Способ определения диаметра пор фильтра

 

Изобретение относится к области измерительной техники и решает задачу определения диаметра пор размером в сотые доли микрометра и менее. Способ заключается в пропускании контрольного газа - бензола через .фильтр при заданном перепаде давлений.. Перед измерениями выбирают эталонный фильтр с известным диаметром пор d и с материалом и длиной пор фильтра, совпадающими с исследуемым. Затем производят градуировочные измерения на фильтре известной геометрии путем измерения зависимости давления бензола во времени со стороны низкого давления и определения по этой зависимости времени задержки диффузии© от момента создания перепада давлений до момента установления стационарного потока бензола через фильтр. Аналогичным образом находят время задержки диффузии для исследуемого фильтра 0 , а величину диаметра пор определяют из соотношения d d 0„ /в. 1 ил. с (Л с: ISD о О 05 о

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (5ö 4 С 01 И 15/08

ВГР "

О1 1ИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТСРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3918840/31-25 (22) 23,05.85 (46) 30.09.86. Бюл.¹ 36 (71) Объединенный институт ядерных исследований и Уральский политехнический институт им. С.М.Кирова (72) В,В.Овчинников, B.Ä.Ñåëåýíåâ и В,И.Кузнецов (53) 539.217(088,8) (56) Дытнерский И.А. Мембранные процессы разделения жидких смесей. М.:

Химия, 1979, с.53 °

Кучеренко Е.Т ° Справочник по физическим основам вакуумной техники,—

Киев: Вища школа, 1981, с,191 †1. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАМЕТРА

ПОР ФИЛЬТРА (57) Изобретение относится к области измерительной техники и решает задачу определения диаметра пор размером в сотые доли микрометра и менее °

„„SU„„1260766 А 1

Способ заключается в пропускании контрольного газа — бенэола через фильтр при заданном перепаде давлений.;

Перед измерениями выбирают эталонный фильтр с известным диаметром пор d и с материалом и длиной пор фильтра, совпадаюшими с исследуемым. Затеи производят градуировочные измерения на фильтре известной геометрии путем измерения зависимости давления бензола во времени со стороны низкого давления и определения по этой зависимости времени задержки диффузии 6 от момента создания перепада давлений до момента установления стационарного потока бензола через фильтр.

Аналогичным образом находят время задержки диффузии для исследуемого фильтра Ц, а величину диаметра пор определяют из соотношения d

= d О, /Ю. I ил.

1260766

A — некоторый множитель, зависящий от температуры, по порядку величины совпадающий со временем оседлой жизни моле5 кул газа на поверхности.

Проводя измерения на эталонном фильтре из. того же материала с известным диаметром TIop dpj определяют

О,d, 10 величину A = †+ где g — время

1 j о

d = d о

Изобретение относится к измеритЕЛяоНОй ТЕХНИКЕ И МОжЕт бЫтЬ ИСПОЛЬзорано, в частности, для определения геометрических характеристик мелкопористых мембран, а именно фильтров, имеющих прямые цилиндрические каналы, например, ядерных фильтров, Регулярная геометрия ядерных фильтров и малая дисперсность размеров пор подобных мембран позволяет достичь высокой селективности при разделении смесей газов и жидкостей или очистке их от механических примесей, однако расширение области применения ядерных фильтров сдерживается отсутстви- 15 ем достаточно точных и простых неразрушающих методов контроля геометрии пор для диаметров, менее 0,05 мкм.

Цель изобретения †повышение точ= 20 ности определения малых значений диаметров пор.

На чертеже показана зависимость давления газа в камере от времени, общий вид. 25

Способ осуществляют на стандартной установке, содержащей две камеры, разделенные фильтром, в одной из которых создают пониженное давление (вакуум), с возможностью регистрации изменения этого давления во времени.

Сущность методики заключается в следующем1

Если одна из камер объема, разделенного на две части проницаемым фильтром, заполнена до некоторого давления газом, а другая вакуумирована, то вследствие диффузии этОго газа через фильтр, давление в вакуум- 40 ной части начнет расти. Однако рост этот будет наблюдаться не.сразу, а с некоторой временной задержко" 8

{время прохождения газа через мембрану). На чертеже изображена зависи- 4> мость роста давления Р в первона-5 чально вакуумированном до 10 торр обьемов от времени t, При достаточно больших t зависимость P (t) станоBHTcFI линейной» Время задержки Диффу- 50 зии определяют как отрезок оси времени, отсекаемый этой прямой линией, Результаты экспериментов по измерению времени задержки хорошо апроксимируются следующей формулой 2

О= A.-y

1 j где 1 — длина пор; задержки для эталонного фильтра.

Отсюда

Для обеспечения достаточной точности измерений время задержки должно находится в диапазоне — 1000 с.

Здесь нижняя граница выбрана из условия точной регистрации момента создания перепада давления, для которой невозможно достичь погрешности менее

0,1 с, Верхняя граница связана с . экспрессностью измерений давления на выходе фильтра. Превьпнение этой границы делает невозможным регистрацию изменения давления со временем из-за ограниченной чувствительности датчика давления.

Экспериментально было установлено, что для диаметров пор от 0,005 до0 05 мкм при типичной толщине ядерных мембран 1 = 1О мкм время задержки в упомянутом диапазоне может быть получено для бензола при температурах, близких к комйатной. Изменение КоМ анатной температуры на 40 К изменяет время задержки паров бензола на два порядка величины. Если размер пор неизвестен, то величину температуры можно подобрать экспериментально.

Для этого опыты по определению времени задержки проводят последовательно для ряда температур через 40 К, на- . чиная, например, с комнатной (такой интервал изменения температуры обеспечивает на одном из значений Т время задержки в диапазоне 1-1000 с), Формула изобретения

Способ определения диаметра пор фрльтра, заключающийся в пропускании контрольного газа через фильтр при создании перепада давлений газа на фильтре, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения малых значений диаметров

1260766

Составитель А.Кощеев

Редактор М.Товтин Техред И.Попович Корректор В.Синицкая

Заказ 5219/40

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4 пор, в качестве контрольного газа используют бензол, перепад давлений на фильтре создают путем предварительного вакуумирования камеры, отделенной исследуемым фильтром от второй камеры, в которую напускают бензол, регистрируют зависимость давления беизола в вакуумированной камере от времени после создания перепада давления и определяют по этой зависимости время задержки от момента создания перепада давления до установления стационарного потока бензола через фильтр, аналогичное время задержки определяют для эталонного фильтра с известным диаметром пор, а диаметр пор исследуемого фильтра рассчитывают по соотношению

2 ф

d =d о где d, d — диаметр пор исследуемого и эталонного фильтров соответственно, @., — время задержки для исследуемого и эталонного фильтров соответственно,