RU61885U1

RU61885U1 - DILATOMETER VOLUME

Info

Publication number: RU61885U1
Application number: RU2006130287/22U
Authority: RU
Inventors: Герман Асфович Губайдуллин; Сергей Михайлович Леонидов; Виктор Валерьевич Бурыкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Интерприбор"
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2007-03-10

Abstract

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к устройствам для измерения объемных изменений материалов. Она может быть использована в строительстве для определения морозостойкости бетона в сооружаемых и эксплуатируемых конструкциях, а также в технологических процессах на стадии изготовления бетона.The utility model relates to measuring equipment, in particular, to devices for measuring volumetric changes in materials. It can be used in construction to determine the frost resistance of concrete in constructed and operated structures, as well as in technological processes at the stage of concrete production.

Перед авторами стояла задача создать компактный и эргономичный дилатометр объемный простой и удобной конструкции, повысить точность измерения объемных изменений материалов и производительность контроля.The authors were faced with the task of creating a compact and ergonomic volumetric dilatometer of simple and convenient design, increasing the accuracy of measuring volumetric changes in materials and the performance of control.

Указанная задача и технический результат достигаются тем, что у дилатометра объемного, содержащего подвижно установленную на подставке камеру, соединенную с сильфоном через переливное отверстие и снабженную крышкой с заливным отверстием, при этом сильфон и датчик линейных перемещений расположены вертикально и связаны между собой, согласно полезной модели, крышка внутри камеры выполнена вогнутой, переливное отверстие расположено в стенке камеры, а оси сильфона и датчика линейных перемещений параллельны. Кроме того, высота сильфона относится к его диаметру, как 3:1 и соизмерима с высотой камеры.The specified task and the technical result are achieved in that a volumetric dilatometer containing a camera movably mounted on a stand connected to a bellows through an overflow hole and provided with a lid with a filler hole, while the bellows and the linear displacement sensor are arranged vertically and connected, according to the utility model , the lid inside the chamber is concave, the overflow hole is located in the chamber wall, and the axes of the bellows and the linear displacement sensor are parallel. In addition, the height of the bellows refers to its diameter as 3: 1 and is commensurate with the height of the chamber.

Description

Заявляемая полезная модель относится к измерительной технике, в частности, к устройствам для измерения объемных изменений материалов. Она может быть использована в строительстве для определения морозостойкости бетона в сооружаемых и эксплуатируемых конструкциях, а также в технологических процессах на стадии изготовления бетона.The inventive utility model relates to measuring technique, in particular, to devices for measuring volumetric changes in materials. It can be used in construction to determine the frost resistance of concrete in constructed and operated structures, as well as in technological processes at the stage of concrete production.

Известен дифференциальный объемный дилатометр (см. а.с. №1404914 «Дифференциальный объемный дилатометр», кл. G 01 N 25/16 от 09.07.1986 г., опубликованное 23.06.1988 г.). Он содержит камеру с компенсационным и измерительным сильфонами и индукционный измерительный преобразователь перемещений.Known differential volumetric dilatometer (see AS No. 1404914 "Differential volumetric dilatometer", class G 01 N 25/16 from 07/09/1986, published 06/23/1988). It contains a chamber with compensating and measuring bellows and an induction measuring transducer.

К его недостаткам следует отнести сложность конструкции, большие массогабаритные параметры и невысокую точность измерения объемных изменений материалов вследствие значительных дополнительных погрешностей измерительной системы, обусловленных существенным различием физических параметров испытуемого бетонного и эталонного алюминиевого образцов.Its disadvantages include the complexity of the design, large weight and size parameters and the low accuracy of measuring volumetric changes in materials due to significant additional errors of the measuring system, due to a significant difference in the physical parameters of the tested concrete and reference aluminum samples.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели и выбранным в качестве прототипа является дифференциальный объемный дилатометр ДОД - 100К (см. Изменение №1 к ГОСТу 10060.3-95 «Бетоны. Дилатометрический метод ускоренного определения морозостойкости»). Данное устройство содержит подвижно установленную на подставке камеру с приваренной герметизирующей круглой крышкой, в которой выполнено заливное отверстие. На стороне камеры, противоположной крышке, вертикально установлен сильфон, над которым сверху соосно с ним закреплен датчик линейных перемещений. Камера имеет возможность поворачиваться вокруг своей горизонтальной оси в вертикальной плоскости. При подготовке прибора к работе камеру разворачивают крышкой вверх и заполняют рабочей жидкостью. В рабочем состоянии камера находится крышкой вниз, а сильфон и датчик линейных перемещений находятся над камерой.The closest in technical essence to the claimed utility model and selected as a prototype is a differential volumetric dilatometer DOD - 100K (see Change No. 1 to GOST 10060.3-95 "Concrete. Dilatometric method for accelerated determination of frost resistance"). This device comprises a camera movably mounted on a stand with a welded sealing round lid in which a filler hole is made. A bellows is mounted vertically on the side of the chamber opposite the lid, above which a linear displacement sensor is mounted coaxially with it. The camera has the ability to rotate around its horizontal axis in a vertical plane. When preparing the device for operation, the chamber is turned upside down and filled with working fluid. In operating condition, the camera is lid down, and the bellows and the linear displacement sensor are located above the camera.

Достоинствами такого устройства являются более высокая точность измерения объемных изменений материалов и значительный ресурс работы.The advantages of such a device are a higher accuracy of measuring volumetric changes in materials and a significant service life.

К недостаткам следует отнести значительные массогабаритные показатели из-за большой высоты прибора, состоящего из The disadvantages include significant weight and size indicators due to the high height of the device, consisting of

последовательно связанных камеры, сильфона и датчика; неудобство в работе, связанное с дополнительными операциями переворачивания камеры при удалении воздуха из рабочей жидкости, и использование большой морозильной камеры из-за большой высоты прибора; недостаточная эффективность системы воздухоудаления, ведущая к снижению точности измерений.a series-connected camera, bellows, and sensor; inconvenience in work associated with additional operations of turning the chamber over when removing air from the working fluid, and the use of a large freezer due to the high height of the appliance; insufficient efficiency of the air removal system, leading to a decrease in the accuracy of measurements.

Задачей создания заявляемой полезной модели является разработка дилатометра объемного с высокой точностью измерения объемных изменений материалов, с уменьшенными габаритами, преимущественно по вертикальной составляющей, и массой, с небольшим временем подготовительных операций. Кроме того, устройство должно иметь хорошие эргономические показатели, быть удобным в эксплуатации и недорогим.The task of creating the claimed utility model is to develop a volumetric dilatometer with high accuracy for measuring volumetric changes in materials, with reduced dimensions, mainly in the vertical component, and weight, with a short preparatory operation time. In addition, the device must have good ergonomic performance, be convenient to use and inexpensive.

Техническим результатом является повышенная точность измерения объемных изменений материалов и компактность устройства.The technical result is increased accuracy of measuring volumetric changes in materials and the compactness of the device.

Заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна», т.к. совокупность ее существенных признаков не известна из существующего уровня техники.The inventive utility model meets the criterion of "novelty", because the combination of its essential features is not known from the existing level of technology.

Она соответствует также критерию «промышленная применимость», т.к. возможно ее использование в экономике или любой другой сфере деятельности человека.It also meets the criterion of "industrial applicability", because it can be used in the economy or any other area of human activity.

Выполнение крышки внутри камеры вогнутой дает возможность воздуху, вытесненному рабочей жидкостью из камеры, собираться в пространстве под крышкой при неизменном уровне рабочей жидкости. Через заливное отверстие собравшийся воздух выходит наружу при покачивании камеры. Следовательно, из-за отсутствия дополнительных погрешностей, вносимых воздухом, повышаются точность измерения и удобство в эксплуатации.The execution of the lid inside the chamber concave allows air displaced by the working fluid from the chamber to collect in the space under the lid at a constant level of the working fluid. Through the filler opening, the collected air escapes when the chamber sways. Therefore, due to the lack of additional errors introduced by air, the measurement accuracy and ease of use are increased.

Расположение переливного отверстия в стенке камеры позволяет установить сильфон и связанный с ним датчик линейных перемещений вертикально вдоль стенки камеры.The location of the overflow hole in the chamber wall allows you to install the bellows and the associated linear displacement sensor vertically along the chamber wall.

Любые боковые перемещения сильфона при этом исключены, следовательно, исключено внесение дополнительных погрешностей, и точность измерений значительно повышается. Выполнение осей сильфона и датчика линейных перемещений параллельными также повышает чувствительность устройства и точность измерений, т.к. все линейные перемещений сильфона передаются строго на чувствительную часть датчика.Any lateral movement of the bellows is thus excluded, therefore, the introduction of additional errors is excluded, and the measurement accuracy is significantly increased. Running the axes of the bellows and the linear displacement transducer parallel also increases the sensitivity of the device and the accuracy of measurements, since all linear movements of the bellows are transmitted strictly to the sensitive part of the sensor.

Выполнение сильфона с высотой, относящейся к его диаметру, как 3:1 и соизмеримой с высотой камеры, позволяет уменьшить его площадь поперечного сечения до оптимальной (результаты получены опытным путем), и повысить чувствительность к малым объемным изменениям материалов. При этом достигается компактность конструкции и высокая точность измерений.The implementation of the bellows with a height related to its diameter, as 3: 1 and commensurate with the height of the chamber, allows to reduce its cross-sectional area to the optimum (the results were obtained experimentally), and increase the sensitivity to small volumetric changes in materials. This ensures compact design and high measurement accuracy.

Кроме того, компактное устройство при испытаниях можно размещать в морозильных камерах с более равномерными температурными полями, что также способствует повышению точности измерений.In addition, the compact device during testing can be placed in freezers with more uniform temperature fields, which also contributes to increased measurement accuracy.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен общий вид дилатометра объемного.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a General view of the volumetric dilatometer.

Дилатометр объемный содержит металлическую камеру 1 в форме куба, которая крепежным узлом 2 подвижно закреплена на подставке 3. В выпуклой крышке 4 камеры 1 выполнено заливное отверстие 5 с пробкой 6. Верхний торец 7 сильфона 8 через кронштейн 9 жестко соединен с камерой 1. В нижний торец 10 сильфона 8 вкручена направляющая шпилька 11, которая проходит через нижний кронштейн 12 камеры 1. Сильфон 8 выполняется из сплава металлов, например, из сплава 36 НХТЮ. Сильфон 8 через чувствительный элемент 13, выполненный из металла, связан с датчиком 14 линейных перемещений резисторного типа, например ММ-20 с разрешающей способностью не меньше 10 мкм. Датчик 14 линейных перемещений закреплен на нижнем кронштейне 12 камеры 1 так, что оси сильфона 8 и датчика 14 линейных перемещений параллельны. Сильфон 8 и датчик 14 линейных перемещений могут быть помещены в металлический кожух (на чертеже не показан). Дилатометр объемный также снабжен датчиком 15 температуры, вмонтированным в стенку камеры 1, а также подпружиненным стопорным язычком 16, расположенным на подставке 3, который фиксирует камеру 1 в рабочем состоянии вертикально. Крышка 4 прижимается к камере 1 прижимными гайками 17 для максимальной герметизации камеры 1 в процессе измерений.The volume dilatometer contains a metal chamber 1 in the form of a cube, which is fixedly mounted on the stand by the mounting unit 2. In the convex cover 4 of the chamber 1, a filler hole 5 with a stopper 6 is made. The upper end 7 of the bellows 8 is rigidly connected to the chamber 1 through the bracket 9. The end face 10 of the bellows 8 is screwed into the guide pin 11, which passes through the lower bracket 12 of the chamber 1. The bellows 8 is made of an alloy of metals, for example, of alloy 36 NHTU. The bellows 8 through a sensor 13 made of metal is connected to a sensor 14 of linear displacements of the resistor type, for example MM-20 with a resolution of at least 10 microns. The linear displacement sensor 14 is fixed to the lower bracket 12 of the chamber 1 so that the axes of the bellows 8 and the linear displacement sensor 14 are parallel. The bellows 8 and the linear displacement sensor 14 can be placed in a metal casing (not shown in the drawing). The volumetric dilatometer is also equipped with a temperature sensor 15 mounted in the wall of the chamber 1, as well as a spring-loaded stop tab 16 located on the stand 3, which fixes the chamber 1 in the working state vertically. The cover 4 is pressed against the chamber 1 by the clamping nuts 17 for maximum sealing of the chamber 1 during the measurement process.

Работа дилатометра объемного осуществляется следующим образом.The work of the volumetric dilatometer is as follows.

Испытуемый образец, например насыщенный водой кубик бетона размером 100×100×100 мм, помещают в камеру 1 и заливают через заливное отверстие 5 рабочей жидкостью, например, керосином. Крышку 4 плотно подгоняют к камере 1 и герметизируют с помощью прижимных гаек 17. Камеру 1 несколько минут покачивают, при этом вытесненный рабочей жидкостью воздух собирается под выпуклой крышкой 4. Затем пробкой 6 закрывают отверстие 5. Камеру 1 с помощью стопорного язычка 16 фиксируют в вертикальном положении. Дилатометр с образцом устанавливают в морозильную камеру, выдерживают 30 минут при естественной температуре, а затем начинают замораживание со скоростью 0,3°С/мин до температуры минус (18±2)°С. Объем керосина при охлаждении уменьшается, и нижний торец 10 сильфона 8, соединенный со шпилькой 11 перемещается вверх. Связанный с ним через чувствительный элемент 13 датчик 14 линейных перемещений фиксирует перемещения. В момент замерзания воды в испытуемом бетонном кубике его объем увеличивается, и керосин вытесняется из камеры 1 в сильфон 8. При этом нижний торец 10 сильфона 8 перемещается вниз и чувствительный элемент 13 датчика 14 тоже перемещается вниз. С датчика 14 линейных перемещений и с датчика 15 температуры через блок цифровой обработки (на чертеже не показан) информация поступает в компьютер, где регистрируется и обрабатывается в специальной программе.The test sample, for example a 100 × 100 × 100 mm concrete cube saturated with water, is placed in chamber 1 and poured through the filler hole 5 with a working fluid, for example, kerosene. The lid 4 is tightly fitted to the chamber 1 and sealed with clamping nuts 17. The chamber 1 is shaken for several minutes, while the air displaced by the working fluid is collected under the convex lid 4. Then, the hole 5 is closed with the stopper 6. The chamber 1 is fixed in the vertical with the lock tab 16 position. The dilatometer with the sample is installed in the freezer, kept for 30 minutes at natural temperature, and then freezing begins at a rate of 0.3 ° C / min to a temperature of minus (18 ± 2) ° C. The volume of kerosene during cooling decreases, and the bottom end 10 of the bellows 8 connected to the stud 11 moves up. Associated through a sensor 13, the linear displacement sensor 14 detects displacements. At the moment of freezing of water in the test concrete cube, its volume increases, and kerosene is forced out of the chamber 1 into the bellows 8. At the same time, the lower end 10 of the bellows 8 moves down and the sensitive element 13 of the sensor 14 also moves down. From the linear displacement sensor 14 and from the temperature sensor 15, through the digital processing unit (not shown in the drawing), the information enters the computer, where it is registered and processed in a special program.

Предлагаемая конструкция дилатометра объемного позволяет создать компактное устройство, повышает точность измерения объемных изменений материалов, позволяет ускорить и упростить проведение испытаний, свести к минимуму влияние субъективных факторов и использовать при испытаниях экономичные морозильные камеры небольших размеров.The proposed design of a volumetric dilatometer allows you to create a compact device, increases the accuracy of measuring volumetric changes in materials, allows you to speed up and simplify testing, minimize the influence of subjective factors and use economical small freezers for testing.

Claims

1. A dilatometer is volumetric, comprising a chamber movably mounted on a stand connected to a bellows through an overflow hole and provided with a cover with a filler opening, while the bellows and the linear displacement sensor are arranged vertically and interconnected, characterized in that the cover inside the chamber is made concave, overflow the hole is located in the wall of the chamber, and the axis of the bellows and the linear displacement sensor are parallel.

2. The dilatometer according to claim 1, characterized in that the height of the bellows refers to its diameter as 3: 1.

3. The dilatometer according to claim 1, characterized in that the height of the bellows is commensurate with the height of the chamber.