Изобретение относится к области теплофизики и может быть использовано при исследовании наноматериалов, а именно для определения коэффициента адсорбции наномате-риалов, конкретно порошкообразных веществ.
В качестве прототипа принят влагомер, содержащий термопару, источник электропитания и прибор контроля времени (таймер) [Патент Республики Украина UA № 54155].
Недостатком устройства является низкая точность измерения при неоднородном распреде-лении влаги в объеме контролируемого материала.
Целью является разработка и создание малогабаритной установки для проведения исследовательских работ по более точному измерению влажности и определению коэффициента адсорбции порошкообразных веществ в зависимости от времени при различных температурах.
Техническое решение достигается путем автоматизации всего процесса исследования, а именно использования доступных устройств и разработки специальной программы для компьютера, позволяющих повысить точность измерений.
Общая схема установки (в сборе) приведена на Фиг. 1.
Установка (Фиг.1) состоит из кейса, подключенного к источнику электропитания (на схеме не показаны) со всеми вмонтированными в нем и подключенными электроприборами. На одной из внутренних стенках кейса установлены наружний сосуд (термостат) 1 с водой 2 и крышка 3, к которой вертикально и жестко прикреплены два капилляра 4. Электрические нагреватели 5 установлены внутри капилляров 4, один из которых погружен в наружний сосуд 1. Другой капилляр 4 погружен в воду 2 внутреннего сосуда 6, имеющего двойную стенку с воздухом 7. Внутренний сосуд 6 установлен внутри наружнего сосуда 1 посредством полиметаллической трубки 8, проведенной сквозь него к центру днища наружнего сосуда 1. Полиметаллическая трубка 8 герметично соединена с обеими сосудами. Внутри нее с возможностью свободного вертикального хода установлен полиметаллический стержень 9 с сеточной ячейкой 10 и исследуемым объектом 11 (наночастицами) в его верхнем конце. Нижний конец полиметаллического стерженя 8 контактирует с тензодатчиком 12 аналоговых весов 13, подключенных к компьютеру 14. В наружнем сосуде 1 установлена термопара 15, проведенная через отдельное отверстие 16 и присоединенная к отдельному прибору 17 для измерения температуры, вмонтированному в другой стенке кейса. Электрические нагреватели 5 установлены ближе к краям сосудов 1 и 6 без возможностм контактирования с ними, и подключены по-отдельности к двум приборам 18 для измерения температур по заданному промежутку времени.
Установка работает следующим образом. В наружный сосуд 1 наливается вода 0,5 л, а во внутренний сосуд 6 - 0,2 л. Исследуемое вещество засыпается в сеточную ячейку 10 и взвешивается с помощью аналоговых весов 13 (в количестве 1-10 г.). Путем закрытия крышки 3 оба электрических нагревателя 5 вводятся в сосуды 1 и 6 с водой 2. подготавливается компьютер 14 к работе. В результате чего масса наночастиц 11 через весы 13 отражается на мониторе компьютера 14. Включаются нагреватели 5 и под контролем устройств 17, 18 для измерения температур греется вода 2 в обоих сосудах 1 и 6. Причем вода в наружном сосуде 1 нагревается и поддерживается на определенной температуре, а температура воды во внутреннем сосуде 6 постепенно повышается, изменяясь по определенному заданному шагу и времени. При этом показания температуры отражаются на компьютере 14 и фиксируются. По полученным данным составляются диаграммы в формате Excel.
Заявляемое техническое решение максимально автоматизировано и позволяет более точно определять коэффициент адсорбции наноматериалов с наименьшей погрешностью.
