SU1354068A1

SU1354068A1 - Capillarimeter

Info

Publication number: SU1354068A1
Application number: SU864006476A
Authority: SU
Inventors: Валентин Владимирович Бадов; Александр Аркадьевич Киселев
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии
Priority date: 1986-01-10
Filing date: 1986-01-10
Publication date: 1987-11-23

Abstract

Изобретение относитс к технической физике, в частности к устройствам дл определени влагопереноса горных пород. Цель изобретени - повышение точности измерений за счет исключени уноса пара. Капилл риметр содержит камеру с пористой мембраной, подмембранна часть соединена с измерительной емкостью, снабженной датчиками давлени . Камера расположена наклонно. Подмембранна камера соединена , с системой заполнени водой. 2 ил. со О1 4: 05 СХ)The invention relates to technical physics, in particular, to devices for determining the moisture transfer of rocks. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by eliminating the entrainment of steam. The capillary meter contains a chamber with a porous membrane, the submembrane part is connected to a measuring capacitance equipped with pressure sensors. The camera is inclined. The submembrane chamber is connected to the filling system with water. 2 Il. with O1 4: 05 CX)

Description

10ten

1one

Изобретение относитс к технической физике, в частности к устройствам дл определе1т влагопереноса в ненасыщенных горных породах и почвах. Цель изобрете:ни - повышение точности определени равновесных значений влагосодержани за счет исключени погрешностей, вызываемых фильтрацией газа через исследуемый образец и тонкопористую мембрану, а также сокращение времени установлени равенства между значением потенциала, заданного в подмембранной камере, и потенциалом влаги в исследуемом образце.The invention relates to technical physics, in particular, to devices for determining moisture transfer in unsaturated rocks and soils. The purpose of the invention is not to improve the accuracy of determining the equilibrium moisture content values by eliminating errors caused by gas filtration through the sample under study and the thin-porous membrane, as well as reducing the time required to establish equality between the potential value specified in the submembrane chamber and the potential of moisture in the sample under study.

Поставленна цель достигаетс тем, что камера капилл риметра расположена наклонно. Трубка выведена из верхней точки подмембранной части каме- 20 ры и подсоединена к измерительной емкости выше вывода ее из подмембранной камеры. При этом подмембран- на часть камеры соединена через вентиль с системой заполнени ее водой. Кроме того, камера снабжена дополнительной подмембранной частью, идентичной первой, расположенной над рабочей частью камеры и отделенной от нее пористой мембраной.The goal is achieved by the fact that the capillary chamber is inclined. The tube is brought out from the top point of the submembrane part of the chamber 20 and is connected to the measuring capacitance above its output from the submembrane chamber. At the same time, the submembrane part of the chamber is connected through a valve with a system for filling it with water. In addition, the chamber is equipped with an additional submembrane part, identical to the first one, located above the working part of the chamber and separated from it by a porous membrane.

На фиг. 1 изображен предлагаемый капилл риметр, разрез; на фиг.2 - схема соединени подмембранной и до- полнительной камер в капилл риметре,FIG. 1 shows the proposed capillary gauge, incision; Fig. 2 is a diagram of the connection of the submembrane and additional chambers in the capillary,

Капилл риметр содержит рабочую камеру 1 с исследуемым образцом 2, сообщающуюс с атмосферой через капилл р 3 или щель 4 между корпусом и крышкой 5, предотвращающей испарение влаги из камеры, установленную на подставке 6. Мембрана 7 герметично соединена с подмембранной камерой 8, имеющей патрубок 9, . оборудованный вентилем 10, и соединительную трубку 11, подсоединенную к измерительной бюретке 12 выше вывода ее из подмембранной камеры. Измерительна бюретка, имеюща водосливной вентиль 13, соединена с манометром 14, ресивером 15 и фор- вакуумным насосом 16, отключаемым от вакуумной системы ка 1илл риметра при помощи вентил 17.The capillary gauge contains a working chamber 1 with the test sample 2, which communicates with the atmosphere through the capillary p 3 or slit 4 between the housing and the lid 5, which prevents evaporation of moisture from the chamber, mounted on the stand 6. The membrane 7 is hermetically connected to the submembrane chamber 8, which has a port 9 , equipped with a valve 10, and a connecting tube 11 connected to the measuring burette 12 above its output from the submembrane chamber. A measuring burette, having a spillway valve 13, is connected to a pressure gauge 14, a receiver 15 and a fore-vacuum pump 16 that is disconnected from the vacuum system of a 1-meter gauge using a valve 17.

Наклон подмембранной камеры и соединительной трубки к горизонтальной оси должен обеспечивать беспре-. п тственное продвижение пузырьков газа из подмембранной камеры в бюретку .The inclination of the submembrane chamber and the connecting tube to the horizontal axis should ensure uninterrupted. gas bubbles moving from the submembrane chamber to the burette.

35406823540682

Тонкопориста мембрана 7 изготовлена из керамической пластинки, а трубка I1, имеюща достаточно большой внутренний диаметр дл свободного выхода из подмембранной камеры пузырьков диффундирующего и выдел ю- щегос из воды газа, изготовлена из прозрачного материала.The fine-pore membrane 7 is made of a ceramic plate, and the I1 tube, which has a sufficiently large inner diameter for free exit from the submembrane chamber of diffusing bubbles and water released from the gas, is made of a transparent material.

Дл сокращени времени установлени равновеси между потенциалом ВОДЬ в подмембранной системе и потенциалом влаги исследуемого образца Капилл риметр может быть выполнен в 15 модификации с дополнительной камерой 18j аналогичной подмембранной, с дополнительной мембраной 19 и дополнительной соединительной трубкой 20, соединенной с соединительной трубкой П основной подмембранной камеры 8. Дополнительна камера снабжена патрубком 21, оборудованным вентилем 22 с питающей камеру водой емкостью, Капилл риметр работает следуюш м 25 образом.To reduce the time to establish an equilibrium between the potential of WATER in the submembrane system and the potential of moisture of the sample under study, the Capillimeter can be made in 15 modifications with an additional chamber 18j similar to the submembrane, with an additional membrane 19 and an additional connecting tube 20 connected to the connecting tube P of the main submembrane chamber 8 The additional chamber is equipped with a branch pipe 21, equipped with a valve 22 with a water supply tank with a capacity, the Capillometer works in the following way.

Открывают вентиль 10 и вода, поступающа из питающей емкости через патрубок 9, заполн ет подмембранную камеру 8 и соединительную трубку 11. После полного замокани тонкопорис- . той мембраны 7 определ ют давление барботировани , ограничивающе е передел допустимых измерений. При этом постепенно понижают давление в ва- 35 куумной системе капилл риметра и фиксируют разр жение, при котором начинаетс фильтраци барботирующего газа через .тонкопористую мембрану, ; что устанавливают визуально по по в- 40 лению движyшJixc пуз ырьков в трубке 11 .The valve 10 is opened and the water coming from the supply tank through the pipe 9 fills the submembrane chamber 8 and the connecting tube 11. After the complete locking, the toner-. The membrane 7 determines the bubbling pressure, which limits the redistribution of the permissible measurements. At the same time, the pressure in the vacuum system of the capillary meter is gradually lowered and the discharge is recorded, at which filtration of the bubbling gas through the fine-porous membrane starts; what is installed visually according to the direction of movement of the pups in the tube 11.

Затем давление газа в системе капилл риметра восстанавливают до значени , соответствующего первой 45 ступени разрежени , в рабочую камеру устанавливают водонасыщенный образец TaKj чтобы обеспечить наиболее плотный контакт с тонкопористой мембраной . РазрежеНиб, заданное в под- 50 мембранной системе кaшiлл pи ieтpa, поддерживают до полного прекращени стекани водь в измерительную бюретку . После стабилизации уровн воды в измерительной бюретке измер ют ко- 55 личество накопившейс в ней воды и переход т к следующей ступени разрежени . Процедуру последовательного ступенчатого понижени давлени газа в подмембранной системе капилл ри30Then, the gas pressure in the capillary system is restored to the value corresponding to the first 45 vacuum stage, and a water-saturated sample TaKj is installed in the working chamber in order to ensure the most intimate contact with the thin-porous membrane. A vacuum set, specified in the sub- 50 membrane system of kashil p and iepa, is maintained until the water completely stops flowing into the measuring burette. After the water level in the measuring burette is stabilized, the amount of water accumulated in it is measured and transferred to the next vacuum stage. Procedure for sequential stepwise lowering of gas pressure in a submembrane capillary system30

метра и определени объема воды, вытекающей из образца на каждой ступени разрежени , повтор ют до значени давлени , соответствующего давлению барботировани , определ емому свойствами используемой тонкопористой мембраны . Значени влагосодержани (приведенные к единичному объему образца ) , соотЕ етствующие каждой ступени давлени , определ ют путем обратного пересчета.The meter and determine the volume of water flowing out of the sample at each vacuum stage are repeated to a pressure value corresponding to the bubbling pressure determined by the properties of the finely porous membrane used. The values of moisture content (reduced to a unit volume of the sample), corresponding to each pressure level, are determined by the inverse conversion.

Величину потенциала, задаваемую в системе капилл риметра, вычисл ют по формулеThe magnitude of the potential specified in the capillary system is calculated by the formula

V РА.ан - PSZ-PQTK ,V RA.an - PSZ-PQTK,

величина потенциала влаги,the value of the moisture potential

вьфаженна эквивалентной высотой водного столба; давление, измер емое манометром;higher equivalent of water column height; pressure measured by a pressure gauge;

атмосферное давление; гидростатическое давление в подмембранной камере на отметке геометрического центра тонкопористой мембраны.Atmosphere pressure; hydrostatic pressure in the submembrane chamber at the elevation of the geometric center of the thin-porous membrane.

где (jwhere (j

waHwaH

OIT«OIT "

gzgz

PP

5five

00

Claims

Invention Formula

A capillary meter containing a chamber divided by a porous membrane into the working and submembrane parts, while the working part of the chamber is connected through the capillary to the atmosphere, and the submembrane part of the chamber is connected by a tube with a measuring capacitance and a vacuum system equipped with a pressure sensor, and a pressure tube so that, in order to increase the accuracy of measurements by preventing the entrainment of steam into the vacuum system and expanding the measurement range to higher vacuum areas, the chamber is inclined, the tube is removed from the upper points of the submembrane part of the chamber and connected to the measuring capacitance above its output from the submembrane chamber, the submembrane part of the chamber being connected through valve 5 to the water filling system additionally introduced into the capillary meter.

five

0

2- / J

.

9u.2