RU2115912C1 - Устройство для определения газонепроницаемости пористых материалов - Google Patents
Устройство для определения газонепроницаемости пористых материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2115912C1 RU2115912C1 RU97106239/25A RU97106239A RU2115912C1 RU 2115912 C1 RU2115912 C1 RU 2115912C1 RU 97106239/25 A RU97106239/25 A RU 97106239/25A RU 97106239 A RU97106239 A RU 97106239A RU 2115912 C1 RU2115912 C1 RU 2115912C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- converter
- rotameter
- differential
- digital
- analog
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Устройство содержит измерительную головку, соединенную с источником избыточного давления через стабилизатор и ротаметр. Ротаметр снабжен дифференциально-трансформаторным преобразователем перемещения поплавка ротаметра. Первичная обмотка дифференциально-трансформаторного преобразователя зашунтирована конденсатором и соединена с выходом стабилизированного генератора постоянного тока через прерыватель. Вторичная обмотка дифференциально-трансформаторного преобразователя соединена с входом аналого-цифрового преобразователя с запоминанием максимального значения, который снабжен цифровым индикатором. Изобретение способствует повышению точности измерения за счет исключения влияния изменения сетевого напряжения. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для испытаний пористых материалов и может быть использовано в литейном производстве, производстве огнеупоров, керамики и строительных материалов.
Известна установка для определения газопроницаемости пористых материалов (авт. св. СССР N 249734, МКИ G 01 N 15/08), содержащая измерительное устройство со снабженной микрометрическим винтом станиной, на которой смонтирован сильфонный датчик, имеющий полую иглу и мехатрон. Игла датчика установлена перпендикулярно исследуемому участку образца на заданном расстоянии от поверхности. Воспринимаемый сильфонным датчиком напор газа, протекающего через пористую стенку, в виде микроперемещений передается на шток мехатрона, где механический сигнал преобразуется в электрический, пропорциональный величине напора газа.
Недостатком указанного способа является невысокая точность определения газопроницаемости, связанная с погрешностью измерения расхода газа.
Ближайшим к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является прибор для определения проницаемости пористых изделий (авт.св. СССР N 541109, МКИ G 01 N 15/08), содержащий измерительную головку, соединенную с источником избыточного давления через стабилизатор давления, отсчетное устройство ротаметрического типа (ротаметр), обводные каналы с регулируемыми соплами, которые введены в общий коллектор.
Воздух из воздушной магистрали через блок подготовки воздуха, выполняющий функцию стабилизатора давления, поступает одновременно в расходомер и через регулируемое сопло в обводной канал. Затем оба потока соединяются в один, и общий поток поступает к измерительной головке, в которой установлен образец пористого материала. За счет регулируемых сопел в устройстве производится распределение воздушного потока, при котором положение поплавка ротаметра определяет проницаемость исследуемого образца.
Недостатком прототипа является значительная погрешность измерения, связанная с использованием регулируемых сопел, характеристики которых могут изменяться со временем, а также с визуальным отсчетом положения поплавка ротаметра. Кроме того, отсутствие выходного электрического сигнала не позволяет осуществить передачу результата измерения и его запоминание.
Задачей изобретения является исключение погрешности измерения, обусловленной возможным изменением во времени характеристик сопл и визуальным отсчетом положения поплавка ротаметра, а также обеспечение возможности передач результатов измерений.
Техническим эффектом является повышение точности измерительного устройства и обеспечение возможности включения его в автоматизированные системы, а также обеспечение запоминания результатов измерения.
Поставленная задача решается предлагаемым изобретением, сущность которого заключается в том, что в устройство, содержащее измерительную головку, соединенную с источником избыточного давления через стабилизатор давления, и ротаметр, дополнительно введены дифференциально - трансформаторный преобразователь перемещения поплавка ротаметра, генератор постоянного тока, прерыватель, конденсатор, аналого-цифровой преобразователь с запоминанием максимального значения, цифровой индикатор, причем выход генератора через прерыватель подключен к первичной обмотке дифференциально-трансформаторного преобразователя, зашунтированной конденсатором, вторичная обмотка дифференциально-трансформаторного преобразователя соединена с входом аналого-цифрового преобразователя с запоминанием максимального значения, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к цифровому индикатору.
В этом случае максимальное значение напряжения на вторичной обмотке дифференциально-трансформаторного преобразователя будет описываться следующим выражением при подаче импульса тока:
,
где
Umax - максимальное значение напряжения на вторичной обмотке дифференциально-трансформаторного преобразователя, В;
I - стабилизированное значение подаваемого постоянного тока, А;
p - волновое сопротивление дифференциально-трансформаторного преобразователя, Ом;
w1, w2 - число витков, соответственно, первичной и вторичной обмоток дифференциально-трансформаторного преобразователя;
X - перемещение поплавка ротаметра, соответствующее измеряемому расходу, м;
l - длина вторичной обмотки дифференциально-трансформаторного преобразователя, м;
A - константа.
,
где
Umax - максимальное значение напряжения на вторичной обмотке дифференциально-трансформаторного преобразователя, В;
I - стабилизированное значение подаваемого постоянного тока, А;
p - волновое сопротивление дифференциально-трансформаторного преобразователя, Ом;
w1, w2 - число витков, соответственно, первичной и вторичной обмоток дифференциально-трансформаторного преобразователя;
X - перемещение поплавка ротаметра, соответствующее измеряемому расходу, м;
l - длина вторичной обмотки дифференциально-трансформаторного преобразователя, м;
A - константа.
,
где
L1 - индуктивность первичной обмотки дифференциально-трансформаторного преобразователя, Гн;
C - емкость шунтирующего конденсатора, Ф.
где
L1 - индуктивность первичной обмотки дифференциально-трансформаторного преобразователя, Гн;
C - емкость шунтирующего конденсатора, Ф.
,
где
r1 - активное сопротивление первичной обмотки дифференциально-трансформаторного преобразователя, Ом.
где
r1 - активное сопротивление первичной обмотки дифференциально-трансформаторного преобразователя, Ом.
Приведенные формулы показывают, что максимальное значение напряжения на вторичной обмотке дифференциально-трансформаторного преобразователя зависит от величины стабилизированного тока I, параметров преобразователя L1, r2, l, w1, w2, емкости конденсатора C и от перемещения поплавка ротаметра X, но не зависит от колебаний сетевого напряжения.
При помощи аналого-цифрового преобразователя с запоминанием максимального значения и цифрового индикатора величина X перемещения поплавка, соответствующая измеряемому расходу и газопроницаемости образца, может быть измерена и индицирована.
Таким образом, обоснованы теоретические предпосылки решения поставленной задачи.
На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - графики изменения токов и напряжений.
Устройство содержит источник избыточного давления 1, стабилизатор давления 2, ротаметр 3 с поплавком 4, сердечником 5 дифференциально-трансформаторного преобразователя 6, конденсатор 7, прерыватель 8, стабилизированный генератор постоянного тока 9, аналого-цифровой преобразователь с запоминанием максимального значения 10, цифровой индикатор 11, измерительную головку 12.
Испытаниям подвергается образец 13, находящейся в гильзе 14.
Устройство работает следующим образом.
Образец 13 в гильзе 14 устанавливается на измерительную головку 12 с натягом, исключающим утечку воздуха. Включается в работу источник избыточного давления 1 и стабилизатор давления 2. На выходе стабилизатора 2 устанавливается стабильное, т. е. независимое от расхода давление Pст. Воздух через ротаметр 3, измерительную головку 12 и гильзу 14 подается на испытуемый образец 13. В пневмосистеме устанавливается расход воздуха, соответствующий пневматической проводимости или газопроницаемости образца 13. В зависимости от величины расхода поплавок 4 ротаметра 3 поднимается вверх на величину X, образуя кольцевую щель такой площади, что перепад давления на поплавке 4dP уравновешивает суммарную массу поплавка 4 и сердечника 5. Перед образцом 13 устанавливается стабильное давление.
P0 = Pст - dP
Одновременно с источником избыточного давления 1 и стабилизатором давления 2 включается в работу стабилизированный генератор постоянного тока 9 и прерыватель 8, посылая на первичную обмотку W1 дифференциально-трансформаторного преобразователя 6, зашунтированного конденсатором 7, импульсы тока I (см. фиг. 2а). Форма импульсов тока i1 в обмотке W1 показана на фиг. 2б; форма импульсов выходного напряжения U2 на обмотке W2 показана на фиг. 2в. Эти импульсы пропорциональны первой производной от тока i1 во времени, т.е.
Одновременно с источником избыточного давления 1 и стабилизатором давления 2 включается в работу стабилизированный генератор постоянного тока 9 и прерыватель 8, посылая на первичную обмотку W1 дифференциально-трансформаторного преобразователя 6, зашунтированного конденсатором 7, импульсы тока I (см. фиг. 2а). Форма импульсов тока i1 в обмотке W1 показана на фиг. 2б; форма импульсов выходного напряжения U2 на обмотке W2 показана на фиг. 2в. Эти импульсы пропорциональны первой производной от тока i1 во времени, т.е.
а амплитудное значение напряжения U2 (Umax) соответствует формуле (1). Оно зависит от величин X, т.е. от измеряемого расхода через образец 13.
Величина U2 непрерывно преобразуется в цифровой код посредством аналого-цифрового преобразователя с запоминанием максимального значения 10 и индицируется цифровым индикатором 11 в единицах газопроницаемости, определяемой по формуле:
,
где
Г - газопроницаемость, см/гс•мин;
Q - объемный расход через образец, см3/мин;
P0 - избыточное давление перед образцом, гс/см2 (см вод.ст.);
h - высота образца, см;
S - площадь поперечного сечения образца, см2.
,
где
Г - газопроницаемость, см/гс•мин;
Q - объемный расход через образец, см3/мин;
P0 - избыточное давление перед образцом, гс/см2 (см вод.ст.);
h - высота образца, см;
S - площадь поперечного сечения образца, см2.
В заявляемом устройстве величина P0 = const, поэтому газопроницаемость линейно зависит от величины расхода Q, т.е. от Umax и Xmax.
Практическая реализация устройства может быть выполнена на базе ключей-прерывателей типа 590КН3, аналого-цифрового преобразователя типа 1106ПВ1. Ротаметр представляет собой конусную втулку с начальным диаметром 20 мм, высотой 30 мм и углом конуса 30'. Источник давления - воздуходувка на давление до 1 кПа при расходе до 8000 см3/мин. Стабилизатор давления выполняется аналогично ротаметру с увеличенной массой специального груза, подобного сердечнику, так как Pст>dP. Амплитуда измеряемых импульсов составляет, примерно, 250 мВ при максимальной газопроницаемости, длительность импульсов 1,5 мс при L1 = 0,03 Гн, C = 7,5 мкФ и токе 10 мА.
Claims (1)
- Устройство для определения газопроницаемости пористых материалов, содержащее измерительную головку, соединенную с источником избыточного давления через стабилизатор давления и ротаметр, отличающееся тем, что в него дополнительно введены дифференциально-трансформаторный преобразователь перемещения поплавка ротаметра, стабилизированный генератор постоянного тока, прерыватель, конденсатор, аналого-цифровой преобразователь с запоминанием максимального значения, цифровой индикатор, причем выход генератора тока через прерыватель подключен к первичной обмотке дифференциально-трансформаторного преобразователя, зашунтированной конденсатором, вторичная обмотка дифференциально-трансформаторного преобразователя соединена с входом аналого-цифрового преобразователя с запоминанием максимального значения, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к цифровому индикатору.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97106239/25A RU2115912C1 (ru) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | Устройство для определения газонепроницаемости пористых материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97106239/25A RU2115912C1 (ru) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | Устройство для определения газонепроницаемости пористых материалов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2115912C1 true RU2115912C1 (ru) | 1998-07-20 |
RU97106239A RU97106239A (ru) | 1998-12-10 |
Family
ID=20192085
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97106239/25A RU2115912C1 (ru) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | Устройство для определения газонепроницаемости пористых материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2115912C1 (ru) |
-
1997
- 1997-04-17 RU RU97106239/25A patent/RU2115912C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU669137B2 (en) | Water percentage meter and method | |
WO2005059476A3 (en) | Tunable empty pipe function | |
JP3241725B2 (ja) | 可変面積式流量計 | |
RU2115912C1 (ru) | Устройство для определения газонепроницаемости пористых материалов | |
JPS56143915A (en) | Measuring device for gas flow rate | |
US4697151A (en) | Method and apparatus for testing operational amplifier leakage current | |
CA1070517A (en) | Method and device for determining the pore water pressure in a soil | |
CN210005595U (zh) | 一种热电阻四线制实时测量电路 | |
DE4342935C2 (de) | Höhendifferenz-Meßgerät | |
RU2397441C1 (ru) | Устройство измерения размера детали | |
RU2365909C2 (ru) | Солемер | |
US5422555A (en) | Apparatus and method for establishing a reference signal with an LVDT | |
US3398572A (en) | Transducer for measurement of transient velocities | |
SU1552121A1 (ru) | Устройство дл измерени удельной электропроводности жидкости | |
SU918852A1 (ru) | Прибор дл измерени гладкости бумаги | |
RU2069306C1 (ru) | Индуктивный измеритель перемещения | |
JPS5886416A (ja) | 流量計 | |
JPH06241855A (ja) | 非満水用電磁流量計 | |
SU1051442A1 (ru) | Компенсирующий элемент | |
SU142073A1 (ru) | Датчик к плотномеру дл пульпы | |
SU148951A1 (ru) | Датчик удельного веса с электрическим выходом | |
SU1193611A1 (ru) | Устройство дл измерени напр женности магнитного пол | |
SU584255A1 (ru) | Устройство дл измерени скорости потока жидкости | |
SU659919A1 (ru) | Датчик разности давлений | |
SU800819A1 (ru) | Устройство дл измерени плотностижидКОСТи |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050418 |