Устройство для определения состава влаги в мерзлых грунтах
Изобретение относится к количественному термическому анализу, в частности к лабораторным измерительным приборам для определения фазового состава химически несвязанной воды в мерзлых грунтах, и может быть использовано в инженерных изысканиях. Цель изобретения - повышение точности измерения и сокращение трудозатрат путем автоматизации процесса измерения. Устройство содержит рабочий стакан и сосуд сравнения, выполненные в виде идентичных сосудов Дьюара. Прибор снабжен компаратором температуры, выполненным в виде дифференциальной термопары, подключенной к блоку управления и регистрации, содержащему секундомер и соединенному с нагревателем заданной мощности, размещенным в рабочем стакане. 1 з.п. флы, 1 ил. 1Л
СОЮЗ СО8ЕТСКИХ
СОЦИЛЛИСТИЧЕCKNX
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЬ!И КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЪ|ТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ И ОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4678819/25 (22) 14;03.89 (46) 07.07.92. Бюл. М 25 (71) Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве Госстроя РСФСР (72) И.В.Шейкин, В.И,Панченко и Т.C.Êóä. рявцева (53) 543.226(088.8) (56) Попов М.М. Термометрия и калориметрия. — M.: МГУ, 1954, с.382.
Материалы по лабораторным исследованиям мерзлых грунтов, сб.1. — M.:
АН СССР, 1953, с.47-84, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ.ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СОСТАВА ВЛАГИ B МЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ (57) Изобретение относится к количественному термическому анализу, в частности к
Изобретение относится к лабораторным измерительным устройствам для определения фазового состава влаги в мерзлых грунтах и может быть использовано в ийженерных изысканиях, Наиболее близким к предлагаемому является прибор для определения состава влаги в мерзлых грунтах. содержащий рабочий стакан с жидкостью, мешалку и нагреватель, бюкс для образца грунта. разме. щенный в рабочем стакане, и приспособление для измерения температуры.
Недостатком этого прибора является низкая точность определения, обусловленная во-первых, необходимость о учета теп лообмена между стаканом и оболочкой, что вынуждает проводить две серии отсчета температур до и пссле опыта и результаты оформлять графически; во-вторых, трудоем„„ Д „„1746276 А1 (я)я G 01 N 25/20
i...i.J лабораторным измерительным приборам для определения фазового состава химически несвязанной воды в мерзлых грунтах, и может быть использовано в инженерных изысканиях. Цель изобретения — повышение точности измерения и сокращение трудозатрат путем автоматизации процесса измерения, Устройство содержит рабочий стакан и сосуд сравнения, выполненные в виде идентичных сосудов Дьюара. Прибор снабжен компаратором температуры, выполненным в виде дифференциальной термопзры, подключенной к блоку управления и регистрации, содержащему секундомер и соединенному с нагревателем заданной мощности, размещенным в рабочем стакане. 1 э.п. флы, 1 ил. костью снятия отсчетов температуры с термометров Бекмана, сложностью перерасчета его показаний в градусы Цельсия. а также большой инерционностью термометров
Бекмана, содержащих около 50 r рpтTу тTи: Q в-третьих, необходимостью точного определения удельной теплоемкости калориметрической жидкости и ее массы в стакане; в-четвертых, необходимостью получения константы калориметра, включающей не только теплоемкость бюкса с мешалкой, но и часть теплоемкости калориметрического стакана; в-пятых, неопределенностью в учете испарения калориметрической жидкости.
Целью изобретения является повышение точности и производительности определения.
На чертеже изображено устройство, общий вид.
1746276
Устройство содержит рабочий стакан 1 с жидкостью. мешалку 2, нагреватель 3. бюкс 4 для образца грунта, блок 5 управления и регистрации. второй стакан б с жидкостью,. мешалку 7 и термометр 8, 5
Приспособление для измерения разности температур выполнено в виде дифференциальной термопары 9, рабочий спай 10 которой размещен в рабочем стакане 1, а спай сравнения 11 — eo втором стакане 6, Нагре- 10 ватель 3 и дифференциальная термопара 9 соединены электрической связью с блоком
5 управления и регистрации. Идентичные стаканы 1 и 6 выполнены в виде сосудов
Дьюара и снабжены крышками 12. 15
Устройство работает следующим образом.
Предварительно выравнивают температуру,жидкости в рабочем стакане 1 и втором стакане 6, Затем образец мерзлого 20 грунта, промороженный в криостате, помещают в рабочий стакан 1. При этом происходит некоторое. понижение температуры жидкости в стакане 1. Сигнал разности температуры с дифференциальной термопары 25 воздействует на блок 5 управления и регистрации и вызывает включение секундомера и нагревателя 2, который. вызывает повышение температуры жидкости в стакане 1 до температуры жидкости во втором 30 стакане 6. При равенстве этих температур(в рабочем стакане 1 и втором стакане 6) нагреватель и секундомер выключаются.
В процессе измерения за период нагревания образца от начальной температуры 35 до температуры жидкости в рабочем стакане 1 блок 5 управления и регистрации определяет суммарное время работы нагревателя заданной мощности. По окончании измерения определяют конечную температуру образца с помощью дифференциальной термопары 9 при ее нулевом показании. Количество льда и незамерзшей воды вычислят по калориметрической формуле, исходя из тепловой энергии. выделенной нагревателем.
Формула изобретения
1, Устройство для определения состава влаги в мерзлых грунтах, содержащее рабочий стакан с жидкостью, мешалку и нагреватель, бюкс для образца грунта. размещенный в рабочем стакане, и приспособление для измерения разности температур, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности определения, оно дополнительно содержит блок управления и регистрации, второй стакан с жидкостью, идентичный оабочему стакану, причем приспособление для измерения разности температур выполнено в виде дифференциальной термопары, рабочий спай которой размещен в рабочем стакане, а спай сравнения — во втором стакане, нагреватель и дифференциальная термопара соединены электрической связью с блоком управления и регистрации.
2. Устройство гго п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что идентичные один другому стаканы выполнены в виде сосудов Дьюара.
1746276
Составитель И. лейкин
Редактор Н. Лазаренко 7ехред М.Моргентал Корректор Н. Король
Заказ 2390. Тирам Подписное
ВНИИПИ Госудэрственного комитета по изобретениям и открытиям при гКН7 СССР
113035. Москва. Ж-36, Раувская наб., 4(5
Производственно-издательский комбина Патент", r. уркгород yn1агариHà lpl
