.З.Ташчян (53) 531,751 (088.8} (56) Авторское свидетельство СССР

М 564597, кл. 6 01 К ЗЗ/00, 1976.

Кикоин А,Н., Родина И.А. Физика 6 — 7 кл. Учебное пособие. — M.: Г1росвещение, 1976, с. 107, (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАСС КОМПОНЕНТОВ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение стносится к количественному определению масс компонентов многокомпонентного объекта и может быть использовано при контроле массы компонентов в — îòîâîé продукции. Целью изобреИзобретение относится к анализу материалов, а именно к количественному определению масс многокомпонентного объекта, представляющего изделие, сплав или смесь веществ, и может быть использовано при контроле массы компснента готовой продукции в ювелирной, машиностроительной, химической, металлургической и других отраслях.

Известно ус.гроиство с применением калориметра, используюгцее способ определения масс льда по количеству тепла, поглощающего замороженным образцом.

Недостатком устройства является то, что в случае наличия нескольких веществ, например льда, металлических и пластмассовых предметов неизвестной массы, их on„„SU ÄÄ 17023О5А1 тения является определение масс компонентов без разрушения изделия, В соответствии с данным способом иэделие сначала взвешивают, а затем нагревают до температуры Т1 и определяют количество выделившегося тепла Q1 помещением его в калориметр, после этого изделие снова нагревают до более высокой температуры Т > Т и определяют количество выделившегося тепла Qz. помещая его в калориметр. Операции нагревания изделия и определения выделившегося тепла путем помещения его в калориметр повторяют и — 2 раза, где и— число компонентов изделия, при этом нагрев изделия перед каждым последующим помещением в калориметр производят до более высокой температуры, а массы компонентов определяют из системы уравнений теплового баланса, 4 ределение при помощи калориметра невозможно. с5

Наиболее близким техчическим реше- Ы нием является способ раздельного количе- С) ственного определения масс иэделия, (Я

Однако в случае разделения изделия на детали возникают дополнительные затраты, Ф связанные со сборкой.

Целью изобретения является определение масс компонентов без разрушения изделия.

В качестве примера рассмотрим изделие из трех компонентов, состоящих из куска серебра массой пц = 0,011 кг и куска алюминия пц=0,014кг, помещаемыхвмедную гильзу массой п1з = 0,060 кг, 1702305

Нагревая трехкомпонентное изделие до t = 80 С и опуская его в калориметр с водой, температура которого до погружения соответствовала t == 20оС, определяем устаноГ««1вшу«ося температуру « «1 = 21,7 С для случая, когда масса медного сосуда калориметра саогветствовала п«4 =- 0,2 кг, а масса воцы т5 = 0,3 «Г, Пр«л этОм «Оличество тепла, отданно". изделием калориметру, составило

Qî = 2236,25 Дж, Взвешиванием указанного изделия на весах ПОлученя MBccB рехкомпонентной

; системь!, равная Мо =-0,0854 «r.

Наряду с Определением массы изделия на базе весового метода определяем обьем у«(аэа«««чой системы, составивший «/o = 13,1 l 10 «л".

ИсхОдя из системы трех уравнений с ,,тремя неизвестными, представленных в, виде:

Mo =- m1 + т2 + Гпз = 0,0854 xr; «/о — + + — 13,11 10 м ";

Р1 Р, Р, 1.1о=С1ГП 1Ь to + Сгтг Л1о + Сзтз +1о

I ° 2236,25 Дж, «-де р1 - плотность серебра р1= 10500 кг/м;

3. рг — плотность алюминия, рг = 2700 кг/м;

3. аз — плотность мсди, рз = 8900 кг/м;

3, с1 — удельная теплоемкасть серебра, c1=, = 230 Дж/кг К; сг — удельная теплоемкость ал«1миния,, сг = 880 Цж/кr К;

t = (80 С вЂ” 21,7 С) = 58,3 С, получаем массу серебра гп1 = 0,012 кг = 12 г; массу алюминия тг = 0 015 кг = 15 -; массу меди тэ = 0,058 кг = 58 r (при относительной погрешности лзмерения: для серебра а1 =- 9,1 Д, ал«омлния дг = 6,ба, меди д3

=- 3,45; ).

Для реализации способа, обеспечивающего определение масс каждого компонента трехкомпонентного изделия, необходимо осуществить взвешивание изделия в воздухе, определив его массу Mo, взвешивание иэделия в воде, определив его вес в воде «л эквивалентную ему массу МВ1, ОПРЕДЕЛИВ ОбЪЕМ ИЗДЕЛИЯ ПО ФОРМУЛЕ «/о == ««««о Мо1/Ро, ГДЕ «Оо — ПЛОТНОСТЬ ВОДЫ, Нагревая изделие и помещая его в калориметр с жидкостью (водой), определя«от количество-тепла, получаемое калориметром (Qo), или количество тепла, отдаваемое изделием. По данным ««ло, Ч; 0 определяют массы компонентов изделия

ГП ), Гпг, ГП3, В случае наличия больц«его числа компонентоь, например четырех, необходимо осуществить взвешивание изделия в воздухе, определив массу Мо, взвешивание тела в воде, определив эквивалентное значение

МаССЫ Мо1; ПО даННЫМ Mo-Mol И ПЛОтНОСтИ

5 воды ро определить объем изделия Ч; нагреть иэделие до температуры t == t1, опустить в калориметр с начальной температурой t. = to и зафиксировать значение установившейся температуры Oj", определить количество тепла, переданного калориметру, Q1, вновь нагреть изделие до тЕМПЕРВ УРЫ to = t2o > 11 И ОПУСтИтЬ В КаЛОриметр с начальной температурой t =

to, зафиксировав значение установившейся температуры 62 о, определить количество переданного калориметру тепла

Ог.

Из системы уравнений:

20 Мо т1+ rr«2+ и\3+ Гп4, т1 т2 + П13 + т4

Р1 02 P3 Р4 и1

= С11т1 + С2!т2 +

1 — О

+ с31гпз + сета; 2

= С12ГП1 + C22mz +

12 — Гг

+ С32ГП3 + С42ГП4

30 Где с11, сг1, С31, с41 — удельные теплоемкости искомых Веществ в интервале температур « ЯЖ );

С12, с22, сзг, с4г — удельные теплоемкости искомых веществ в интервале температур t дг,t,,îïðeäåëÿ«oò массы кОмпанЕнт т1: тг; тз; m4.

Формула изобретения

Способ количественного определения

:.ласс. компонентов многокомпонентного изделия, включающий взвешивание его в воздухе или жидкости, о т л и ч а ю щ и и -. я тем, что, с целью определения масс компонентов без разрушения «лзделия, иэделие после взвешивания нагревают до температуры Г1 и определяют количество выделившегося тепла Q1 помещением его в калориметр, затем нагревают изделие до температуры

T2 > T1 и определяют количество выделившегося тепла Q2 помещением его в калориметр, операции нагревания изделия и определения выделившегося тепла помещением его в калориметр повторяют и-2 раза, где n — число компонентов изделия, при этом нагрев изделия перед каждым помещением в калориметр производят до более высокой температуры, а массы компонентов определяют из системы уравнений теплового баланса.