Способ измерения влажности пористых

 

395749

ОПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТ ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

N. Кл. G 01п 15/08

Заявлено 22.111.1971 (№ 1640541 26-25) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 28.V111.1973. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 15.1.1974

Государственный комите

Совете Министров СССР ао делам изобретений и открытий

УДК 631.432.2(088.8) Авторы изобретения

А. И. Данилин и В. T. Дубинчук

Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ПОРИСТЪ|Х

ТЕЛ у ЬР

Изобретение относится ас области периодических измерений влажности пористых материалов, в том числе влажности почв и грунTов, и может быть, использовано при режимных наблюдениях за влажностью почв и грунтов в гидрогеологии, агрометеоролопш, в гидрологии и в сельском хозяйстве.

Предлагаемый способ измерения вла?кностп основан на функциональной завп симостп газопроницасмости пористой керамики плп другой пористой среды от их вла кности.

Известно, что с возрастанием влажностн пористых материалов диаметр пор и ка пплляров в них уменьшается, поскольку частицы или стенки капилляров обволакиваются пленкой влаги. В полностью насыщенной влагой пористой среде,капилляры практически перекрыты водой. Поэтому воздухопроницасмость пористого материала является функцией его влажности.

В предлагаемом способе пористый блокдатчик помещают в ту среду, на пример в почву, в которой пред полагается проводить наблюдения за изменениями влажности. Между .влажностью пористого блока-датчика и окружающей его средой наступает влажностпос равновесие. Получив зависимость газопронпца е мост|и пористого блока.датч и к а от вл ажности окружающей среды при его градупровке, влажность в дальнейшем определяют на основе измерения скорости фильтрации газа через пористый блок-датчик.

В соответствии с известным законом Пуазейля расход Q газа, протекающего через по5 рпстую мембрану, выражается зависимостью вида:

10 где К вЂ” коэффициент газопроницаемости; дР— разность давлений по обеим сторонам мембраны;

Л1 — ес толщина.

Если в почву плп грунт поместить пори15 стый блок-датчик и пропускать через него газ при некотором начальном давлении Р1 и измерить,время истечения газа до давления

Р, то время истечения газа и будет являться функцией газопроницаемости датчика, а сле20 довательно, и влажности.

Предлагасмьш способ реализуют следующим образом.

В почву илп грунт закладывают керамичесоеие пористые блоки-.датчики влажности, 25 имеющие выводы в виде трубок, через, которые может подводиться газ. Поокольку га зо,проницаемость измеряют не в самой почвенной среде, которая обычно неоднородна по своей плотности и составу, а в керамическом

30 блоке-датчике, то этим самым исключают

395749 влияние на результат измерения влажности неоднородности почвен|ной среды.

На чертеже предста влена схема устройства, с помощью которого реализуют предлагаемый ollocoб.

Устройство состоит из пористого датчика, имеющего две камеры 1, 2, в од ну из которых через тр убяу 8, подводи пся дозированный объем воздуха из резервуара 4 при начальном давлении PI, которое контролируется манометром 5 и может задаваться автоматически срабатываемым клапаном б, если давление в резервуаре окажется выше Рь

Воздух в камеру 1 подается ощрыт|ие м крана 7. Воздух, фильтруясь че|рез пористую перегородку в датчике 8,,поступает в камеру 2 и через трубку 9 выходит нар ужу.

Для того чтобы исключить фильтрацию во духа через боковые стенки камеры I, 2 датчика, трубки, вмонтированные iB эту камеру, немеют перфорацию толькино с той стороны, которая обращена к пористой перегородке, изготовленной из того же материала, что и сам пористый блок-датчик. Резервуар 4 с манометром 5 с монтирова ны вместе и являются переносной частью, подключаемой к трубке 3 только в моменты измерений. В самой почве или грунте остаются только блоки-датч и ки влажности с выведенньпми наружу двумя трубками.

Резервуар 4 имеет ни ппель 10, через а<ОТОрый в него.,подается воздух, ручны м насосом или от баллона. Открытие крана 7 может быть сблокироBBFIo с включением TBHlilepa 1(, который выключается автоматически манометром 5 при падении давления в резервуаре

4 до величины Р . Избыточ ное давление, превы шающee PI, которое может возникнуть при

HBIKBvKe резервуара 4, сбрасывается из него тарированньпм клапаном б, смонтированным также вместе. с резервуаром.

По предлагаемому способу измерения влажности с помощью таких датчиков влаж10 ности производят следующим образом.

Подав в резервуар 4 воздух, открывают кран 7, одновременно включается таймер, .который выключится манометром 5, котда да вление в резервуаре у1падет до величины

15 Р>. И мея график градуи ровки,,по:промежут.ку времени фильтрации воздуха через пористый блок-датчи к находят величину влажности в окружающей датчик среде.

Градуировку блок-датчиков проводят зара.

20 нее на моделях почвы или грунта с извест ной влажностью. Пористые характеристики блоков-датчиков могут быть подобраны для глинистых, песчаных и супесчаных грунтов.

Предмет изобретения

С пособ измерения влажности пор истых тел по газопроницаемости, отличающийся тем, что, с целью, повышения точности измерения, в и сследуемое тело помешают пористый

30 блок-датчик и после наступления влаж.

IHocTHoIo равновесия между блоком и исследуемым телом измеряют газопрони цаемость блока-датчика, по которой определяют влажнжть исследуемого тела.

395749

Составитель В. Гусева

Техред А. Камышиикова

Редактор А. Батыгин

Корректор Т. Гревцова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3523!2 Изд, № 921 Тцрагк 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мп1п1стров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7Ê-35, 1 аушская наб., д. 4, 5